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油罐烃蒸气回收工艺在南堡油田人工岛上的应用

文档作者：王法永文档来源：中国石油冀东油田公司南堡油田作业区		点击数：	更新时间： 2023年08月15日
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l工程建设与设计
Com,ucllon&amp;amp;DesignForProjeet
油罐烃蒸气回收工艺在南堡油田人工岛上的应用
The Application of Tank’S Hydrocarbon Vapor Recovery Process in the Artificial Island
of Nanpu Oilfield
王法永
(中国石油冀东油田公司南堡油田作业区，河北唐山063200)
WANG Fa-yong
(NanpuOilfieldOperationDistricofPetroChinaJidongOilfieldCompany,Tangshan 063200，China)
【摘要】4一人工岛生产的未稳定原油储存在5 000n13常压固定顶储油罐内，通过计量，日损耗量达到2 00耐，由于原油的蒸发损
耗严重，对安全生产、环境以及员工的身体健康都是不利的，为此，选择了适合妒人工岛的烃蒸气回收工艺。论文主要针对油罐烃蒸
气回收工艺的流程、主要设备及其安全控制系统进行详细的介绍。
【Abstract]TheunstabilizedcrudeoilofNo．4artificialislandstoresin5 000m3atmosphericfixedtopstoragetank,thedailylossis2 ooo m3by
measuring,thelossofcrudeoilisseriousandunfavorableforthesafetyofproduction，theenvironmentandthehealthofthestaff,SOWC selectthe
hydrocarbonvaporrecoveryprocesswhichisfitedtoNo．4artificialisland．Thispapermainlyintroducesthereeyeleprocess，mainequipmentand
safetycontrolsystemoftank’shydrocarbonvapor．
【关键词】烃蒸气；损耗；压缩机；控制系统
【Keywords]hydrocarbonvapour；loss；compressor；,controlsystem
【中图分类号]TE242 【文献标志码】B 【文章编号】1007．9467(2017)09-0128．02
[DOI]10．136168．cnki．gcjsysj．2017．09．157
1引言
矿人工岛为南堡油田下辖的一个采油区，担负油气生产、
油气水三相分离、天然气初步处理、原油拉运等任务，其中，分
离出的未稳定原油储存在5 000m，常压固定顶储油罐内，定期
将储油罐内原油通过油轮拉运至陆地原油处理站进行进一步
处理。在储油罐内，原油的蒸发损耗严重，尤其是在储存未稳
定原油的常压固定顶罐内，除了大、小呼吸损耗，还有闪蒸损
耗，为了减少这部分损耗，有效的措施是采用适合南堡油田的
油罐烃蒸气回收工艺，一方面回收大罐烃蒸气有可观的经济
效益，另一方面实现原油的密闭处理，可以减少大气污染，改
善环境。
损耗，而且闪蒸损耗远远大于呼吸损耗量，油罐烃蒸气挥发量
确定分为理论计算法和测量法，由于油罐烃蒸气挥发量受温
度、压力等诸多因素的影响，理论计算复杂且不准确，而现场
测量法更为精确，因此，选用旋进漩涡流量计计量，作为油罐
烃蒸气回收工艺设备选型的依据。
为了保证计量的准确性，设计计量工艺流程，计量工艺
流程和设备为后续烃蒸汽回收工艺利用，回收的蒸汽供给加
热器使用。设置补气流程，补气管线上的调节阀与油罐排气
流程上的压力传感器联动，保证罐内压力处于微正压且高于
微压呼吸阀的开启压力0．3kPa，使大罐长期处于呼气状态，
通过2个流量计的差值准确计量油罐烃蒸气损耗量，经过计
量，5 000m，原油储罐烃蒸气日挥发气量约2 0001113。
2油罐烃蒸气损耗计量
3油罐烃蒸气回收工艺
矿人工岛生产的原油经三相分离器分离后直接进入储油
罐，压力由0．4MPa降至常压，除了大、小呼吸损耗，还有闪蒸
【作者简介】王法永(1982～)，男，山东潍坊人，工程师，从事采油工
