1、文檔編碼 : CW9S8Y6X10T9 HB5I7Q4P4B9 ZL6S3O3D10P4重 質(zhì) 含 硫 原 油 脫 硫 工 藝 技 術(shù) 評 價 及 優(yōu) 化 研 究 _孫 相 博精品學(xué)習(xí)資料勤奮,是踏入成功之門的階梯第 1 頁,共 36 頁精品文檔題目：重質(zhì)含硫原油脫硫工藝技術(shù)評判及優(yōu)化爭辯姓名：孫相博指導(dǎo)老師：陳微專 業(yè)：學(xué) 院：學(xué)習(xí)形式：助學(xué)單位：論文完成日期：年月日收集于網(wǎng)絡(luò),如有侵權(quán)請聯(lián)系治理員刪除精品學(xué)習(xí)資料勤奮,是踏入成功之門的階梯第 2 頁,共 36 頁精品文檔重質(zhì)含硫原油脫硫工藝技術(shù)評判及優(yōu)化爭辯摘要H2S是一種毒性很大的氣體 , 造成環(huán)境污染 , 對人體也會產(chǎn)生嚴(yán)肅危害 , 并

2、且在工業(yè)生產(chǎn)過程中 ,H2S的存在仍會對設(shè)備造成腐蝕, 我國油田所采原油大部分為低硫原油, 在過去 , 原油的產(chǎn)量尚可自給自足 , 但是隨著經(jīng)濟(jì)的進(jìn)展 , 人民生活水平的提高, 我國對原油的需求量越來越大, 進(jìn)口原油逐年增多 , 其中有很大一部分為含硫原油, 因此隨之而來的就是對脫硫技術(shù)的迫切需求；而對于高含硫稠油 , 由于稠油本身的高密度、高粘度等特點(diǎn) , 使其脫硫存在確定的困難 , 目前國內(nèi)沒有形成比較成熟的原油脫 H2S 技術(shù), 然而 , 原油的脫硫問題卻不容忽視；H2S的常壓沸點(diǎn)介于乙烷 C2 和丙烷 C3 之間, 因此 , 在原油脫氣的過程中 , 分別出 C2和 C3的同時也可以將其

3、中所含的 H2S分別 出來 , 基于這一原理 , 在汽液相平穩(wěn)理論的基礎(chǔ)上進(jìn)行了原油脫 H2S 的爭辯；在對狀態(tài)方程和活度系數(shù)方程等熱力學(xué)模型爭辯的基礎(chǔ)上 , 依據(jù)現(xiàn)場試驗(yàn)數(shù)據(jù)優(yōu)選適合原油脫硫的運(yùn)算模型；然后對多級分別、負(fù)壓閃蒸、分餾以及氣提四種工藝進(jìn)行了軟件模擬爭辯 , 對每種工藝的影響因素進(jìn)行敏捷性分析 , 在此基礎(chǔ)上優(yōu)化各工藝的操作參數(shù) , 并做詳細(xì)的對比分析 , 確定每種工藝的適用范疇；爭辯結(jié)果說明氣提工藝的脫硫成效最好 關(guān)鍵詞 ：含硫稠油,脫, 適合含硫量高的原油的脫硫化氫處理；H2S,多級分別,負(fù)壓閃蒸,分餾,氣提收集于網(wǎng)絡(luò),如有侵權(quán)請聯(lián)系治理員刪除精品學(xué)習(xí)資料勤奮,是踏入成功之門

4、的階梯第 3 頁,共 36 頁精品文檔Study and Optimization of H2S Removing Methods of Heavy Crude Oil Containing H2S Abstract H2Sis an acid gas with great toxicity. It causes environmental pollution and damage to human beings. Many industrial processes produce H 2S and a lot of fabrication equipments corrosion is ca

5、used by H2S. Most crude oil that produced in our country is low crude oil. In the past, the quantity of crude oil extracted at home is enough for peoples life and economic development. But in the recent years, with the remarkable improvement growth of peoples life and the great development of nation

6、al economy, the quantity of oil demanded become larger and larger. The oil import is growing every year and a large part of it is sour crude oil with H2S. In view of the above, the demand of the oil desulfurization technology is becoming urgent. But for the viscous oil, because of its high density a

7、nd high viscosity properties, it is much harder to remove the H 2S in it. H2Sremoving experiences at home. So the Until now, there havent been any mature study on the desulfurization methods is extremely needed. The atmospheric boiling point of H2S is between the point of ethane and propane. In the

8、process of gas-liquid separation of oil, H2Scan be removed from the oil along with there moving of ethane and propane. Study the H 2Sremoving method according to the equilibrium theory based on the above principle. 2Sremoving methods Elect reasonable calculating models that are suitable for the H by

9、 studying the principle of equations of state and activity coefficient models and according to the experimental data in the field of production. Then simulates the multistage separation method, vacuum flash evaporation method, distillation method and gas stripping method. Every influence factor for

10、each method is analyzed and detailed comparative analysis is done. The suitable range of each method is obtained. The study results shows that the effects of the gas stripping method is the best of all and it is suitable for heavy oil with big amounts of H2S. Keywords ：Viscous Oil with H 2S, H2SRemo

11、ving, Multistage Separation, Vacuum Flash Evaporation, Distillation, Gas Stripping 收集于網(wǎng)絡(luò),如有侵權(quán)請聯(lián)系治理員刪除精品學(xué)習(xí)資料勤奮,是踏入成功之門的階梯第 4 頁,共 36 頁精品文檔目 錄摘要 . I Abstract . II 目錄 . III 第一章 緒論 . 11.1 爭辯目的與爭辯意義 1.2 國內(nèi)外脫硫工藝爭辯. 1 . 21）多級分別法 . 2 2）負(fù)壓閃蒸法 . 2 3）分餾法 . 3 4）氣提法 . 3 1.3 論文的爭辯 . 4其次章 含硫稠油熱力學(xué)模型分析和選擇 . 12.1 引言 .

12、 1 2.2 狀態(tài)方程法 . 1 2.3 活度系數(shù)模型 . 3 2.3.1Wohl 型方程 . 3 2.3.2 局部組成概念模型 . 4 2.3.3 基團(tuán)貢獻(xiàn)概念模型 . 42.4 其他重要的熱力學(xué)模型爭辯 2.4.1Grayson-StreedGS. 5 模型 . 52.4.2BraunK10 模型 . 5 2.4.3Sour 模型 . 5第三章含硫稠油脫硫工藝及影響因素分析及優(yōu)化方案 . 63.1 引言 . 6 3.2 多級分別工藝 . 6 3.2.1 分別壓力的影響 . 93.2.2 多級分別脫硫參數(shù)優(yōu)化. 103.3 負(fù)壓閃蒸工藝 . 113.3.1 操作壓力與操作溫度的影響. 12收

