同时进行的原油脱水、脱盐、脱硫和稳定化制造技术

本发明专利技术公开了一体化油气分离站系统和方法。系统和方法包括用高压生产捕集器(HPPT)、低压生产捕集器(LPPT)、低压脱气罐(LPDT)、第一热交换器、第二热交换器、LPPT循环水流、洗涤用淡水供给流和LPDT循环水流对原油入口进料流进行处理，其中LPDT循环水流能够将来自LPDT的循环水供给至来自HPPT的输出流以形成LPPT入口进料流。

Simultaneous dehydration, desalination, desulfurization and stabilization of crude oil

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】同时进行的原油脱水、脱盐、脱硫和稳定化
本公开涉及油气分离站(GOSP)技术。特别地，本公开涉及使原油脱盐、脱水、脱硫和稳定化工艺一体化以建立有效的GOSP系统和工艺。
技术介绍
通常，GOSP是用于精炼原油的连续分离工艺，GOSP包括高压生产捕集器(HPPT)、低压生产捕集器(LPPT)、低压脱气罐(LPDT)、脱水器单元、一级和二级脱盐单元、水/油分离器(WOSEP)、稳定塔、离心泵、热交换器和再沸器。在GOSP中，压力通常在几个阶段中降低，从而能够进行诸如携入的蒸汽之类的挥发性成分的受控分离。GOSP的目标包括利用从气体中分离出的稳定油以及从气体和油中分离出的水以实现最大液体回收。换句话说，GOSP的一个目的是在从含烃储层中获得湿原油之后，从湿原油中除去水、盐和挥发性烃类气体。然而，单个分离器中大的减压将导致闪蒸，从而造成不稳定性和安全隐患。因此，在现有技术的GOSP中，需要许多阶段和单元。图1示出了现有技术GOSP系统和工艺中的三个阶段。在第一阶段中，使气体、原油和游离水分离。在第二阶段中，使原油脱水并脱盐以分离乳化水和盐，从而满足某些底部沉积物和水(BSW)的规格。在第三阶段中，使原油稳定并脱硫以满足硫化氢(H2S)和雷德蒸气压(RVP)的规格。GOSP通常能够以满足以下规格：(1)盐浓度不超过约10磅(lbs.)盐/1000桶(PTB)；(2)BSW含量不超过约0.3体积％(V％)；(3)原油稳定塔(或低硫原油的情况中的脱气容器)中的H2S含量(浓度)小于约60ppm；以及(4)130华氏度(°F)时的最大RVP为约7磅/平方英寸绝对值(psia)，并且最大真实蒸气压(TVP)为约13.5psia。图2进一步描述了常规GOSP系统和工艺的某些特征。
技术实现思路
本公开描述了一体化GOSP系统和工艺，其满足原油输出规格并且使用比现有技术GOSP更少的处理单元。通过在某些预先存在的气/油分离容器内集成并同时采用脱盐、脱水、脱硫和稳定化工艺，获得了有利且出乎意料的有效工艺和系统。本公开的系统和方法可以实现以下原油输出规格，包括：(1)盐浓度不超过约10PTB；(2)BSW含量不超过约0.3V％；(3)原油稳定塔(或低硫原油的情况中的脱气容器)中的H2S含量小于约60ppm；以及(4)130°F时的最大RVP为约7psia，并且最大TVP为约13.5psia。本公开的系统和方法的实施方案提供了对现有GOSP系统和方法不能分离和稳定的具有“难破”乳液及增加的含水率的原油进行分离和稳定的能力。换句话说，常规的脱盐器可以处理含水率为约30％至约35％的原油。然而，当含水率大于约35％时，本公开的实施方案能够有效地处理原油以除去水。难破乳液原油通常出现在美国石油协会(“API”)编号小于约29的中等至重质原油中。通常将API中的油比重用作油品质的量度。API值越高表示油越轻，因而市场价值越高。石油生产中的含水率是指原油流中水的总体积除以原油和水的总体积。换句话说，含水率百分比等于水的总体积流量除以水和油的体积流量乘以100。含水率通常随着油井的使用年限而增加。例如，在井的寿命开始时的含水率约为百分之零，但随着井的老化，含水率可以达到接近100％。在某些实施方案中，提供了以下系统和方法：通过对原油同时进行脱水、脱盐、稳定和脱硫，从而处理湿且含硫的不稳定原油，使其满足运输和输送规格。在一些实施方案中，处理原油的三个常规阶段将仅在一个阶段中完成。在一些实施方案中，GOSP内的原油脱盐、脱水、脱硫和稳定化将被集成到现有的三相分离容器内。原油脱水涉及地层水的分离，而脱盐包括用除了循环水之外的淡水或替代循环水的淡水洗涤原油，以满足所需的盐含量和BSW。在公开的系统和方法中使用循环水以减少所需的洗涤淡水的量。原油脱硫涉及从原油中除去溶解的H2S以满足范围为约10ppmw至60ppmw的规格，而原油稳定化涉及从原油中除去轻质馏分(主要是C1至C4烃类)以将低于大气压、130°F时的TVP降低至低于约13psia，或者换句话说，在大气条件下蒸汽不会闪蒸，从而使其可安全输送和运输。