【正文】 原油特性的改變，需要各種油氣設(shè)施的最優(yōu)化設(shè)計，在本此聯(lián)合站設(shè)計中都有所考慮。 通過大量的計算以及論證，最終制定出了一套可行方案，基本可以實現(xiàn)年處理能力 350 萬噸的生產(chǎn)任務(wù)，從而完成聯(lián)合站設(shè)計。 由于本人知識有限，未免存在許多不足之處，懇請各位老師同學(xué)給與批 評與指正。 第 1 章 SR 聯(lián)合站工程說明書 2 第 1 章 SR 聯(lián)合站工程說明書 概述 簡介 聯(lián)合站，即集中處理站，是油田地面集輸系統(tǒng)中重要組成部分。就油田的生產(chǎn)全局來說，油氣集輸是繼油藏勘探、油田開發(fā)、采油工程之后的很重要的生產(chǎn)階段。如果說油藏勘探是尋找原油，油田開發(fā)和采油工程是提供原料，那么油氣集輸則是把分散的原料集中處理，使之成為油田產(chǎn)品的過程。 聯(lián)合站一般建在集輸系統(tǒng)壓力允許的范圍內(nèi)，為了不影響開發(fā)井網(wǎng)以及油田中后期加密井網(wǎng)的布置與調(diào)整，應(yīng)盡量建 在油田構(gòu)造的邊部。 聯(lián)合站將來自井口的原油、伴生天然氣和其他產(chǎn)品進(jìn)行集中、運輸和必要的處理、初加工，將合格的原油送往長距離輸油管線首站外輸，或者送往礦場油庫經(jīng)其他運輸方式送到煉油廠或轉(zhuǎn)運碼頭，合格的天然氣則集中到輸氣管線首站。 聯(lián)合站一般包括如下的生產(chǎn)功能：油氣水分離、原油脫水、原油穩(wěn)定、天然氣脫水、輕油回收、原油儲存及向礦場油庫輸送、污水處理、凈化污水回注地層、接收計量輸來的油氣混合物、變配電、供熱及消防等 。 聯(lián)合站設(shè)計是油氣集輸工藝設(shè)計的重要組成部分，對它的要求是使其最大限度的滿足油田開發(fā)和油氣開采的要 求，做到集輸先進(jìn)、經(jīng)濟(jì)合理、生產(chǎn)安全可靠，保證為國家生產(chǎn)符合數(shù)量和質(zhì)量的油田產(chǎn)品。 聯(lián)合站工藝系統(tǒng)概述 油氣水混合物的收集 一個區(qū)域中若干油井的井口產(chǎn)物經(jīng)過計量后，輸送到聯(lián)合站進(jìn)行集中處理。在收集的過程中對于高粘度、高凝點原油要采取一定措施，使它能夠在允許的壓力下安全的輸送到聯(lián)合站而不至于凝固在管線內(nèi)。通常采用的方法有：加熱保溫法；化學(xué)降粘、降凝法；物理降粘、降凝法。 第 1 章 SR 聯(lián)合站工程說明書 3 油氣水的初步分離 在實際生產(chǎn)工程中，從油井出來的不單是原油，常常含有氣、水、砂、鹽、泥漿等。為了 便于輸送、儲存、計量和使用，必須對它們進(jìn)行初步分離。油井產(chǎn)物中常含有水特別在油井生產(chǎn)的中后期，含水量逐漸增多，利用離心重力等機械方法分離成氣液兩相。有些井出砂量很高，同時還應(yīng)該除去固體混合物。 油氣水的初步分離主要在三相分離器中進(jìn)行，在開式流程中，也在沉降罐中進(jìn)行。 油和機械雜質(zhì)、鹽的分離一般與油水分離同時進(jìn)行。當(dāng)含鹽、含砂量高時，有的要用熱水沖洗和降粘后再沉降分離，連同水、機械雜質(zhì)和鹽一起脫除。 原油脫水 對輕質(zhì)、中質(zhì)含水原油，宜采用熱沉降、化學(xué)沉降法脫水；對中質(zhì)、重質(zhì)的高含水原油，先采用 熱化學(xué)沉降法脫水，再用電脫水，對乳化度高的高粘度、高含水原油，應(yīng)先破乳再沉降脫水。 原油穩(wěn)定 原油中甲烷、乙烷、丙烷、丁烷（正構(gòu)）在通常情況下是氣體，這些輕烴從原油中揮發(fā)出來時會帶走大量戊烷、己烷等成分，造成原油的大量損失，為了降低油氣集輸過程中的原油蒸發(fā)損耗，一個有效的方法就是將原油中揮發(fā)性強的輕烴比較完全的脫除出來，使原油在常溫下的蒸汽壓降低，這就是原油穩(wěn)定。 