13、集于網(wǎng)絡(luò),如有侵權(quán)請聯(lián)系治理員刪除精品學(xué)習(xí)資料勤奮,是踏入成功之門的階梯第 5 頁,共 36 頁精品文檔3.3.2 負(fù)壓閃蒸脫硫參數(shù)優(yōu)化. 143.4 分餾工藝 . 173.4.1 分餾塔塔板數(shù)的影響 3.4.2 塔內(nèi)操作壓力的影響 3.4.3 分餾法脫硫參數(shù)優(yōu)化. 18 . 19 . 20結(jié)論 . 21 參考資料 . 23收集于網(wǎng)絡(luò),如有侵權(quán)請聯(lián)系治理員刪除精品學(xué)習(xí)資料勤奮,是踏入成功之門的階梯第 6 頁,共 36 頁精品文檔第一章 緒論1.1 爭辯目的與爭辯意義原油是一個國家重要的戰(zhàn)略性能源物質(zhì),直接關(guān)系到國家的經(jīng)濟(jì)命脈,與國民的生活息息相關(guān)；近幾年來,我國的國民經(jīng)濟(jì)進(jìn)展快速,對原油的需求

14、量也日益增加,但是由于國內(nèi)原油的產(chǎn)量和供應(yīng)才能有限,我國原油的對外依存度不斷上升,原油進(jìn)口量大幅度增加,1996 年首次超過 2022 萬噸,進(jìn)口量高于出口量,我國由此成為了原油凈進(jìn)口國；到 2022 年,我國原油進(jìn)口依存度達(dá)到 46%以上,凈進(jìn)口量由原先的 228 萬噸增加到了 1.63 億噸；進(jìn)口原油作為大宗資源性商品,在我國的國民經(jīng)濟(jì)中發(fā)揮著舉足輕重的作用；世界原油質(zhì)量將趨向于重質(zhì)化、含硫化 推測情形見表 1-1 ；1 ；2,2022 年,美國世界煉油雜志表 1-1 世界原油品質(zhì)趨勢2022年2022 年2022 年硫% 1.19 1.43 1.25 3 ,目前,密度硫% 密度硫% 密度

15、東半球0.8550 1.08 0.8550 1.12 0.8565 西半球0.8870 1.33 0.8897 1.42 0.8892 世界平均0.8628 1.14 0.8629 1.19 0.8637 在國外,高含硫油田的開發(fā)和生產(chǎn)開頭較早,已有幾十年的歷史了美國和加拿大正在加快加工處理含硫重質(zhì)原油的進(jìn)程4 ；但是,在國內(nèi)對高含硫油田的開發(fā)尚未大規(guī)模形成,生產(chǎn)體會較少,特殊是國內(nèi)開發(fā)的高含硫稠油油田更 是寥寥無幾；我國生產(chǎn)的原油大部分為低硫原油,在過去原油需求量少的時期,國內(nèi)所產(chǎn)原油仍可自給自足,此時原油的含硫問題仍不是主要沖突；然而,隨著 我國國民經(jīng)濟(jì)的飛速進(jìn)展,人民生活水平的日益提高,

16、對石油的需求量也不斷增 大；到 2022 年,我國已一躍成為世界上其次大石油消費(fèi)國,而且仍在以每年 9% 的速度快速增加 5 ；2022 年我國進(jìn)口原油中硫含量高于 1%的含硫原油或高硫原 油,占進(jìn)口原油總量的 1/3 ,比 2022 年進(jìn)口量提高了 22.4% 6 ；目前我國加工的原 油大部分仍為國產(chǎn)原油,但是進(jìn)口原油已增加到原油加工總量的 1/3 以上,并且這一比例仍在連續(xù)上升,估量今年將達(dá)50%左右；并且隨著近年來我國進(jìn)口含硫原油的增多以及塔河油田含硫稠油的開發(fā),我國對原油脫硫技術(shù)的需求日益迫切；收集于網(wǎng)絡(luò),如有侵權(quán)請聯(lián)系治理員刪除精品學(xué)習(xí)資料勤奮,是踏入成功之門的階梯第 7 頁,共 3

17、6 頁精品文檔1.2 國內(nèi)外脫硫工藝爭辯在油田原油的處理工藝中,脫H2S 工藝的應(yīng)用仍比較少,目前國內(nèi)仍沒有原油脫 H2S 的先例,依據(jù)國外的相關(guān)資料,商品原油內(nèi)溶解的 H2S的質(zhì)量濃度常限定在1060mg/kg范疇以下 12 ；國內(nèi)油田沒有對原油進(jìn)行過脫硫處理,沒有比較成熟的體會可以借鑒；依據(jù)國外原油脫硫體會,H2S在常溫常壓條件下為氣態(tài),原油中所含的H2S 一般為溶解狀態(tài)；從汽液相平穩(wěn)的角度來看,任何原油分別的過程（加熱、減壓）都可以轉(zhuǎn)變 H2S 的溶解平穩(wěn),降低原油中的H2S含量； H2S的常壓沸點(diǎn)為 -60.3 ,介于 C2和 C3 之間,因此在原油分別的過程中從原油內(nèi)分出 C2和 C

18、3的同時也可以將其中所含的 H2S 氣體分別出來；國外的一些石油公司對原油進(jìn)行的脫硫處理就是根據(jù)這一原理進(jìn)行的,他們利用油氣分別的原理,在原油脫氣的過程中脫除 H2S,也有些公司接受通氣鼓泡并加藥劑機(jī)械攪拌來脫除；依據(jù)國外脫硫體會,本文接受在原油脫氣的同時脫除原油中所含的H2S,目前國內(nèi)外常用的方法主要有多級分別法、負(fù)壓閃蒸法、提餾法和氣提法等；1）多級分別法 多級分別是常用的一種原油脫氣工藝,因此也可以作為原油脫 H2S 的一種方法,它指的是原油沿管路流淌的過程中,壓力會降低,壓力降到某一數(shù)值時,原 油中會有部分氣體析出,在油氣兩相保持接觸的條件下,把壓降過程中析出的氣體排出,剩余的液相原油

19、連續(xù)沿管路流淌,當(dāng)壓力降低到另一較低數(shù)值時,再把 該降壓過程中析出的氣體排出,如此反復(fù),最終產(chǎn)品進(jìn)入儲罐,系統(tǒng)的壓力降為 常壓；多級分別法在國外部分油田得到了特殊廣泛的應(yīng)用,由于多級分別法的分離程度不深該,主要將其用于H2S含量少的原油,該方法要求油氣藏的能量高,井口有足夠的剩余壓力,然而我國的高壓油田不多,多級分別方法的應(yīng)用并不 多,國內(nèi)尚且仍未將其用于原油脫 H2S處理；2）負(fù)壓閃蒸法 圖 1-1 所示是原油的 P-T 相圖,點(diǎn) C 是臨界點(diǎn), B 段是原油的泡點(diǎn)線, D 段是露點(diǎn)線；泡點(diǎn)線上方的區(qū)域是液相區(qū),露點(diǎn)線下方的區(qū)域?yàn)闅庀鄥^(qū),泡點(diǎn)線和露點(diǎn)線包圍的區(qū)域?yàn)槠簝上嗷旌蠀^(qū)；從原油的P-