如果在温度升高和压力降低时运行的多个阶段的分离筒中加热原油，则可以实现使原油稳定。因此，本文公开了一种一体化油气分离站系统，其中该系统包括：原油入口进料流；高压生产捕集器(HPPT)，其中HPPT流体连通至原油入口进料流，并且其中HPPT包括：能够将原油入口进料流与其他流体充分混合的入口混合装置、多个绝缘静电电极以及溢水口(weir)；低压生产捕集器(LPPT)，其中LPPT流体连通至HPPT，并且其中LPPT包括：能够充分混合LPPT入口进料流的入口混合装置、多个绝缘静电电极以及溢水口；低压脱气罐(LPDT)，其中LPDT流体连通至LPPT，并且其中LPDT包括：能够充分混合LPDT入口进料流的入口混合装置、多个绝缘静电电极以及溢水口；第一热交换器，其中第一热交换器沿流动方向设置在HPPT和LPPT之间，并且流体连通至HPPT和LPPT，并且其中第一热交换器能够加热LPPT入口进料流；第二热交换器，其中第二热交换器沿流动方向设置在LPPT和LPDT之间，并且流体连通至LPPT和LPDT两者，并且其中第二热交换器能够加热LPDT入口进料流；LPPT循环水流，其中LPPT循环水流能够供给来自LPPT的循环水，以与原油入口进料流混合；洗涤用淡水供给流，其中洗涤用淡水供给流能够将淡水供给至LPPT的输出流，以形成LPDT入口进料流；以及LPDT循环水流，其中LPDT循环水流能够将来自LPDT的循环水供给至来自HPPT的输出流，以形成LPPT入口进料流。在一些实施方案中，该系统还包括与LPDT流体连通的汽提气体流入口，该汽提气体流入口能够将除了低浓度H2S汽提气体之外的蒸汽供给至LPDT，或者该汽提气体流入口能够将替代低浓度H2S汽提气体的蒸汽供给至LPDT。在其他实施方案中，该系统还包括气体压缩站，其中气体压缩站包括：能够处理来自HPPT的高压废气的高压压缩机、能够处理来自LPPT的低压废气的低压压缩机以及能够处理来自LPDT的大气压废气的大气压压缩机。在某些实施方案中，该系统包括油/水分离器装置，该油/水分离器装置能够接收来自HPPT的混油水输出流，能够将油与水分离，并且能够使油再循环至LPDT。在其他实施方案中，该系统还包括：在HPPT之前的至少一个混合阀、在第一热交换器之前的至少一个混合阀以及在第二热交换器之前的至少一个混合阀，其中混合阀能够混合原油和水。还在其他实施方案中，该系统能够精炼原油入口进料流中的原油，以生产可安全储存和运输的精炼原油产品，该精炼原油产品满足以下规格：(1)盐浓度不超过约10磅(lbs.)盐/1000桶(PTB)；(2)底部沉积物和水(BSW)不超过约0.3体积％(V％)；(3)H2S浓度小于约60ppm；以及(4)130华氏度(°F)时的最大RVP为约7磅/平方英寸绝对值(psia)并且最大真实蒸气压(TVP)为约13.5psia。在某些实施方案中，该系统包括内联气体分离器和第二汽提气体流，内联气体分离器和第二汽提气体流沿流动方向设置在第二热交换器和LPDT之间，并且与LPDT入口进料流流体连通，其中内联气体本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种一体化油气分离站系统，该系统的特征在于：原油入口进料流；高压生产捕集器(HPPT)，其中所述HPPT流体连通至所述原油入口进料流，并且其中所述HPPT的特征在于：能够将所述原油入口进料流与其他流体充分混合的入口混合装置、多个绝缘静电电极和溢水口；低压生产捕集器(LPPT)，其中所述LPPT流体连通至所述HPPT，并且其中所述LPPT的特征在于：能够充分混合LPPT入口进料流的入口混合装置、多个绝缘静电电极和溢水口；低压脱气罐(LPDT)，其中所述LPDT流体连通至所述LPPT，并且其中所述LPDT的特征在于：能够充分混合LPDT入口进料流的入口混合装置、多个绝缘静电电极和溢水口；第一热交换器，其中所述第一热交换器沿流动方向设置在所述HPPT和所述LPPT之间，并且流体连通至所述HPPT和所述LPPT两者，并且其中所述第一热交换器能够加热所述LPPT入口进料流；第二热交换器，其中所述第二热交换器沿流动方向设置在所述LPPT和所述LPDT之间，并且流体连通至所述LPPT和所述LPDT两者，并且其中所述第二热交换器能够加热所述LPDT入口进料流；LPPT循环水流，其中所述LPPT循环水流能够供给来自所述LPPT的循环水，以与所述原油入口进料流混合；洗涤用淡水供给流，其中所述洗涤用淡水供给流能够将淡水供给至所述LPPT的输出流，以形成所述LPDT入口进料流；以及LPDT循环水流，其中所述LPDT循环水流能够将来自所述LPDT的循环水供给至来自所述HPPT的输出流，以形成所述LPPT入口进料流。...