艺技术研究。
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3．1工艺流程及主要设备
从油罐微压呼吸阀排出的烃蒸气经管道输送到气液分离
器，气液分离后的气体进入压缩机入口皮囊，当进气把皮囊鼓
胀升高到一定高度时，压缩机启机运行，将挥发气增压后外排 能源工程设计f
EnergyD‘g妇e，iWDesinI
进入天然气处理系统，经过处理后的干气一路供岛上自用气， 内打开进行吸气，气体从阀底部通过有一定保温作用，防止冬
另一路则通过调节阀补充到大罐内，用来维持大罐的微正压季阀结冻而失去安全保护作用行。
状态，多余的干气和大罐的挥发气一同再次进入烃蒸气回收3．2．2皮囊液压控制系统
系统依次循琢。，如图1所示。在压缩机进口端设置皮囊，当罐内压力出现微小变化时，
图1 油罐烃蒸气回收工艺流程
3．1．1微压呼吸阀
油罐顶部设置的机械式呼吸阀开启压力设置为正压
1．795kPa、负压0．295kPa，大罐呼吸阀无法保障大罐抽气装
置的安全、连续运行，需在罐顶增设微压呼吸阀，微压呼吸
阀开启压力设置为正压0．3kPa、负压0．1kPa，保证油罐压力
在-0．1～0．3kPa范围内工作。
3．1．2缓冲皮囊
鉴于油罐烃蒸气挥发的不连续性，为保证压缩机入口的微
正压，缓冲器选用具有柔性的橡胶皮囊，为保证皮囊的安全，控
制压力在0．5kPa以下，皮囊容积为30m3，考虑撬装和其联动控
制的精确性，选用皮囊尺寸为6 400mm×2 700mmxl 750mm，皮
囊房尺寸为6 500mmx2 800mmx2 050mm；缓冲时间不低于
4min，皮囊正常工作设置高度范围为0．5～1．5m。
3．1．3天然气压缩机
压缩机选用结构紧凑、效率高、振动小的V型往复活塞式，
计量得到的原油储罐烃蒸气日挥发气量约2 000m3，压缩机的
设计排量取计量的油罐蒸气损耗量的2倍，排量选择3m3／min，
采用2级压缩，额定转速为730dmin，吸气压力微正压，额定
排气压力0．45MPa，冷却系统为风冷式，压缩机机组实现撬装
模块化。
3．2安全控制系统
为确保油罐和烃蒸气回收工艺安全收气、除了大罐原有
的液压式呼吸阀和机械式呼吸阀外，配套以下互相独立的安
全控制系统f目。
3．2．1微压呼吸阀控制系统
微压呼吸阀开启压力设置为正压o．3kPa、负压0．1kPa，即
呼吸阀在压力超过0．3kPa对外打开排气，低于一0．1kPa时，对
皮囊高度相应升高或降低，皮囊高度
的变化通过差压变送器传送至PLC控
制变频器频率来实现压缩机转数与排
量的控制，由于皮囊高度在0-176mm
变化，即输入到自动化控制系统的压
力信号为0～l 760mm水柱，相对于大
罐压力，输入信号被放大，增加了灵敏
度，因此，控制更准确、及时、可靠。
3．2．3水封罐安全控制系统
系统超压，PLC控制系统和微压呼吸阀同时作用都不能
解决时，在压缩机前端设置水封罐来保障缓冲皮囊安全，当水
封罐压力达到0．5kPa时，水封罐排水泄压，排出气体进入放空
系统。
3．2．4干气补偿系统
为避免因油罐内负压进空气而导致回收的烃蒸气中氧气
含量超标对后续的天然气处理带来风险，烃蒸气回收工艺中
设置干气补偿系统，当压缩机入口压力低于0．05kPa时，补气
管线上的调节阀开启，利用天然气处理后的干气补气。常规的
补气流程设置在微压呼吸阀出口，4。人工岛补气流程设置在
油罐原油入口，干气的补入将溶解在原油中的烃蒸气带出，降
低了原油的饱和蒸汽压，起了稳定原油的作用。
4应用效果
由于矿人工岛原油储罐是24h连续进油，加之烃蒸气回
收系统设置了缓冲气囊，该工艺能连续运转。烃蒸气回收工艺
投产后，效果理想，平均日回收气量2 000m3其中液化气产量
0．26t，轻烃产量o．12t，年利润171万元。烃蒸气回收工艺的投
用既节约了能源，实现了节能减排的目标，又减少了大气排
放，有利于安全生产和员工的身体健康。出
【参考文献】
【1】冯叔初，郭揆常，王学敏．油气集输【M】．东营：石油大学出版社，2002．
【2】张杰，辜新军，叶洋，等．皮囊式大罐抽气装置叨．油气田地面工程，
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【3】陈文，叶洋，尹虽子，等．大罐抽气技术[J】．油气田地面工程，2011，30(5)：
29-31
【收稿日期12017．03—23

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