20、T 相圖可知,在壓力不變的條件收集于網(wǎng)絡(luò),如有侵權(quán)請聯(lián)系治理員刪除精品學(xué)習(xí)資料勤奮,是踏入成功之門的階梯第 8 頁,共 36 頁精品文檔下上升飽和原油溫度,或在溫度不變時降低飽和原油壓力,都可使原油部分汽化,原油狀態(tài)點(diǎn)移至氣液兩相區(qū)內(nèi),原油中的H2S會部分閃蒸進(jìn)入氣相,實(shí)現(xiàn)原油脫 H2S的目的,負(fù)壓閃蒸就是靠降低分別壓力的原理進(jìn)行原油脫 H2S 的；圖 1-1 原油的 P-T 相圖負(fù)壓閃蒸法的主要耗能單元是壓縮機(jī)和冷凝器,該方法的優(yōu)點(diǎn)是閃蒸溫度和閃蒸壓力低,流程簡潔,難點(diǎn)在于負(fù)壓壓縮機(jī)的運(yùn)行和操作難度較大；3）分餾法分餾方法可用于作為原油脫H2S處理的手段,分餾方法是利用精餾原理對原油進(jìn)行處理

21、的過程；精餾過程實(shí)質(zhì)上是多次平穩(wěn)汽化和冷凝的過程；它對物料的 分別較為精細(xì),產(chǎn)品收率高,分別較完善；精餾過程主要是利用混合物中各組分 揮發(fā)才能的差異,通過塔底氣相和塔頂液相回流,使氣、液兩相在分餾塔內(nèi)逆向 多級接觸,在熱能驅(qū)動和相平穩(wěn)關(guān)系的約束下,在各接觸塔板上,易揮發(fā)的輕組 分（H2S）不斷從液相往氣相中轉(zhuǎn)移,與此同時難揮發(fā)的重組分也不斷由氣相進(jìn)入 液相,從而實(shí)現(xiàn)脫除 H2S的目的,該過程中傳熱、傳質(zhì)同時進(jìn)行；精餾過程的熱 力學(xué)基礎(chǔ)是體系各組分之間的相對揮發(fā)度,而多次的接觸級蒸餾為精餾過程供應(yīng) 了實(shí)現(xiàn)的手段；在一個精餾塔內(nèi)自上而下溫度逐級上升,塔頂溫度最低,塔斧溫 度最高；4）氣提法 德士古

22、進(jìn)展公司接受氣提工藝與機(jī)械攪拌相結(jié)合的方法脫除原油中所含的 H2S,依據(jù)相平穩(wěn)原理,只要有效地降低輕組分蒸汽分壓,就能促使原油中輕組分 氣化,氣提工藝就是應(yīng)用這一原理向氣提塔內(nèi)通入確定的更易分別的氣體,削減 塔內(nèi)輕烴蒸汽的分壓,使得原油中輕組分更易氣化；如原油中的 H2S含量較高,經(jīng)負(fù)壓閃蒸或多級分別處理后,H2S 的含量仍是達(dá)不到原油的脫硫要求；此時可采收集于網(wǎng)絡(luò),如有侵權(quán)請聯(lián)系治理員刪除精品學(xué)習(xí)資料勤奮,是踏入成功之門的階梯第 9 頁,共 36 頁精品文檔用氣提法,向分餾塔或提餾塔的底部通入自然氣或經(jīng)再沸爐加熱后的原油蒸汽,自然氣 H2S的含量要盡量低,或者不含H2S；氣體向上流淌過程中與

23、向下流淌的原油在塔板上逆流接觸,由于氣相內(nèi) H2S的分壓很低、液相內(nèi) H2S 含量高,產(chǎn)生濃度差促使 H2S進(jìn)入氣相,降低原油內(nèi)溶解的 H2S 含量；與減壓蒸餾相比,該方法所通入的惰性氣體中H2S分壓很低,在總壓不變的情形下相當(dāng)于降低了氣相中H2S的分壓,有利于H2S 從液相向氣相的傳質(zhì)；氣提氣的作用主要有以下兩個：氣提氣的主要組分為C1C3,由于氣提氣中 H2S 的含量低,有效地降低了H2S 在塔內(nèi)氣相中的分壓,促使原油的 H2S 由液相進(jìn)入氣相；氣提氣在塔內(nèi)自下而上運(yùn)動,對原油中已分別出的氣相組分起到確定程度的沖擊攜帶作用,有利于氣相的分出；1.3 論文的爭辯內(nèi)容本文主要依據(jù)國外的脫硫體會

24、,接受在原油脫氣的同時脫除 H2S,依據(jù)原 油汽液相平穩(wěn)的原理和方法,查找一套適合含硫重質(zhì)原油的脫 H2S 工藝；1）調(diào)研稠油脫硫過程中存在的困難以及國外相關(guān)脫硫體會,確定本文的爭辯 方向；2）原油脫 H2S 的理論基礎(chǔ)是汽液相平穩(wěn),本文分析比較常用的相平穩(wěn)學(xué)模 型,對常用模型的適用范疇進(jìn)行分析比較,然后利用試驗(yàn)數(shù)據(jù)選擇適合稠油脫硫 運(yùn)算的相平穩(wěn)模型；3）從影響原油脫 H2S 的因素入手,接受模擬的手段對多級分別、負(fù)壓閃蒸、分餾工藝以及稠油氣提油氣分別工藝分別進(jìn)行爭辯,分析稠油脫 H2S 的影響因素及 影響規(guī)律,確定原油品質(zhì)與脫 H2S 工藝及操作參數(shù)之間的關(guān)系,提出各種脫 H2S方 法的應(yīng)用

25、范疇；4）在稠油脫 H2S 影響因素爭辯的基礎(chǔ)上,優(yōu)化各工藝的脫 H2S操作參數(shù),并 進(jìn)行對比爭辯,優(yōu)選出含硫稠油的脫硫處理方法和相關(guān)的操作參數(shù)；5）提出適合塔河 12 區(qū)稠油物性的脫硫工藝,優(yōu)化關(guān)鍵參數(shù),把握原油中的 H2S含量,并將所提出的工藝在塔河三號聯(lián)進(jìn)行實(shí)際應(yīng)用,對生產(chǎn)成效做一下分析 比較；收集于網(wǎng)絡(luò),如有侵權(quán)請聯(lián)系治理員刪除精品學(xué)習(xí)資料勤奮,是踏入成功之門的階梯第 10 頁,共 36 頁精品文檔其次章 含硫稠油熱力學(xué)模型分析和選擇2.1 引言本文利用他人多級分別、氣提等工藝對原油進(jìn)行脫硫處理的結(jié)果,其理論基礎(chǔ)是汽液相平穩(wěn)原理,相平穩(wěn)在分別過程中有著特殊重要的意義；他認(rèn)為相平穩(wěn)是多種

