基于HYSYS对原油稳定参数优化实施模拟研究.docx

技术创新 33

基于 HYSYS 对原油稳定参数优化实施翩研究

中国石油大学 (华东 ) 石油工业训练中心苗俊田

原油稳定工艺属于国内各个油田中实施的普遍油气蒸发
损耗及密闭集输主要措施 ， 但是在现场使用的过程中 ， 因为
部分管理人员担心对于原油产量影响 ， 导致工作参数偏离原
本设计值 。 因此 ， 本文就使用 HYSYS软件实现模拟 ， 和实际的
生产情况实现综合分析 ， 对原油稳定工艺对于原油的产量影
响进行明确 ， 对工艺参数优化 。

原油稳定属于原油处理最后的工序 ， 其主要目的就是脱出
原油中具有较强挥发性的轻组分 C1-C4, 降低挥发损耗 ， 并且使 饱和蒸气压降低 ， 合理使用油气资源 ， 使原油存储运输过程中
的安全性得到提高 。 原有稳定方法主要包括分僧法及闪蒸法 ，
闪蒸法的分离精度比较差 ， 并且产品粗糙 ， 分憎法的分离精度
比较高 ， 具有良好的组分分割效果 ， 提高了运行和投资的费
用。 要以站场工艺 、 油品性质 、 能量损耗 、 产品标准等选择具
体的稳定方式 。 为了能够实现原油稳定参数的优化 ， 本文就使
用HYSYS 软件对其进行模拟 。
1 原油稳定工艺方案
原油稳定方法主要包括负压闪蒸稳定 、 分傳稳定及正压闪
蒸稳定三种 ， 在选择稳定工艺的过程中要以进料原油物性 、 构
成， 并且对相应工艺过程对比进行确定 。
其一 ， 负压闪蒸稳定 。 利用真空压缩机抽出油品中的轻组
分 ， 使油品蒸气压降低 。 负压稳定一般是在密度比较大 ， 油品
中的轻组分比较少原油中使用 。 其主要优势就是闪蒸的压力及
温度比较低 ， 并且流程简单 ％
其二 ， 正压闪蒸稳定 。 通过原油田压力能 ， 利用加热整流
蒸去原油中的轻组分 ， 使原油蒸气压得到降低 。 其主要有时就
是稳定深度比较大 ， 但是因为具有较高的操作温度 ， 所以容易
出现腐蚀 、 结垢等问题 。
其三 ， 分僧稳定 。 通过精憎原理对原油净化 ， 其主要优势
就是能够将原油中的乙烷 、 甲烷拔出 ， 少拔重关键组分 ， 具有 较高的稳定深度 ， 并且稳定质量良好 。 缺点就是设备比较多 ， 流程较为复杂 ， 能耗较大 ， 对于设备过程操作的要求比较严
格， 能够在稳定深度比较高的场合中使用 。
在选择原油稳定工艺方案的过程中 ， 要根据实际情况进行
选择鷺
2 基于 HYSYS 的参数优化
此装置为负压闪蒸分离装置 ， 在 2010年投入生产 ， 装置的
规模为 SOxIOW/a, 原油进装置的温度为 65 操作压力为
： 储油罐原油通过倒罐 ， 稳定之后的原油外
-0.05 MPa-0.3 MPa o 工艺模拟流程为
泵 、 换热器进入到负压稳定塔闪蒸分离
输。 储油罐顶的挥发器通过大罐抽气缓冲罐和稳定器一起到负

压抽气压缩机中 ， 通过压缩之后进入到下油流程 。
在现场运行的过程中 ， 因为担心原油稳定会影响到原油产
量， 下调装置的操作参数 ， 表 1为具体装置的操作参数 。
名称 储油罐温度储油罐压/kpa力原油进装置/C温定塔塔顶/kpa压力
现场 设计
0. 1 50 -12
45
65
-50-30
-
-
表1 具体装置的操作参数
通过以上数据 ， 利用 HYSYS 软件模拟 ， 得出稳定后原油饱 和蒸气压为 71.62 kPa, 当时当地的海拔高度为 1375 m, 大气压
为 85.8 kPa, 以此表示稳定之后的原油饱和蒸气压为 71.62 kPa,
比当地大气压要大 ， 无法满足设计需求％
因为考虑原油进装置温度范围为 45 t~80 t , 步长的温度 为5t, 负压稳定塔的操作压力为 -10 kPa、 -15 kPa、 -20kP 怀
。
同压力等级中的变化 ， 图1为饱和蒸气压和压力的温度关系