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2017.01.05 US 15/399,5911.一种一体化油气分离站系统，该系统的特征在于：原油入口进料流；高压生产捕集器(HPPT)，其中所述HPPT流体连通至所述原油入口进料流，并且其中所述HPPT的特征在于：能够将所述原油入口进料流与其他流体充分混合的入口混合装置、多个绝缘静电电极和溢水口；低压生产捕集器(LPPT)，其中所述LPPT流体连通至所述HPPT，并且其中所述LPPT的特征在于：能够充分混合LPPT入口进料流的入口混合装置、多个绝缘静电电极和溢水口；低压脱气罐(LPDT)，其中所述LPDT流体连通至所述LPPT，并且其中所述LPDT的特征在于：能够充分混合LPDT入口进料流的入口混合装置、多个绝缘静电电极和溢水口；第一热交换器，其中所述第一热交换器沿流动方向设置在所述HPPT和所述LPPT之间，并且流体连通至所述HPPT和所述LPPT两者，并且其中所述第一热交换器能够加热所述LPPT入口进料流；第二热交换器，其中所述第二热交换器沿流动方向设置在所述LPPT和所述LPDT之间，并且流体连通至所述LPPT和所述LPDT两者，并且其中所述第二热交换器能够加热所述LPDT入口进料流；LPPT循环水流，其中所述LPPT循环水流能够供给来自所述LPPT的循环水，以与所述原油入口进料流混合；洗涤用淡水供给流，其中所述洗涤用淡水供给流能够将淡水供给至所述LPPT的输出流，以形成所述LPDT入口进料流；以及LPDT循环水流，其中所述LPDT循环水流能够将来自所述LPDT的循环水供给至来自所述HPPT的输出流，以形成所述LPPT入口进料流。2.根据权利要求1所述的系统，其特征还在于与所述LPDT流体连通的汽提气体流入口，所述汽提气体流入口能够将除了低浓度H2S汽提气体之外的蒸汽供给至所述LPDT，或者所述汽提气体流入口能够将替代所述低浓度H2S汽提气体的蒸汽供给至所述LPDT。3.根据权利要求2所述的系统，其特征还在于气体压缩站，其中所述气体压缩站的特征在于：能够处理来自所述HPPT的高压废气的高压压缩机、能够处理来自所述LPPT的低压废气的低压压缩机以及能够处理来自所述LPDT的大气压废气的大气压压缩机。4.根据权利要求3所述的系统，其特征还在于油/水分离器装置，所述油/水分离器装置能够接收来自所述HPPT的混油水输出流，能够将油与水分离，并且能够使油再循环至所述LPDT。5.根据权利要求4所述的系统，其特征还在于：在所述HPPT之前的至少一个混合阀、在所述第一热交换器之前的至少一个混合阀以及在所述第二热交换器之前的至少一个混合阀，其中所述混合阀能够混合原油和水。6.根据权利要求5所述的系统，其中所述系统能够精炼所述原油入口进料流中的原油，以生产可安全储存和运输的精炼原油产品，所述精炼原油产品满足以下规格：(1)盐浓度不超过10磅(lbs.)盐/1000桶(PTB)；(2)底部沉积物和水(BSW)不超过0.3体积％(V％)；(3)H2S浓度小于60ppm；以及(4)130华氏度(°F)时的最大RVP为7磅/平方英寸绝对值(psia)并且最大真实蒸气压(TVP)为13.5psia。7.根据权利要求5所述的系统，其特征还在于内联气体分离器和第二汽提气体流，所述内联气体分离器和所述第二汽提气体流沿流动方向设置在所述第二热交换器和所述LPDT之间，并且与所述LPDT入口进料流流体连通，其中所述内联气体分离器能够除去所述气体压缩站中待处理的大气废气，并且其中所述第二汽提气体流能够降低所述LPDT入口进料流的H2S含量。8.根据权利要求7所述的系统，其特征还在于流体连通至所述LPDT的输出流的辅助分离器装置，所述辅助分离器装置流体连通至第三汽提气体流，并且所述辅助分离器装置能够使得所述第三汽提气体流进一步降低所述LPDT的输出流中的H2S含量。9.