26、多樣的；最為典型、爭辯最為透徹的是汽液平穩(wěn)【13】；而工程上許多問題的解答運(yùn)算都需要用到汽液相平穩(wěn)關(guān)系式；汽液相平穩(wěn)理論是物質(zhì)分別運(yùn)算以及分 離設(shè)備開發(fā)、設(shè)計(jì)的基礎(chǔ),所以認(rèn)為因此它在石油開采、化工等領(lǐng)域占有特殊重要的位置T1 T22Tp 1p2 pf 11 f 12f 1MMMf1 f mfmm【14】； 2-1 式2-1 為判定相平穩(wěn)的三個基本準(zhǔn)就；即各相的溫度、壓力和各組分的逸度 均應(yīng)相等,而且與標(biāo)準(zhǔn)態(tài)無關(guān)；這三個方程是相平穩(wěn)運(yùn)算的基礎(chǔ),是解決相平穩(wěn)問題的起點(diǎn),在解決相平穩(wěn)問題的實(shí)際過程中,我們需要進(jìn)一步建立逸度if和可測量的獨(dú)立變量（如壓力p、溫度 T、體積 V和組成 x）之間的關(guān)系；為

27、建立兩者之間的運(yùn)算關(guān)系,可接受兩種方法：狀態(tài)方程法（汽液兩相逸度都以逸度系數(shù)表 示）和活度系數(shù)法（汽相逸度用逸度系數(shù)表示,液相逸度用活度系數(shù)表示）；2.2 狀態(tài)方程法狀態(tài)方程是有關(guān)體積、壓力、溫度以及組成之間的數(shù)學(xué)關(guān)系式,大多數(shù)的狀 態(tài)方程是壓力顯函數(shù)形式的,狀態(tài)方程法是依據(jù)狀態(tài)方程供應(yīng)的 p-V-T 函數(shù),然 后利發(fā)、設(shè)計(jì)的基礎(chǔ),所以認(rèn)為因此它在石油開采、化工等領(lǐng)域占有特殊重要的 位置【14】；用逸度與 p-V-T 數(shù)據(jù)之間的關(guān)系求出逸度或逸度系數(shù)；如下：收集于網(wǎng)絡(luò),如有侵權(quán)請聯(lián)系治理員刪除精品學(xué)習(xí)資料勤奮,是踏入成功之門的階梯第 11 頁,共 36 頁精品文檔式2-2 與式 2-3 為逸度

28、 if或逸度系數(shù) i 與p-V-T 之間普遍而嚴(yán)格的關(guān)系式；如具有表示成以下形式的函數(shù)供應(yīng)體積信息行為,就可以嚴(yán)格地運(yùn)算逸度或 逸度系數(shù)（其他熱力學(xué)性質(zhì)亦如此）；lnilnfipv iRT dp22dvlnz 23 yip0PRTlnlnfi1VPT, V, n iiyipRTnivv ivn i T,p, n i24v ifip25y iVF T,P,n 1,n 2,L26 PFT, V,n i,n 2,L27 F 雖然不愿定是解析函數(shù)（例如可接受列表數(shù)據(jù)）,但最為常用的仍是由狀態(tài) 方程供應(yīng)的 p-V-T 之間的關(guān)系；到目前為止,文獻(xiàn)上發(fā)表的各種狀態(tài)方程以體會性狀態(tài)方程為主；理想氣體的狀態(tài)方

29、程pv=RT是最簡潔和最古老的狀態(tài)方程；它是僅適用于理想氣體的狀態(tài)方程,可用于高溫存低壓下氣體體積性質(zhì)的工程估 算,而且在 p0 或 T的條件下,任何狀態(tài)方程均應(yīng)回到該式；到目前為止,狀態(tài)方程的進(jìn)展已比較成熟,常用的狀態(tài)方程主要有 程和 PR方程等,狀態(tài)方程可以精確地表示很大范疇內(nèi)的RK方程、 vdW方程、 SRK方 p-V-T 數(shù)據(jù),利用狀態(tài)方程可大大削減試驗(yàn)測定的工作量,并且可用來運(yùn)算超臨界狀態(tài)下不形成液體狀態(tài) 的組分,可以描述較寬溫度壓力范疇內(nèi)的氣相和液相行為,適合于高壓系統(tǒng),能 夠推測混合物的臨界點(diǎn),正確的運(yùn)算臨界點(diǎn)及臨界點(diǎn)鄰近條件下的 K值,得到所 有的熱力學(xué)性質(zhì),比如焓等；用狀態(tài)方

30、程來運(yùn)算高壓系統(tǒng)的汽液平穩(wěn)即簡潔又準(zhǔn) 確；下面對常用的狀態(tài)方程的應(yīng)用范疇做一下介紹：理論上講,對任意組成的混合物,如某一狀態(tài)方程可以描述從氣相到液相整個范疇的 用一個狀態(tài)方程來同時運(yùn)算汽液兩相的逸度；p-V-T 行為,就可以只1）經(jīng)過對 RK方程進(jìn)行修正得到的 PR方程和 SRK方程,在保留 RK方程形式簡潔的優(yōu)點(diǎn)外,仍提高了運(yùn)算精度；它們在推測蒸汽壓時比較精確,其緣由是由于它們有了很好的溫度函數(shù) ；在估量稠密區(qū)的摩爾體積方面,PR比 SRK方程更優(yōu)越；收集于網(wǎng)絡(luò),如有侵權(quán)請聯(lián)系治理員刪除精品學(xué)習(xí)資料勤奮,是踏入成功之門的階梯第 12 頁,共 36 頁精品文檔2）SRK方程適用于全部溫度、壓力

31、下非極性、弱極性混合物,但在接近混合物臨界點(diǎn)區(qū)域內(nèi)運(yùn)算精確性降低；方程中的參數(shù)是由常見的烴類物質(zhì)試驗(yàn)數(shù)據(jù)擬 合得到的,因此不適極性組分,如水；3）PR方程可用來運(yùn)算非極性或弱極性混合物組成的體系,適用的溫度和壓力 范疇為 -273650,035MPa；2.3 活度系數(shù)模型烴類溶液屬正規(guī)溶液,與理想溶液的偏差較小,因而大多數(shù)狀態(tài)方程可同時 應(yīng)用于此類體系氣相和液相逸度的運(yùn)算,但對生產(chǎn)中常見的另一類溶液,比如電 解質(zhì)溶液和極性溶液,就由于其與理想溶液偏差較大,液相的非理想性較強(qiáng),將 狀態(tài)方程應(yīng)用于該類體系的汽液相性質(zhì)運(yùn)算時,結(jié)果并不精確；因此需查找另一 種途徑解決此類問題的運(yùn)算,目前常用活度系數(shù)模

32、型來運(yùn)算該類溶液中各組分的 逸度；活度系數(shù)模型利用活度系數(shù)模擬液相行為；活度系數(shù)模型法與狀態(tài)方程法有 著基本的不同之處,在狀態(tài)方程方法中,氣相和液相的逸度系數(shù)都是通過狀態(tài)方 程運(yùn)算的,它們的標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)為純組分的理想氣體狀態(tài)；在活度系數(shù)方法中,氣相 的逸度是用前面的狀態(tài)方程來運(yùn)算的,而液相的逸度用活度系數(shù)方程來運(yùn)算,液 相中各組分的標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)為在混合物溫度和壓力下純物質(zhì)的液相狀態(tài)；標(biāo)準(zhǔn)液相狀態(tài)的逸度定義為在混合物溫度壓力下組分i 純液相狀態(tài)的逸度；在這個定義的前提下,當(dāng) x 趨向于 1 時,偏摩爾 Gibbs 自由能 g 趨向于 1；式中的指數(shù)項(xiàng)稱為坡印亭因子,它代表了壓力對液體逸度的影響；假如壓力

