联合站脱气原油物性特征参数计算论文

联合站脱气原油物性特征参数计算摘要:油田联合站是油气集输系统的主要组成部分和耗能单元。其特点是设备多、流程比较复杂。其工艺流程、设备利用、尤其是能源消耗、效率变化等因素,都直接影响着整个油气集输系统。油田进入特高含水开发期这种影响更明显。因此,研究和分析联合站的各部分以及整体的用能情况,并对联合站进行优化以降低运行成本及节能降耗是十分必要的。

关键词:联合站;物性参数;比热容;粘度;导热系数;经济性;安全性;工艺流程

1引言

在工艺计算中常常需要确定脱气原油的物性参数,最可靠的方法是实验测定,在缺少实验条件的情况下可以利用一些经验关系式计算。

2原油密度

若已知20℃时的原油密度,在0~50℃范围内其它温度下的密度可按下式计算:

?%jt=?%j20?%_(t-20)

?%_=1.8280.00132?%j20

式中:?%jt、?%j20分别为温度为t℃和20℃时的原油密

度,kg/m3;?%_为温度系数,kg/(m3·℃)。

在20℃~120℃范围内,原油的密度为:

?%jt=(t-20)

式中:780≤?%j20tsl

cy=(1.687+0.00339t)

②tsl>t>tcmax,随油温降低,比热容急剧上升。由于这个温度范围内,单位温降的析蜡率逐渐增大,放出的潜热多,故比热容cly随温降而增大。c-t关系可用下面公式:

cly=4.186aent

式中:cly为含蜡原油在析蜡温度以下的比热容,kj/(kg·℃);a 为常数,随原油的不同而不同,kj/(kg·℃);n为常数,随原油的不同而不同,1/℃。

③ tcmax> t > 0℃, 随油流温度的降低,比热容又逐渐减小。这个温度范围内,多数蜡晶已经析出,故再继续降温时, 单位温降的析蜡率逐渐减小。 tcmax为析蜡率最大, 即比热容达最大值的温度, tcmax一般略低于凝点。这个区域的c-t关系可用下面的拟合公式:

cly=4.186be-mt

式中:cly为含蜡原油在低于tcmax温度的比热容,kj/(kg·℃);b 为常数,随原油的不同而不同,kj/(kg·℃);m为常数,随原油的不同而不同,1/℃。

4原油粘度

关于原油和成品油的粘温特性,国内外曾进行了大量的研究、测定工作,普遍认为,由于原油及其成品的粘度在很大程度上决定于其化学组成,故粘温关系的理论公式的实用意义是有限的。以往大

都是在实验室测定的基础上,总结其经验关系式,但迄今也没有找

出普遍适用的关系式。在牛顿流型的温度范围内,国外曾推荐多种粘温关系经验公式,常见的有:美国材料试验协会(astm)推荐的方程、粘温指数关系式、两个常数的关系式和三个常数的关系式。这里采用粘温指数关系式:

=e-u(t-50)

式中:?%f为温度为t时油品的运动粘度,m2/s;50?%f为50℃时油品的运动粘度,m2/s;u为粘温指数,1/℃。

该式适用于低粘度的成品油及部分重燃料油,不同的油品有不

同的u值,一般情况下低粘度的油u值小,约在0.01~0.03之间;高粘度的油u值大,约在0.06~0.10之间。

但该式不适用于含蜡原油,将我国各油田单一原油在80℃下牛

顿流体范围内的实测粘温数值代入该式时,所得的u值是随温度范围而不同的。u值随温度的降低而增大,在0.02~0.10的范围内变化。

5原油导热系数

原油的导热系数随温度而变化,可按下式计算:

?%dy=0.317

式中:?%dy为油品在t℃的导热系数,w/(m·k)。

原油和成品油在管输条件下的导热系数约在0.1～0.16w/(m·k)之间,大致计算可取0.14w/(m·k)。油品呈半固态时导热系数比液态时要大,石蜡的平均导热系数可取2.5w/(m·k)。

6结束语

联合站的特点是设备多、流程比较复杂,是油气集输系统的主要组成部分和主要的耗能单元。其生产、设备利用、尤其是能源消耗直接影响着整个集输系统。油田进入特高含水开发期,这种影响更明显。因此,有必要研究和分析联合站的各部分以及整体的用能情况,研究联合站的运行参数,并找到各种参数的最佳组合。

参考文献:

[1] 魏立新,刘扬.油气集输系统生产运行方案优化方法[j].大庆石油学院学报,2005,29(3):47-49

[2] 贺凤云,朱瑞华,徐永昌.杏六联401转油站集输参数优化[j].大庆石油学院学报,2007,31(3):34-37

[3] 刘海涌.孤东油田开发后期原油集输系统能量分析研究[d].济南:山东大学研究生院,2005

作者简介:秦哲(1974-),男,汉族,2009年毕业于西北工业大学

工商管理专业,现主要从事油田地面建设方面的工作。