根据权利要求5所述的系统，其特征还在于冷却稳定器，其中所述冷却稳定器流体连通至所述第二汽提气体流，所述第二汽提气体流能够降低所述冷却稳定器中原油的H2S含量，并且其中所述冷却稳定器能够从原油中除去挥发性烃类，以生产适合于储存和运输的稳定的、非挥发性的最终原油产品。10.根据权利要求9所述的系统，其中所述冷却稳定器具有16个实际阶段。11.根据权利要求5所述的系统，其特征还在于流体连通至所述原油入口进料流和所述HPPT的第三热交换器，其中所述第三热交换器向所述原油入口进料流提供热量，并且所述热量的至少一部分来自成品原油产品流。12.根据权利要求11所述的系统，其特征还在于内联气体分离器，所述内联气体分离器沿流动方向设置在所述HPPT之前的至少一个混合阀和所述第三热交换器之间，并且所述内联气体分离器与所述HPPT之前的至少一个混合阀和所述第三热交换器流体连通，所述内联气体分离器能够将原油与高压废气分离，其中所述气体压缩站能够处理来自所述内联气体分离器的高压废气。13.根据权利要求12所述的系统，其特征还在于第二内联气体分离器，所述第二内联气体分离器沿流动方向设置在所述第二热交换器和所述LPDT之间，并且所述第二内联气体分离器与所述第二热交换器和所述LPDT连通，所述第二内联气体分离器能够除去用于在所述气体压缩站中进行处理的所述LPDT入口进料流中的大气废气。14.根据权利要求13所述的系统，其特征还在于：流体连通至所述LPDT入口进料流的第二汽提气体流、流体连通至所述LPDT的输出流的辅助分离器装置，所述辅助分离器装置流体连通至第三汽提气体流，并且所述辅助分离器装置能够使得所述第三汽提气体流进一步降低所述LPDT的所述输出流中的H2S含量。15.根据权利要求1所述的系统，其中所述HPPT能够从所述原油入口进料流中除去原油中存在的98％的乳化水。16.根据权利要求1所述的系统，其中所述HPPT内的运行压力大于所述LPPT内的运行压力，并且其中所述LPPT内的运行压力大于所述LPDT内的运行压力。17.根据权利要求1所述的系统，其中所述系统能够使原油脱水、脱盐、脱硫和稳定，以生产可安全储存和运输的原油，而不需要除了所述HPPT、LPPT和LPDT之外的任何脱水或脱盐单元。18.根据权利要求1所述的系统，其中至少一个入口混合装置的特征在于旋风分离器。19.一种一体化油气分离站系统，该系统的特征在于：原油入口进料流，所述原油入口进料流能够输送供在所述系统中进行处理的含硫低压原油；低压生产捕集器(LPPT)，其中所述LPPT流体连通至所述原油入口进料流，并且其中所述LPPT的特征在于：能够充分混合LPPT入口进料流的入口混合装置、多个绝缘静电电极和溢水口；低压脱气罐(LPDT)，其中所述LPDT流体连通至所述LPPT，并且其中所述LPDT的特征在于：能够充分混合LPDT入口进料流的入口混合装置、多个绝缘静电电极、溢水口、以及与所述LPDT流体连通的汽提气体流入口，所述汽提气体流入口能够将除了低浓度H2S汽提气体之外的蒸汽供给至所述LPDT，或者所述汽提气体流入口能够将替代所述低浓度H2S汽提气体的蒸汽供给至所述LPDT；内联气体分离器，其中所述内联气体分离器沿流动方向设置在所述原油入口进料流和所述LPPT之间，并且沿流动方向设置在所述原油入口进料流和所述LPPT之间；第一热交换器，其中所述第一热交换器沿流动方向设置在所述内联气体分离器和所述LPPT之间，并且与所述内联气体分离器和所述LPPT两者流体连通，并且其中所述第一热交换器能够加热所述LPPT入口进料流；第二热交换器，其中所述第二热交换器沿流动方向设置在所述LPPT和所述LPDT之间，并且与所述LPPT和LPDT两者流体连通，并且其中所述第二热交换器能够加热所述LPDT入口进料流；LPDT循环水流，其中所述LPDT循环水流能够将来自所述LPDT的循环水供给至所述原油入口进料流，以形成所述LPPT入口进料流；脱盐器单元，其沿流动方向设置在所...

【专利技术属性】
技术研发人员：穆罕默德·索利曼，
申请(专利权)人：沙特阿拉伯石油公司，
类型：发明
国别省市：沙特阿拉伯,SA