33、 略高于大氣壓,這個修正可以忽視不計(jì)；因此,活度系數(shù)方法的基本思路是先利 用活度系數(shù)方程求出液相活度系數(shù),然后依據(jù)逸度與活度系數(shù)的關(guān)聯(lián)式 2-8 ,求 出液相逸度；最終依據(jù)汽液相平穩(wěn)準(zhǔn)就,處于汽液平穩(wěn)狀態(tài)時,氣相逸度與液相 逸度相等；活度系數(shù)模型適合于求解組分揮發(fā)性相差不大的混合物體系以及高度非理想 的液體混合物；活度系數(shù)的運(yùn)算需要通過活度系數(shù)模型來求得；活度系數(shù)的運(yùn)算 大致可分為三種類型：2.3.1 Wohl 型方程此類方程是在正規(guī)溶液的基礎(chǔ)上得出的；收集于網(wǎng)絡(luò),如有侵權(quán)請聯(lián)系治理員刪除精品學(xué)習(xí)資料勤奮,是踏入成功之門的階梯第 13 頁,共 36 頁精品文檔Hildebrand 定義了一個正

34、規(guī)溶液：當(dāng)液體在恒溫恒容下混合時,過量熵不存在的溶液；在各組分分子大小相差不大的前提下,這對于大多數(shù)非極性化合物的混合體系來說是成立的；此時,過量Gibbs 自由能主要由分子間的相互吸引力所準(zhǔn)備；正規(guī)溶液理論是 Scatchard 和 Hildebrand 各自爭辯得出的,他們做了一個 簡化假設(shè),將混合物之間的相互作用與純組分物質(zhì)中的相互作用關(guān)聯(lián)起來；在這 個假設(shè)的基礎(chǔ)上得到了一個簡潔理論,液相活度系數(shù)僅是純組分性質(zhì)的函數(shù),液 相活度系數(shù)與純組分的溶解度參數(shù)有關(guān),而溶解度參數(shù)與飽和液體恒溫蒸發(fā)到理 想氣體狀態(tài)的能量變化有關(guān),在一些文獻(xiàn)中給出了某些常用組分的溶解度參數(shù)和 摩爾體積數(shù)據(jù),可供查閱；

35、2.3.2 局部組成概念模型此類模型大多是建立在無熱溶液理論基礎(chǔ)上的；混合自由焓包括混合焓項(xiàng)和 混合熵項(xiàng)；在前面爭辯的正規(guī)溶液理論中,分子大小被認(rèn)為相近,不存在過量 熵,溶液的混合熵相當(dāng)于理想溶液的混合熵,因此在正規(guī)溶液中主要爭辯有關(guān)混 合焓的問題；但有一類溶液其混合熱很小,甚至接近于零,但卻嚴(yán)肅不符合 Ragout 定律；這類溶液中比較典型的為高分子聚合物溶液,如聚苯乙烯在聚二甲 硅氧烷中的溶液以及在乙苯或甲苯中的溶液；對這類分子大小相差懸殊而溶劑和 溶質(zhì)化學(xué)性質(zhì)相近的溶液,可假設(shè)溶液的混合焓為零而主要爭辯其混合熵；過量 焓或混合焓為零的溶液就被稱為無熱溶液,但嚴(yán)格說來真正的無熱溶液是不存在

36、 的；2.3.3 基團(tuán)貢獻(xiàn)概念模型在前面所列的活度系數(shù)方法中,均含有一些二元交互作用能量參數(shù),而這些 參數(shù)需關(guān)聯(lián)二元?dú)?- 液平穩(wěn)數(shù)據(jù)得到的,例如某一多元溶液含有 c 個組分,就需要 每組二元對的參數(shù),即 cc-1 個二元參數(shù)值；雖然一些手冊上總結(jié)了一些常見二 元對的參數(shù)值,但由于實(shí)際生產(chǎn)中所處理的體系包含的組分特殊復(fù)雜,而且數(shù)量 甚多,往往二元參數(shù)值的收集并不完整,導(dǎo)致在實(shí)際應(yīng)用并不便利；基于上述存 在的問題提出了基團(tuán)貢獻(xiàn)法；基團(tuán)貢獻(xiàn)法中,各組分的性質(zhì)是由其結(jié)構(gòu)基團(tuán)的有關(guān)性質(zhì)疊加而得到的,即 假設(shè)各個基團(tuán)的作用是相互獨(dú)立的,與分子中其他的基團(tuán)并無關(guān)聯(lián)；在此基礎(chǔ)上可將各種各樣的化合物分子劃分成

37、為數(shù)不多的基團(tuán)（2050 個,至多 100 個）,收集于網(wǎng)絡(luò),如有侵權(quán)請聯(lián)系治理員刪除精品學(xué)習(xí)資料勤奮,是踏入成功之門的階梯第 14 頁,共 36 頁精品文檔僅考慮基團(tuán)間的交互作用,認(rèn)為分子之間不存在相互作用,從而可以利用少量數(shù) 目的基團(tuán)參數(shù)來推測大量多元混合物的性質(zhì),大大簡化了混合物的物性運(yùn)算；將 基團(tuán)作用的概念應(yīng)用于混合物體系具有特殊重要的實(shí)際意義,雖然化合物的種類 特殊多,但在工業(yè)生產(chǎn)以及化學(xué)工業(yè)中常見的各種多組元液體混合物,其物性由 少量數(shù)目的（幾十個）基團(tuán)性質(zhì)就可以進(jìn)行簡潔推算；2.4 其他重要的熱力學(xué)模型爭辯H2S 為酸性氣體,查找適合稠油脫H2S的熱力學(xué)方法,也可以考慮酸性溶液模

38、型,本文用 PROII 軟件模擬,軟件模型中包含一些酸性體系的模型,如 Sour 模 型、GPA Sour Water 模型等；下面介紹兩個常用的適合含水原油系統(tǒng)的熱力學(xué)模型以及兩個酸性溶液系統(tǒng) 模型；2.4.1 Grayson-StreedGS模型Grayson 和 Streed45 于 1963 年對 Chao-Seeder 模型16 進(jìn)行了修改,將Chao-Seeder 模型延長到 20MPa、420,可以有 H2S；該方法可以用來運(yùn)算重質(zhì)餾分油 的塔處理工藝,如常壓蒸餾塔和減壓蒸餾塔等；2.4.2 BraunK10 模型 該方法是在 Colander 等繪制的圖表的基礎(chǔ)上得到的；利用該