原油穩(wěn)定所采用的方法可以分為閃蒸法和分餾法兩大類。閃蒸法又分為常壓閃蒸、負(fù)壓閃蒸和正壓閃蒸。 輕烴回收 從原油中 脫除的輕烴，經(jīng)過回收加工是石油化工的重要原料，也是工業(yè)與民用的潔凈燃料。隨著石油化學(xué)工業(yè)的飛速發(fā)展和世界性能源短缺，天然第 1 章 SR 聯(lián)合站工程說明書 4 氣回收液烴技術(shù)得以迅速發(fā)展，輕烴回收給國家創(chuàng)造了更多的財富。 輕烴回收工藝基本可以分為三種：吸附法、油吸收法和冷凝分離法。我國油田氣輕烴回收都采用冷凝分離法，按冷凍深度不同，冷凝分離可以分為淺冷（ 15℃ ～ 25℃ ）和深冷（ 60℃ ～ 100℃ ）兩種。 天然氣 隨油井中原油一起采出的伴生氣，直接輸送到氣體處理廠。 含油污水的凈化 原油經(jīng)過沉降、脫水后放出來的 水，還含有一定量的原油、泥砂等物質(zhì)，必須經(jīng)過凈化才能回注或外排。從污水中回收污油，既節(jié)約能源又保護(hù)環(huán)境，經(jīng)過處理后的污水一般回注地層，保持油層壓力，提高油藏采收率。 含油污水處理的常用方法是：重力沉降除油法、混凝沉降法、氣體浮選法、斜板除油法和過濾除油法。 輔助生產(chǎn)系統(tǒng) 輔助生產(chǎn)系統(tǒng)包括給排水系統(tǒng)、供熱系統(tǒng)、變配電系統(tǒng)、通訊系統(tǒng)、采暖及通風(fēng)系統(tǒng)、道路系統(tǒng)等。這些系統(tǒng)都是聯(lián)合站的必要組成部分，是聯(lián)合站正常工作的保證。 設(shè)計基礎(chǔ)數(shù)據(jù) 設(shè)計規(guī)模及設(shè)計依據(jù) 原油處理能力： 350 萬 噸 /年 變電所一座，消防泵房一座，加熱設(shè)施一套，通信設(shè)施一套。 依據(jù)：根據(jù)中國石油大學(xué)儲運教研室下發(fā)的設(shè)計任務(wù)書 站址選擇及總平面布置 站址選擇 本聯(lián)合站東西走向，座北朝南，站內(nèi)主要建筑皆面南朝北。該站處于鄉(xiāng)鎮(zhèn)和居民區(qū)最小風(fēng)頻方向的上風(fēng)側(cè)，并且避開了窩風(fēng)的地段，整體通風(fēng)情況良好。 第 1 章 SR 聯(lián)合站工程說明書 5 平面布置說明 聯(lián)合站各區(qū)的各種設(shè)備、建筑物油氣散發(fā)量的多少、火災(zāi)危險程度、生產(chǎn)操作方式有很大的區(qū)別，有必要按生產(chǎn)操作、火災(zāi)危險程度、經(jīng)營管理的特點進(jìn)行分區(qū)布置，把特殊的區(qū)域進(jìn)行隔離，限制閑雜人員的出入 ，有利于安全管理。各區(qū)間應(yīng)有道路連通，便于安裝和消防工作。 工藝區(qū) 工藝區(qū)是聯(lián)合站的內(nèi)臟，對原油的初加工就是在這里完成的。該區(qū)經(jīng)過三次分離，即在油氣水三相分離器、緩沖罐和原油穩(wěn)定塔進(jìn)行分離。兩段脫水，即分別在油氣水三相分離器和電脫水器進(jìn)行，處理完是凈化油外輸。該區(qū)主要設(shè)備如下：油氣水三相分離器、緩沖罐、循環(huán)泵、電脫水器、原油穩(wěn)定裝置、加熱爐、流量計等。 該區(qū)有火源，又有危險區(qū)，所以做平面布置時應(yīng)特別注意安全。 原油罐區(qū) 當(dāng)本站發(fā)生事故時， 原油罐區(qū)可以儲存原油。本站共設(shè)三座浮頂 油罐，罐區(qū)周圍設(shè)有密閉的防火堤，防 火堤的有效容積不應(yīng)小于罐組內(nèi)最大油罐容量的一半。