“原油稳定”咋回事?
时间:2024-12-20 17:26
来源:2024年12月
作者:宫柯
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尽人皆知,开采埋藏地下的石油,是一项庞大而又复杂的系统工程。需要油藏地质、采油工程、地面集输等多个专业技术体系的相互衔接配合,才能把从各个采油井流淌出来参杂着油气水的混合液汇聚到一起进行精细化处理,最终生产出符合国家质量标准的净化油,通常把未经炼制加工的成品石油称为原油。在大中型油田生产过程中“原油稳定”处理是一道非常重要的工序,所起的作用对非石油专业的人士来说是一个不甚了解的迷津。
若想知道为什么需要对原油进行稳定处理?首先要清楚地下蕴藏的石油并非是单一成分的化合物,而是一种由多种碳氢物质混合形成的液态矿藏,其中包含了一些活泼好动的轻组分。例如分子式最简单的甲烷,在地层温度和压力的束缚下会溶解在石油当中隐身,一旦所处的环境变得宽松了,就会像打开的啤酒瓶一样释放出鼓起泡沫的气体。还有乙烷和丙烷,这两种物质虽然不像甲烷挥发的速度那么快,但是也对环境的改变十分敏感,在不同的温度、压力条件下往往呈现出凝析态游离于气液之间。丁烷和戊烷也不安分,尽管看起来是液体,却如同汽油一样在常温常压的条件下能够快速蒸发出气体,逃逸的无影无踪。由于刚从地下开采出来的石油普遍具有轻组分依次挥发的特征,重量不断减轻,因此称为不稳定原油。
不稳定原油不仅会散发出强烈的刺激性气味,分离出来的轻组分还极具危险性,都是一个静电火花就可能引起爆炸燃烧的惹祸精,对后续的运输储存造成潜在的安全隐患。如果排放到大气中,不仅污染了环境,还会带走一部分轻组分造成产量损失。上个世纪中叶,由于受技术条件的限制,我国油田生产管理比较粗放,集输原油的管网和装置大都是有开口的低端流程,为避免挥发出来的可燃气体和轻质油造成危害,大都在集油站采取放空点火炬一烧了之的简单方法排除,仅保留不易挥发的重组分原油,输往炼油厂进行加工。
为改变既浪费资源又污染环境的落后局面,大庆油田1972年在做喇嘛甸油田开发方案的时候,借鉴发达国家的先进技术和经验,率先制定了“简化前头、完善后头、中间不开口、三脱三回收、出四种合格产品”的全流程密闭集输工艺设计。其中的三脱三回收是指:从原油当中分离出污水、天然气、轻烃回收利用。出四种合格产品是指:净化含油污水达到回注标准、把含有少量轻质油的天然气净化成甲烷含量高的干气外输、脱出原油中易造成挥发损失的液态烃作为化工原料、最后输出性质相对稳定的净化原油减低储运过程中的风险。这套以密闭集输流程为前提的油气水处理工艺,就是原油稳定处理的核心所在。
为什么说原油当中的轻组分是宝贵资源?因为甲烷和乙烷是发热量高、燃烧后无残留的清洁燃料,既可以驱动发动机,又可替代煤炭,广泛用于交通运输、工业生产和民用采暖烧饭。在一次性打火机当中即可见到液态烃,其中加注的透明易燃液体就是乙烷和丙烷的混合物。丙烷、丁烷、戊烷混合液则统称为轻烃,亦是坊间俗称的轻质油,这三种轻组分是多功能的优质化工原料,用来生产合成化肥、塑料等大宗产品工艺简单方便,价值不菲。
由于各油田出产的原油性质有所不同,因此原油稳定的处理工艺也略有差异,总体来看有负压分离、加热闪蒸、单级分馏和多级分馏四种基本方法。为使原油在稳定处理的过程中最大限度地释放轻质组分,更先进的处理方法还需要加入浅冷或者深冷的脱烃装置,营造冷凝环境,提升轻烃回收率,通常把低于摄氏-100℃的处理工艺称为深冷。原油的稳定处理工艺是上个世纪80年代发展起来的先进技术,错综复杂的处理装置和压缩机厂房通常和油田上的大型联合站比肩而立,成为各采油厂外输高品质原油、天然气、轻烃的最后一道关口,是一项化害为利、变废为宝的高新技术集成化、自动化、数字化成果凸显的新靓点。