39、圖表可推測系統(tǒng) 壓力為 10psia 狀態(tài)下組分的 k 值；此法接受 Braun 的收斂法,供應(yīng)一個組分的正常沸點(diǎn),運(yùn)算系統(tǒng)溫度和10psia 下的 K值；每一組分的 K值是系統(tǒng)溫度、壓力和汽液相組成的函數(shù)；該模型可嚴(yán)格的用于低壓重?zé)N體系,但在推測輕組分的平穩(wěn) 常數(shù) K值時有確定的局限性；2.4.3 Sour 模型液相中全部主要化學(xué)平穩(wěn)是由于酸性氣體分子的電離,這些化學(xué)平穩(wěn)在該模 型中也被考慮在內(nèi)了；反應(yīng)平穩(wěn)常數(shù)表示成溫度、未電離酸性氣體分子的組成以 及離子強(qiáng)度的函數(shù)；在該模型運(yùn)算時,液體焓和密度是由Ideal 方法運(yùn)算得到的；收集于網(wǎng)絡(luò),如有侵權(quán)請聯(lián)系治理員刪除精品學(xué)習(xí)資料勤奮,是踏入成功之

40、門的階梯第 15 頁,共 36 頁精品文檔第三章 含硫稠油脫硫工藝及影響因素分析及優(yōu)化方案3.1 引言本文主要引用他人爭辯含硫稠油的脫H2S 方法,其接受模擬的手段對多級分離、負(fù)壓閃蒸、分餾、氣提等多種方法在重質(zhì)稠油脫 H2S 方面的應(yīng)用進(jìn)行了爭辯,利用爭辯各種脫 H2S 過程中 H2S含量等參數(shù)的變化規(guī)律,提出各種脫 H2S 方法使用的邊界條件,為優(yōu)化原油脫H2S 分別設(shè)備結(jié)構(gòu)和關(guān)鍵操作參數(shù)供應(yīng)依據(jù)；其爭辯過程中所用的原油物性數(shù)據(jù)來自塔河 12 區(qū)重質(zhì)含硫稠油,所用原油是將稀油和稠油按 1.2 ：1 的摻稀比進(jìn)行混合得到的；利用稠油接受12 區(qū) TK1240、TK1250、TK1257三口井

41、原始油樣依據(jù) 1：1：1 混合而成,混合稠油的物性,摻稀原油取自塔河一號聯(lián)混合原油,原油輕組分相關(guān)數(shù)據(jù)是塔河 的測試數(shù)據(jù),原油、自然氣物性見；氣油比接受12-1 計(jì)轉(zhuǎn)站分別器出口自然氣 12-1 計(jì)轉(zhuǎn)站 2022 年 8 月 1521日七天的氣液相流量的平均值（氣：油 =6.28Nm3/m3）,原油含水 15%；通過運(yùn)算得到混合原油中最初的 H2S 含量為 1001.4mg/kg ,進(jìn)站原油的溫度和壓力分別為90, 0.3MPa；利用軟件運(yùn)算得到的原油組成數(shù)據(jù)；他第一對各種工藝方法進(jìn)行相同條件下的對比爭辯,選用的評判參數(shù)主要有原油收率、飽和蒸汽壓和原油的相對密度等,得到各種因素的影響規(guī)律,最終

42、提出適用于稠油脫 H2S 的工藝方法；3.2 多級分別工藝圖 3-1 三級分別流程圖影響多級分別工藝分別脫H2S 成效的主要操作參數(shù)有分別級數(shù)、溫度和各級壓力,下面對這三個操作參數(shù)對多級分別成效的影響關(guān)系進(jìn)行爭辯；圖 3-1 所示是一個三級分別的模擬流程圖；收集于網(wǎng)絡(luò),如有侵權(quán)請聯(lián)系治理員刪除精品學(xué)習(xí)資料勤奮,是踏入成功之門的階梯第 16 頁,共 36 頁精品文檔對一級分別、二級分別和三級分別三種工況分別進(jìn)行爭辯,原油的最初壓力為 0.3MPa,脫水溫度為 90；模擬時一級分別的分別壓力為 0.1MPa；二級分別的第一級分別壓力為 0.2MPa,其次級分別壓力為 0.1MPa；三級分別的第一級

43、分別壓力為 0.25MPa,其次級分別壓力為 0.15MPa,第三級分別壓力為 0.1MPa；運(yùn)算溫度為 90120時分別后原油中的H2S含量、原油收率、原油飽和蒸汽壓以及原油的相對密度,結(jié)果如圖 3-2 所示；圖 3-2 分別溫度和分別級數(shù)對脫 從圖 3-2 中可以得出以下結(jié)論：H2S 成效的影響1）原油中 H2S 的含量隨分別級數(shù)的增多而增多；從分別級數(shù)對原油收率的影 響圖中可以看出,分別級數(shù)越多,就分別后所得原油的收率越高,通過分析可知 在分別過程中原油中的重組分基本都存在于液相中,其液相收率接近 100%,基本收集于網(wǎng)絡(luò),如有侵權(quán)請聯(lián)系治理員刪除精品學(xué)習(xí)資料勤奮,是踏入成功之門的階梯第

44、 17 頁,共 36 頁精品文檔不受分別級數(shù)多少的影響,因此,分別級數(shù)越多,原油收率越高,說明原油中的 輕組分含量越多, H2S的性質(zhì)介于 C2和 C3之間,所以,汽液分別后原油中的 H2S含 量隨分別級數(shù)的增加而增多；2）分別級數(shù)越多,原油收率越大,并且分別后原油的密度越小,飽和蒸汽壓 也越?。伙柡驼羝麎弘S著分別級數(shù)的增加而削減,有利于原油脫 H2S 過程中對蒸汽 壓的把握,但是對于高含硫的特超稠油,原油中的重組分較多,飽和蒸汽壓的合 格不是原油處理的主要目的,主要目的是原油中 H2S 的脫出；3）分別溫度越高,原油中的H2S 含量越少,原油收率越低,原油的飽和蒸汽壓越小,密度越大；這是由于

45、,平穩(wěn)常數(shù)受溫度的影響,溫度越高,各組分的平 衡常數(shù)越大,就各組分在液相中的含量削減,氣相含量增多,因此原油收率會減 小；并且組分越輕,其平穩(wěn)常數(shù)受溫度的影響越大,相比較來說,隨溫度的升 高,液相中輕組分的量是削減的,重組分可以認(rèn)為是基本不變的,原油的飽和蒸 汽壓主要受輕組分含量的影響,因此溫度越高,所得原油的飽和蒸汽壓越小,密 度越大 . 圖 3-3 分別級數(shù)對組分收率的影響分別級數(shù)對分別后原油組成的影響關(guān)系見圖3-3 ,從圖中可以看出三級分別所得原油 C1含量少,原油蒸汽壓低,在常壓儲罐內(nèi)儲存時蒸發(fā)損耗少,并且 C2C6組分的收率高,當(dāng)接受一級分別時,將有大量的汽油組分進(jìn)入氣相白白燒掉,使

