原油脱水温度优化研究.pdf

第43卷第10期
当代化工
Vo1.43,NO.10
2014年10月
Contemporary Chemical Industr.
October. 2014
原油脱水温度优化研究
关丽1,侯文刚2,刘德俊,周志强',梅宏林3
(1.辽宁石油化工大学石油天然气工程学院,辽宁抚顺113001;
2.新疆油田公司开发公司,新疆克拉玛依834003.辽河油田油建二公司,辽宁盘锦124000
摘要:通过对原油立式脱水沉降罐的工作原理及原油沉降脱水的工艺过程的研究,结合沉降段和水洗段
的结构特点及参数,应用斯托克斯公式计算出不同温度下不同液滴的沉降速度以及不同温度下液滴在脱水沉降
罐中脱水时间,确定不同温度下脱水沉降罐的容积,建燃料费用和投资为最优的数学模型,通过C++程序进行
求解;并用算例进行优化求解,确定了最佳的脱水温度。
关键词:立式沉降罐;脱水温度;优化计算;数学模型
中图分类号:TE821
文献标识码:A
文章编号:1671-0460(2014)10-1962-03
Study on Optimization of the Crude Oill Dehydration emperature
GUAN Li, HOU Wen-gang, LIU De-jun ZHOU Zhi-giang MEI Hong-lin
( 1. College of Petroleum Engineering, Liaoning Shihua University, Liaoning Fushun 113001, Chin
2. Xinjiang Oilfield Company Development Branch Company, Xinjiang Karamay 834000, China;
3. Liaohe Oilfield Company No. 2 Construction Branch Company, Liaoning Panjin 124000, China)
Abstract: Through study on the dehydration principle and process of crude oil in vertical settling tanks, combined with
the structure features and parameters of the settlement period and washing section, Stokes formula was used to
calculate the settling velocity of difterent droplet and setting time at different temperature. Then the volume of settling
tank at different dehydration temperature was determined, the best mathematical model for fuel cost and investment
was established, and the model was solved by C++ program. The solution was optimized by an example to determine
the best dehydration temperature
Key words: Vertical sedimen ation ank Dehydration emperature; Optimization calculation; Mathematical model
在原油脱水的过程中,随着脱水温度的升高,经过水洗作用后,水滴聚集沉降,由罐底部集水管
一方面,原油粘度明显下降,油水界面张力下上升进入调节水箱内经U型管路由脱水立管排出;
降,从而减小了粘度对水滴产生的阻力,增大了水洗后的原油上升到沉降罐集油槽的过程中,其含
水滴碰撞合并的几率,根据斯托克斯方程式可知,水率逐渐减小,沉降分离后的原油进入集油槽后经
水滴的沉降速度,有效的实现了油水的迅速分离,出油管去缓冲罐(图1)。
可以减小脱水罐的投资;另一方面,过高的温度
油水界面的高低,由固定的油溢流堰板和溢水
势必消耗过多的燃料,导致热力费用增高2』。如立管两者的高差及油水密度决定。油水界面的高度
何确定最佳的脱水温度,降低原油脱水的成本是油面高度与溢水立管高度之间存在如下关系
解决问题的关键。
(h。+hP)g=(hP。+P,)g+hnP,g(1)
1立式沉降脱水罐的结构和工作原理武式中加水层高度,m
油层高度,m
溢流沉降罐作为石油天然气行业的一种原油
h溢水立管高度,m
脱水装置,主要用于外输原油的脱水工艺。其主
p。操作温度下,原油乳化液密度,kg/m2;
体是常压拱顶钢制储罐,辅助进液分配、集油、集
pow_操作温度下,水的密度,kgm
出水在平衡管内的摩阻,m;
水及油水界面控制构件4,采用静水压强原理进行
hr平衡管上部涌水层厚度,ma
油水界面控制,利用水洗和重力沉降分离双重作用,
h+ho。是原油溢流堰板的高度,为一固定不变
实现油水分离。油水混合物经进口管线经配液管中数值。ん的变化,将引起油层ん的变化。当h增大,
心汇管和辐射状配液管流入沉降罐底部的水层内,ho変大;当ん减小时,变小。为了使原油乳状
收稿日期:2014-03-10
作者筒介:关丽(1989-),女,辽宁锦州人,在读硕士研究生,2012年半业于辽宁石油化エ大学油气储运专业,研究方向:主要从事原油脱水
温度优化研究。E-mail:8736439000q,cCom
通讯作者:刘德俊(1967ー),男,副教授,士生导师,主要从事油气集输系统工艺技术及污水处理研究。