图1 饱和蒸气压和压力的温度关系
， 在
通过计算表示 ， 为了使稳定之后的原油满足设计需求
负压稳定塔操作压力处于 - 10 kPaSJ-20 kPa± 间的时候 ， 要使原 油进装置的温度为 61 t~54
再次对负压稳定塔操作压力在 10kPa- -30 kPa 的范围孔 不
同温度中的变化情况进行考察 ， 图2 为饱和蒸气压和压力温度的
关系 。

- « -35 -32S-OT -15 -10 -5 0 5 10 15 20
Hi力
图2 饱和蒸■乞压和压力温度殆关系
通过计算结果表示 ， 在原油稳定温度为 55 t~65 t 的时
候 ， 负压稳定塔操作压力为 -18kPaS!j-5kPa± 行情况充分的考虑 ， 为了对系统安全进行保证
间。 对现场的运 ， 要使负压稳定
塔操作压力可调 。 因此 ， 初步使原油温顶参数设置原油稳定温
度为 60t , 负压稳定塔的操作压力为 - 15 kPa I4o,
3 使用气提技术
3.1 气提工艺模拟
， 只要使轻 。 气提负压
原油负压稳定工艺的根据就是相平衡汽化原理
组分蒸汽分压力降低 ， 就能够实现原油轻组分汽化

表

34 囱 B工科技 2019 年第 4 期

稳定工艺就充分使用此原理 ， 利用对原油稳定塔中通入容易分
离的气体 ， 降低塔内轻怪组分蒸汽分压 ， 从而使原油轻组分更
加的容易汽化 ， 实现良好稳定效果 。 通过 HYSYS 流程模拟软
件， 通过 600Nm/d 气提量实现模拟计算 ， 表 2 为气提气组分的含
量， 图3 为利用 HYSYS 创建的模型 。
气提气组分 Cl C2 C3 i-C4 n-C4
摩尔分数 /% 92.98 2.72 3.11 0. 3 0.91
表2 气提气组分的含量

査饱軸廉汽压
图3 创建的模型
3.2 稳定深度
通过对比表示 ， 通过气提技术之后
14

， 原油组分拔出率和常
， 表 3 为气提负压稳定工
规负压稳定工艺相比具有进一步的提高
艺拔出率 。
n-C4
n-C5
C3
C2
组分
668.4
10.9
238.9
569.4
进塔原油 /kg*lT
114.0
208.6
150. 8

63. 1
9. 8
89. 9
36. 6
17.1
稳定气 /kg*lf
拔出率 /%
3
气提负压稳定工艺拔出率
n-C4
1-C4
C3
C1
C2
93. 32
6.5
7. 30

5. 36
0.65
2.10
89.85
4.58
0.45
1.52
组分
气提气]
气提气 2
0. 3
92. 62
0. 9
2.82
3.15
气提气 3
0.60
1.81
2.11
95.25
0.2
气提4气
0.4
98.58
0. 04
0.15
0.41
气提气 5
表4 不同气提气的组分含量

对气提气组分和气量进行改变 到不同气量及组成条件中的凝析油
在变量改变中的变化情况 ％
， 通过 HYSYS 实现模拟 ， 得 ， 压缩机功耗和稳定气量等


首先 ， 对气提气组分进行改变 ， 从而使气提气组分变富或
者变贫 ， 从而得出不同气提气组分中的气相产品收率 ， 详见表
4 0
其次 ， 对气提气的气量进行改变 ， 使气量改变在 300~1800
Nm'/d 的范围中 ， 通过 HYSYS 模拟得到图 4。 通过图 4 可以看出
来 ， 在气提气量不断增加的过程中 ， 能够降低原油产量 ， 提高
凝析油及稳定气的产量 ， 并且也提高气提效果 。 但是 ， 在气提