46、油田產(chǎn)品貶值,工業(yè)上常把多級分別作為原油穩(wěn)固的一種措施；為什么分別級數(shù)越多獲得的液體量越多,并且液相組成較合理（C1濃度低、C5+濃度高）,這一現(xiàn)象可從分子運(yùn)動學(xué)方面來說明；其緣由是：在多元混合物中,輕組分分子的運(yùn)動速度較高,在分子運(yùn)動的過程中,輕組分分子與速度低的收集于網(wǎng)絡(luò),如有侵權(quán)請聯(lián)系治理員刪除精品學(xué)習(xí)資料勤奮,是踏入成功之門的階梯第 18 頁,共 36 頁精品文檔重組分分子相撞擊,在撞擊的過程中,輕組分分子失去了本身可以進(jìn)入氣相的能 量,而留在了液相中,重組分分子獲得了相應(yīng)的能量,最終進(jìn)入氣相；這就是在 多元體系中原先應(yīng)處于液態(tài)的分子量較大的物質(zhì)會有分子進(jìn)入氣相,以及在純態(tài) 時呈氣態(tài)的

47、物質(zhì)會有部分存在于液相中的緣由；在體系壓力較高時,分子的間距 小、引力大,分子進(jìn)入氣相所需具備的能量較大；對于速度小的重組分分子來 說,由于其自身能量低,因此進(jìn)入氣相更困難,所以體系中處于氣相的分子數(shù)量 較少,并且重組分所占的濃度也較低；但假如在較高壓力下把體系中已分別出的 氣體排出,此時排出的氣體中重組分含量很少,這樣就削減了體系中具有較高能 量的輕組分分子,那么在壓力降低到另一較低數(shù)值時,就削減了重組分分子被輕 組分分子撞擊、攜帶的機(jī)率；因此,氣體排出越準(zhǔn)時,重組分被攜帶氣化的機(jī)率 越小；由此可知,一次平穩(wěn)分別的液相收率最小,連續(xù)分別的液相收率最多,多 級分別居中；并且在多級分別中,分別級

48、數(shù)越多,越接近連續(xù)分別,得到的液體 量越大,液體的密度越??；3.2.1 分別壓力的影響保護(hù)分別溫度為 90的條件下,在二級分別工藝中轉(zhuǎn)變第一級分別壓力的大?。?.1 0.3MPa）,以此來分析分別壓力對脫H2S 成效的影響；圖 3-4 分別壓力對脫 H2S 成效的影響收集于網(wǎng)絡(luò),如有侵權(quán)請聯(lián)系治理員刪除精品學(xué)習(xí)資料勤奮,是踏入成功之門的階梯第 19 頁,共 36 頁精品文檔從圖 3-4 中可以出, H2S含量隨第一級分別壓力的上升先增多后削減,第一級分別壓力在 0.17MPa左右時,原油中的 H2S 含量達(dá)到最多；在壓力降低到 0.1MPa或壓力上升到 0.3MPa（此時變?yōu)橐患壏謩e了）時,原

49、油中的 H2S含量最少；原油的收率隨分別壓力的變化趨勢與H2S 含量的變化趨勢相同,第一級分別壓力從 0.1MPa變化到 0.3MPa的過程中,原油收領(lǐng)先增多后削減,同樣也是在0.17MPa左右時,原油收率達(dá)到最多,當(dāng)壓力降低至 為一級分別）時,原油收率最??；0.1MPa或上升到 0.3MPa（變原油的飽和蒸汽壓和相對密度隨分別壓力的變化趨勢是相同的,壓力上升,原油的飽和蒸汽壓和相對密度先減小后增大；原油的飽和蒸汽壓主要受到原油中C1 含量的影響,從前面的分析知,第一級分別壓力為0.1MPa或 0.3MPa（一級分離）時,原油中的 C1含量比較高,因此原油的蒸汽壓較高,而原油相對密度較大的主要

50、緣由是由于分別后原油中所含的 油中 C2C4輕組分含量的影響；3.2.2 多級分別脫硫參數(shù)優(yōu)化C2 組分較多,此時原油的密度主要受到原于多級分別所得的原油組成較合理,原油收率高,并且對于 H2S 含量高的原油可以通過上升分別溫度的方法將原油中的H2S 含量把握在較低的水平,因此,為了既保證原油收率和合理的原油組成又保證脫硫成效,初步確定接受三級分別方法,第一級分別壓力取為0.208MPa,其次級分別壓力為0.144MPa,第三級分別壓力 0.1MPa,通過把握分別器的溫度,使原油中的H2S含量中意要求,得到所需溫度與 H2S 含量的關(guān)系,如表 3-1 和圖 3-5 所示；表 3-1 多級分別優(yōu)

51、化數(shù)據(jù) H2S 含量（mg10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 kg）溫度；（136.134.133.132.132.131.131.131.130.130.130.4 8 7 9 3 8 3 0 6 3 0 C）收集于網(wǎng)絡(luò),如有侵權(quán)請聯(lián)系治理員刪除精品學(xué)習(xí)資料勤奮,是踏入成功之門的階梯第 20 頁,共 36 頁精品文檔圖 3-5 H2S 含量不同的影響從表 3-1 和圖 3-5 中可以看出,操作溫度達(dá)到130136時可以使脫 H2S后原油中的 H2S 濃度把握在 1060mg/kg,中意脫硫要求；脫 H2S 后原油中的 H2S含量越多,就原油的收率越高,并且單位質(zhì)

52、量原油收率所需要的能耗（能耗比）也越少,原油的飽和蒸汽壓越大,原油的密度越大；多級分別方法雖然可以通過升高分別溫度的方法中意脫硫要求,但是原油的收率卻比較低,能耗也較高；綜合考慮脫硫成效和原油的收率以及組成,確定多級分別脫硫方案接受三級分別法,第一級分別壓力取為0.208MPa,其次級分別壓力為0.144MPa,第三級分離壓力為 0.1MPa,通過上升分別溫度（ 130136）將 H2S含量把握在較低的水平；3.3 負(fù)壓閃蒸工藝負(fù)壓閃蒸主要是靠降低閃蒸壓力,增加輕重組分的相對揮發(fā)度,使原油中的H2S部分脫出,負(fù)壓閃蒸模擬流程圖如圖 3-6 所示：收集于網(wǎng)絡(luò),如有侵權(quán)請聯(lián)系治理員刪除精品學(xué)習(xí)資料

53、勤奮,是踏入成功之門的階梯第 21 頁,共 36 頁精品文檔圖 3-6 負(fù)壓閃蒸流程圖負(fù)壓閃蒸的流程描述如下：原油經(jīng)過初步氣液分別后,經(jīng)節(jié)流減壓呈氣液兩相狀態(tài)進(jìn)入閃蒸罐,罐頂部與壓縮機(jī)入口相連,塔的操作壓力一般為 0.05 0.07MPa的負(fù)壓；原油在塔內(nèi)閃蒸,包括H2S在內(nèi)的易揮發(fā)組分在負(fù)壓下析出進(jìn)入氣相,并從塔頂流出,經(jīng)增壓冷卻后,在分別器中分出不凝氣、凝析油（或稱粗 輕油）和污水；由塔底流出的原油,增壓后送往下一級處理單元；負(fù)壓閃蒸方法的主要影響參數(shù)是負(fù)壓塔的操作壓力和操作溫度；下面主要對 這兩個因素進(jìn)行分析；3.3.1 操作壓力與操作溫度的影響分別轉(zhuǎn)變負(fù)壓閃蒸罐的操作壓力（0.06 0