雨水排出口應(yīng)設(shè)在堤的內(nèi)側(cè)，雨水排出管線上應(yīng)裝有長閉蝶閥或閘閥。 該區(qū)采用半固定式消防，鍋爐和水套加熱爐供水由站外供水管線完成，也可由消防水罐供水。 污水處理區(qū) 污水處理在聯(lián)合站內(nèi)占有很重要的地位。因為經(jīng)過原油脫水后的污水里含有大量的原油和其它的物質(zhì)，若污水任意排放將嚴(yán)重污染環(huán)境，污染大氣，破壞生態(tài)平衡，給人們的生產(chǎn)和生活帶來嚴(yán)重的危害。對含油污水進(jìn)行處理 和回注，變有害為有利，提高了水的利用率，保護(hù)了地下資源， 因為污水一般含油在 %～ %左右，為節(jié)約原油，必須回收。含油污水處理后避免了污水的任意排放，保證了安全生產(chǎn)。 第 1 章 SR 聯(lián)合站工程說明書 6 污水處理標(biāo)準(zhǔn)：對于外排的含油污水，必須做到含油不大于 10mg/l ：對于回注的含油污水必須做到含油不大于 30mg/l 。 供排水、消防系統(tǒng) 油田注水、油田生產(chǎn)用水及生活、消防用水由供水系統(tǒng)提供，該站注水設(shè)有注水泵，注水罐，為了保證注水水質(zhì)，還有過濾間，配有壓力濾罐。 站內(nèi)的消防設(shè)施由消防泵 和消防水罐組成。消防水泵房和消防泡沫泵房合建。消防車庫不應(yīng)與汽車庫合建。罐區(qū)采用半固定式給水消防設(shè)施。 鍋爐供熱區(qū) 油氣集輸系統(tǒng)的站庫采暖，生產(chǎn)及生活熱負(fù)荷均由鍋爐房供給。 供熱能力能適應(yīng)季節(jié)及遠(yuǎn)近熱負(fù)荷變化的要求。單臺鍋爐最低熱負(fù)荷不宜低于額定熱負(fù)荷的 30%，一般不設(shè)備用鍋爐，但當(dāng)一臺鍋爐因故停運時，鍋爐房的供熱能力仍不小于最大供熱能力的 50%。一個鍋爐房內(nèi)宜統(tǒng)一鍋爐型號，供熱參數(shù)及燃燒方式。 行政管理區(qū) 設(shè)生產(chǎn) 綜合辦公樓一座，內(nèi)設(shè)調(diào)度室、辦公室、會議室、資料 室、總機室等。 站內(nèi)設(shè)有花壇，綠化帶等綠化場所，要求綠化面積為站場占地總面積的10%。 流程及流程說明 流程設(shè)計原則 設(shè)計工藝流程應(yīng)能保證聯(lián)合站處理的油氣產(chǎn)品的質(zhì)量要求，產(chǎn)量高，經(jīng)濟(jì)效益好。在滿足聯(lián)合站各項生產(chǎn)任務(wù)的基礎(chǔ)上，應(yīng)充分采用先進(jìn)技術(shù)，考慮各種能量的合理利用，采用密閉流程，避免各種蒸發(fā)損耗，工藝流程應(yīng)能適應(yīng)操作的變化，但又要避免煩瑣，防止浪費，管線閥門要盡量少，線路要短，油氣流向合理。 在原油開采至凈化外輸?shù)娜荛]流程，要比開式流程有多方面的優(yōu)點： 第 1 章 SR 聯(lián)合站工程說明書 7 (1) 一般的開式流程原油損耗約為 2~4%，而密閉后能降低到 %以下，密閉式流程不僅降低了油氣損耗，而且還提高了產(chǎn)品的質(zhì)量。 (2) 密閉式流程結(jié)構(gòu)簡單，成本降低，有利于提高自動化工致程度和管理水平。 設(shè)計中考慮到進(jìn)站原油的含水率（ 70%）和含氣量（綜合油氣比為55Nm3(氣 )/t（油），工藝上采用油氣三級分離，兩段脫水。三級分離指一級油氣水三相分離，二級緩沖分離以及在穩(wěn)定塔內(nèi)的三級分離。兩段脫水是指一級油氣水三相分離脫水和電脫水器脫水。 本站工藝流程 該站除正常的生產(chǎn)流程外，還有站內(nèi)循環(huán)以滿足原油不需外輸時的要求，還有原油罐區(qū)用 以事故（如停電）發(fā)生后儲存油品，等來電后，再進(jìn)入正常工作，避免因聯(lián)合站或外輸管線的突發(fā)事故而影響油田生產(chǎn)。 