的过程中也带走了 分拔出率进行考虑 变化过程中而变化
tNSGG

tN tiG

tN iGG
C5+ 以上组分 ， 在实际设计的过程中要对 ， 而且压缩机能耗和稳定塔塔径会在气提量
， 要合理进行选择叫

EiG LNG LLG
LiG
椅定原 油产 凤
稔定

LGG
570
iGG t GGG t iGG
气拠气运 / ( m1• d")
C6组
图4 稳定沫度在气提气量变化殆情况
4 结语
通过本文研究表示 ， 使用气提技术能够使原油稳定深度得
到提高 ， 气提气量越大 ， 气提气组分就会越贫 ， 提高了轻桂的
收率 ， 具有良好稳定效果 。

【参考文献 】
[1] 任泽,潘翔 ， 田旭，等.基于 hysys的甲醇用量模拟优化研究
[J]. 辽宁化工 ，2018 ⑵
[2] 何友祥 ，王晓丹 ，寰子豪 ，等.基于 Hysys的LN G轻炷分离 流程模拟及参数优化 U]. 兰州石化职业技术学院学报 ,2014 ⑶ :1-3
[3] 亓文广.基于 HYSYS 模拟的蜡油加氢装置故障诊断技术
研究 [D]. 中国石油大学(华东), 2015
[4] 潘翔，石磊, 王佳贝 ，等.基于 hysys的丙烷制冷工艺模拟优
化研究 [J]. 化工管理 ，2018, 485(14):213
[5] 于朋朋.一桩西采油厂桩西联合站原油稳定工艺研究 [J].
中国石油大学胜利学院学报 ,2015 ⑴ :31-33
[6] 王娅婷 ，李佳，王琳，等.负压闪蒸原油稳定工艺的模拟与
运行参数优化 [J]. 石油与天然气化工 ，2015Q:18-21

( 上接 96页 ) Science & Engineering A,1991,114(1 —2):75—82
[39] 李奎，汤爱涛,潘复生.金属基复合材料原位反应合成技 术现状与展望 [J].重庆大学学报 ,2002,5(9):155-160
[40] 张辉，王婷，曹中秋，等 .Mg/Up 储氢合金的制备及其电化 学性能 [J]. 稀有金属材料与工程, 20098 ⑶ :536-540
[41] 王晓丽.机械合金化制备镁合金非聶合金 [D] .兰州:兰州
理工大学 ,2004
[42] 金松哲 ，梁宝岩,孙世成.机械合金化 + 烧结制备
TiC/Ti 3SiC2复合材料 [J].热加工工艺 ,20076(4):30-31
[43] Ogino Y, Shen B L,Yamasaki T. Semi —Solid Plasticity of Nanocrystalline Cu —Mg —TiC Alloys Prepared by Mechanical AlloyingQ]. Journal of Metastable & Nanocrystalline Materials, 1999,2-6:599-606
[44] Jiang Q C, Wang H Y, Wang J G, et al. Fabrication of

TiC p /Mg composites by the thermal explosion synthesis reaction in molten magnesiumQ]. Materials Letters,2003,57(16):25—8583
[45] Wang H Y,Jiang Q C, Li X L,et al. In situ synthesis of TiC/Mg composites in. molten magnesiumQ]. Scripta Materialia, 2003,48Q:1349 —1354
[46] 韩欢庆 ，卢惠民,邱定蕃 ，等. 自蔓延高温合成 MgB?粉末 [J].工程科学学报 ,2006,2⑵8 :46-49
[47] 李江涛，夏元洛,葛昌纯. 自蔓延高温合成 Mg3N2[J].^ 酸盐 学报 ,1993):291-294
[48] Ferguson J B,Thao X, Rohatgi P K,et al. Computational and analytical prediction of the elastic modulus and yield stress in particulate —reinforced metal matrix composites [J]. Scripta Materialia, 2014,83 (83):45-48