54、.085MPa）和操作溫度（ 7090）,得到壓力和溫度對閃蒸脫 H2S 成效的影響關(guān)系,如圖 3-7 ；由圖 3-7 可見負(fù)壓閃蒸過程中,操作溫度和壓力對脫H2S 成效的影響特殊顯著,隨著閃蒸塔操作壓力的上升,原油中的 H2S 含量會增多,然而所得原油收率也會增加,原油的蒸汽壓增大,密度減??；在相同的操作壓力下,原油中的 H2S 含量隨操作溫度的上升而削減,原油收率降低,原油的蒸汽壓減小,密度增大；收集于網(wǎng)絡(luò),如有侵權(quán)請聯(lián)系治理員刪除精品學(xué)習(xí)資料勤奮,是踏入成功之門的階梯第 22 頁,共 36 頁精品文檔圖 3-7 閃蒸壓力和溫度的影響從能耗比圖中可以看出,在80,90進(jìn)行閃蒸時,能耗比較低

55、,而當(dāng)在100進(jìn)行閃蒸時,所需要的能耗大大上升,這是由于,原油脫水溫度為 90,在90以下進(jìn)行閃蒸時,基本不需要對原油另行加熱,能耗主要考慮壓縮機(jī)的能耗,而當(dāng)在 100進(jìn)行閃蒸時,要對原油進(jìn)行加熱,所需要的能耗包括壓縮機(jī)的能耗和加熱原油所需的能耗；負(fù)壓閃蒸工藝主要是通過降低閃蒸壓力實(shí)現(xiàn)原油脫 H2S目的的,因此負(fù)壓閃蒸最好能利用原油脫水溫度進(jìn)行,而不對原油另行加熱；由于不需要換熱、加熱設(shè)施,從而使工藝簡化,投資和能耗都比較低；收集于網(wǎng)絡(luò),如有侵權(quán)請聯(lián)系治理員刪除精品學(xué)習(xí)資料勤奮,是踏入成功之門的階梯第 23 頁,共 36 頁精品文檔壓縮機(jī)和冷卻器是負(fù)壓閃蒸裝置耗能的主要單元；為在經(jīng)濟(jì)上獲得較高

56、利 益,常用負(fù)壓閃蒸處理溶解氣量少、所需氣化率小的重質(zhì)原油,以削減壓縮機(jī)功 耗；3.3.2 負(fù)壓閃蒸脫硫參數(shù)優(yōu)化通過前面的分析可知,負(fù)壓閃蒸方法的主要影響參數(shù)為閃蒸溫度和閃蒸壓 力,下面分別針對這兩個因素對負(fù)壓閃蒸工藝進(jìn)行優(yōu)化,從兩個方面進(jìn)行：1）優(yōu)化閃蒸壓力閃蒸溫度取原油脫水溫度90,固定閃蒸溫度不變,通過改變閃蒸罐操作壓力使分別后原油中的 H2S 含量把握在 10 60mg/kg 以下,得到所需要的真空度見表 3-2 ；表 3-2 90 時負(fù)壓閃蒸優(yōu)化數(shù)據(jù)H2S 含量（mg10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 kg）操作壓力20.3 22.5 24.0 25.1 26

57、.0 26.7 27.4 28.1 28.7 29.3 （kPa）圖 3-8 溫度確定時 H2S不同含量的影響從圖 3-8 中可以看出,隨著所要求的原油中H2S 含量的削減,就需要閃蒸罐內(nèi)的操作壓力越低,此時脫 H2S 后原油的收率會減小,并且原油的飽和蒸汽壓降低,收集于網(wǎng)絡(luò),如有侵權(quán)請聯(lián)系治理員刪除精品學(xué)習(xí)資料勤奮,是踏入成功之門的階梯第 24 頁,共 36 頁精品文檔相對密度增大；由于閃蒸罐的分別壓力降低,因此壓縮機(jī)的負(fù)荷會增大,所需要的能耗增多,與此同時,由于原油的收率減小,因此能耗比會增大；從表 3-2 中可以看出,要使汽液閃蒸后原油中的H2S 含量低于 1060mg/kg,就要求閃蒸

58、罐內(nèi)的壓力低于 0.03MPa,閃蒸罐內(nèi)的真空度是由于壓縮機(jī)的抽吸作用造成的,因此閃蒸罐的操作壓力受到壓縮機(jī)入口所能達(dá)到真空度的限制,目前國內(nèi)生產(chǎn)的負(fù)壓壓縮機(jī)所能達(dá)到的入口壓力為0.06MPa,引進(jìn)壓縮機(jī)可達(dá) 0.04MPa,不論是國內(nèi)所產(chǎn)壓縮機(jī)仍是進(jìn)口壓縮機(jī)都不能達(dá)到低于 0.03MPa的真空度,因此,對于密度和粘度較高的稠油脫H2S 不能在不加熱的條件下僅通過降低閃蒸壓力方法使原油中的 H2S 含量中意要求；下面考慮分別在 0.04Mpa和 0.06MPa 的壓力下,通過上升閃蒸溫度的方法使 原油中的 H2S 含量中意要求；2）優(yōu)化閃蒸溫度依據(jù)國產(chǎn)和進(jìn)口壓縮機(jī)入口真空度的限制,分別在0.0

59、4MPa和 0.06MPa壓力下轉(zhuǎn)變閃蒸溫度,使閃蒸分別后原油中的 H2S 含量把握在 1060mg/kg,得到所需的加熱溫度與 H2S 含量的關(guān)系見表 3-3 和圖 3-9 ；表 3-3 H2S 含量在 1060mg/kg 時所需要的閃蒸溫度（）H2S 含量（mg10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 kg）0.04113.108.106.104.103.102.101.100.100.99.7 99.1 MPa 4 7 2 6 4 4 6 9 2 0.06129.123.120.117.117.115.115.114.113.113.112.MPa 8 7 5 1

60、 1 9 0 2 6 0 4 從表 3-3 和圖 3-9 中可以看出,通過上升閃蒸溫度使原油中H2S 含量中意要求時,對于進(jìn)口壓縮機(jī)（入口真空度可達(dá)0.04MPa）,要使原油中 H2S含量把握在收集于網(wǎng)絡(luò),如有侵權(quán)請聯(lián)系治理員刪除精品學(xué)習(xí)資料勤奮,是踏入成功之門的階梯第 25 頁,共 36 頁精品文檔1060mg/kg,就要求加熱溫度在 可達(dá) 0.06MPa）,要求加熱溫度在100113以上；對于國產(chǎn)壓縮機(jī)（入口真空度 113130以上；所需要的操作溫度比較高,僅依靠原油的進(jìn)站溫度很難實(shí)現(xiàn),需要進(jìn)行再加熱,并且在這樣的操作溫度下,原油的收率比較低,原油蒸汽壓特殊低,原油中的輕組分大量缺失,所需