原油在聯(lián)合站內(nèi)處理的工藝流程如下： 正常流程： 注破乳劑 氣計量→氣站 站外來油→進(jìn)站閥組→油氣水三相分離器→緩沖罐→循環(huán)泵→ 污水→污水處理區(qū) 電脫水器 →加熱爐→原油穩(wěn)定塔→（凈化油罐）→原油外輸泵→計量→外輸 無泵流程： 注破乳劑 氣計量→氣站 站外來油→進(jìn)站閥組→油氣水三相分離器→緩沖罐→ 污水→污水處理區(qū) 電脫水器→加熱爐→原油穩(wěn)定塔→（凈化油罐）→原油外輸泵→計量→外輸 第 1 章 SR 聯(lián)合站工程說明書 8 停電流程： 進(jìn) 站來油→進(jìn)站閥組→油氣水三相分離器→緩沖罐→事故罐→循環(huán)泵后的正常流程 進(jìn)站總閥組和電脫水器都設(shè)有加藥裝置，可以加入破乳劑，以利于油氣水在分離器中的分離和電脫水器的脫水。 程設(shè)計中的幾點說明： (1) 各作業(yè)區(qū)，裝置的布置應(yīng)與平面布置相符，應(yīng)標(biāo)明各工藝管線尺寸、安裝高度、介質(zhì)的流向、管線線型及管件應(yīng)符合的規(guī)定，尺寸不按比例。 (2) 凡是由于偶然事件（著火停電）或操作失去可能使壓力升高而造成事故之處（如分離器、加熱爐、油罐、輕油罐等常壓容器及往復(fù)泵、齒輪泵出口），都裝備有安全閥或呼吸閥。 (3) 凡是不允許液體倒流之處（如離心泵的出口、有壓進(jìn)罐管線、藥劑線進(jìn)電脫水器入口等）都裝上了止回閥。 (4) 為防止爆炸、火災(zāi)等惡性事故蔓延，流程設(shè)計必須要有切斷油氣源的措施（如壓力越站、緊急放空、自動關(guān)閉油罐進(jìn)出口閥門）。 管線的安裝說明 (1) 在總平面圖上分區(qū)布置的基礎(chǔ)上，油氣、熱力、供排水管線及電路、電信線路應(yīng)盡量縮短長度，在滿足水力、熱力要求下，線路布置力求整齊、美觀。 (2) 場區(qū)內(nèi)各種地上、地下線路和供電、通信線路集中布置在場區(qū)道路的兩側(cè)，應(yīng)避免地上管線和電力、電信線包圍工藝裝置和獨立的 建筑物，并減少和場區(qū)道路的交叉，交叉時采用直交。 (3) 主要的油管線均采用伴熱管線。 (4) 場區(qū)管線的敷設(shè)方式，根據(jù)場區(qū)土壤性質(zhì)和地下水分布情況確定。帶壓的油、氣、水、風(fēng)管線一般采用地上架空敷設(shè)；罐區(qū)至泵房的管線采用管墩地面敷設(shè)，管道水平間距大于 ，并做好埋地鋼管的防腐工作。 第 1 章 SR 聯(lián)合站工程說明書 9 (5) 管線架空敷設(shè)時，管底距地面為 ；當(dāng)架空管線下面安裝有泵、換熱器或其他設(shè)備時，管底距地面高度應(yīng)滿足安裝和檢修時起吊要求；敷設(shè)于管墩的地面管線，管底距地面 ～ ，與人行道交叉時應(yīng)加設(shè)過橋。 (6) 管線跨 越道路時，其底管高度要求：距主要道路路面不小于 ，距人行道路面不小于 。 選取的設(shè)備表 油氣水三相分離器 Φ 4000 16800 5臺 原油臥式緩沖罐 Φ 4000 17600 2臺 電脫水器 Φ 3600 14000 4臺 水套加熱爐 HJ1250H/ 4臺 外輸泵 DYI 15530 3 臺 循環(huán)泵 IY200150250B 3 臺 鋼制浮頂罐 10000 3m 5座 第 2 章 聯(lián)合站工藝計算書 10 第 2 章 聯(lián)合站工藝計算書 有關(guān)參數(shù)的計算 規(guī)模設(shè)計 原油處理能力 (年工作日： 365 天 ) 350 萬噸 /年 = 噸 /天 = 噸 /小時 考慮油田生產(chǎn)不穩(wěn)定性，取不穩(wěn)定系數(shù) 則原油處理能力為： = 噸 /天 = 噸 /小時