重庆科技学院_某油田联合站设计.doc

重庆科技学院

毕业设计（论文）

题 目 某油田联合站设计

院 （系） 石油与天然气工程学院
专业班级 油气储运工程2009级
学生姓名 学号
指导教师 职称
评阅教师 职称

2013年 5 月 30日

注 意 事 项
1.设计（论文）的内容包括：
1）封面（按教务处制定的标准封面格式制作）
2）原创性声明
3）中文摘要（300字左右）、关键词
4）外文摘要、关键词
5）目次页（附件不统一编入）
6）论文主体部分：引言（或绪论）、正文、结论
7）参考文献
8）致谢
9）附录（对论文支持必要时）
2.论文字数要求：理工类设计（论文）正文字数不少于1万字（不包括图纸、程序清单等），文科类论文正文字数不少于1.2万字。
3.附件包括：任务书、开题报告、外文译文、译文原文（复印件）。
4.文字、图表要求：
1）文字通顺，语言流畅，书写字迹工整，打印字体及大小符合要求，无错别字，不准请他人代写
2）工程设计类题目的图纸，要求部分用尺规绘制，部分用计算机绘制，所有图纸应符合国家技术标准规范。图表整洁，布局合理，文字注释必须使用工程字书写，不准用徒手画
3）毕业论文须用A4单面打印，论文50页以上的双面打印
4）图表应绘制于无格子的页面上
5）软件工程类课题应有程序清单，并提供电子文档
5.装订顺序
1）设计（论文）
2）附件：按照任务书、开题报告、外文译文、译文原文（复印件）次序装订
3）其它

学生毕业设计（论文）原创性声明

本人以信誉声明：所呈交的毕业设计（论文）是在导师的指导下进行的设计（研究）工作及取得的成果，设计（论文）中引用他（她）人的文献、数据、图件、资料均已明确标注出，论文中的结论和结果为本人独立完成，不包含他人成果及为获得重庆科技学院或其它教育机构的学位或证书而使用其材料。与我一同工作的同志对本设计（研究）所做的任何贡献均已在论文中作了明确的说明并表示了谢意。

毕业设计（论文）作者（签字）：
年 月 日

重庆科技学院本科生毕业设计 摘要

摘要

某油田联合站主要处理采油二厂的采出液，采出液含水60%～70%，所含气体极少，处理量为260万/年。站址周围无大型企事业单位及大型建筑物，距离矿场油库30公里。该联合站社会依托较差，常年盛行西北风。
站外来油经三相分离器、加热炉、缓冲罐、电脱水器、稳定塔等首先对油、气、水进行分离，再经过外输泵和计量设施等向站外输送。所脱除的极少部分天然气则直接进行燃烧处理。
站内根据平面布置划分为储油罐区，工艺处理区，消防区和供热区。设计时设计了正常的联合站工艺流程，并且考虑到了站内事故流程，设计了事故罐。
根据任务书所给的处理量和工艺参数，首先确定了联合站的工艺流程，接着初步选择了各工艺段设备。完成了站内的三相分离器、缓冲罐、电脱水器、加热炉的选型和校核，并进行了罐区计算、原油稳定塔的选型，选取了4个浮顶油罐和2个事故储罐。接下来对原油外输泵和站内增压泵进行了选取，选择了3台增压泵和3台外输泵。然后对站内油库的消防流程进行了设计，选择了固定式消防水系统和泡沫系统。在设计的最后，绘制完成了联合站内工艺流程图和平面布置图。
关键词：联合站 工艺流程 原油处理 消防系统

I
重庆科技学院本科生毕业设计 ABSTRACT

ABSTRACT

The central treating mainly deal with oil production plant of produced fluids, produced liquid water content of 60% to 70%, the processing capacity of 2.6 million a year, the service life of 20 years. No large enterprises and large buildings around the site location field depot 30 kilometers distance.
The design employs the tight flows chart, including: having pump and accident flow diagram. The oil coming from wells nearby flows through three-phase separator, water-jacket heater, two- phase separator, electric dehydrator, stabilization and transportation pump. The removal of part of the natural gas direct combustion process
According to the amount of processing task book to and process parameters, first determine the process of union station, then the preliminary selection of the process equipment. Completed the selection and check the three-phase separator, the station buffer tank, electric dehydrator, heating furnace, and a selection of tank area calculation, crude oil stabilizer, selected 2 accident tank floating roof tank and 4. Then the selection of pump and booster pump for oil station, select the 3 booster pump and 3 efflux pump. Then the station depot fire flow design, selection of the fire water system of fixed and foam system. In the final design, drawing and completed the joint station process flow diagram.
Keywords: Central treating station; Process flow; Crude charging; Firefighting

重庆科技学院本科生毕业设计 目录

目录

摘要 I
ABSTRACT II
1 绪论 1
1.1联合站的设计目的及意义 1
1.2国内外研究现状 1
1.3研究目标和研究内容 3
1.3.1研究目标 3
1.3.2研究内容 3
1.4设计思路 3
2 联合站设计说明书 4
2.1概述 4
2.2联合站工艺系统概述 4
2.2.1油气水混合物的收集 4
2.2.2油气水的初步分离 4
2.2.3原油脱水 4
2.2.4原油稳定 5
2.2.5消防系统 5
2.3设计基础数据 5
2.4站址的选择及总平面布置 5
2.4.1站址的选择 5
2.4.2本联合站的平面布置 6
2.5工艺流程及流程说明 6
2.5.1流程设计原则 6
2.5.2本站的工艺流程 7
2.6设备及布置安装 7
2.6.1三相分离器的布置 7
2.6.2泵房的布置及安装 8
2.6.3电脱水器的布置及安装 8
2.6.4加热炉的布置及安装 8
3 联合站工艺计算 10
3.1基础数据计算 10
3.1.1设计规模 10
3.1.2 原始数据 10
3.1.3原油物性计算 10
3.2主要设备的选择 12
3.2.1设计参数的确定 12
3.2.2三相分离器的选择 12
3.2.3原油缓冲罐的选型 14
3.2.4电脱水器的选型与校核 15
3.2.5加热炉的选型 17
3.2.6储罐的选取 19
3.3原油稳定塔的设计 20
3.3.1原油稳定工艺方法的选择 20
3.3.2原油稳定工艺参数的选择 20
3.3.3原油稳定工艺流程 20
3.3.4原油稳定塔选型 21
3.4泵房工艺流程设计 24
3.4.1缓冲罐到增压泵到电脱水器间的管线计算 24
3.4.2增压泵的选取 27
3.4.3外输泵的选取 28
3.5计量流程设计 30
3.5.1计量方法及计量标准 30
3.5.2三相分离器的计量流程 30
3.5.3高含水原油计量特点 31
3.5.4原油外输计量 31
3.6消防流程设计 32
3.6.1基础数据 32
3.6.2油罐区消防设施 32
3.6.3泡沫灭火基本参数的确定 32
3.6.4清水系统设计 35
3.6.5联合站内防雷、防静电 39
4结论 41
参考文献 42
致谢 43
附录 某油田联合站工艺流程图、平面布置图（见附件） 44

重庆科技学院本科生毕业设计 1 绪论

1 绪论

1.1联合站的设计目的及意义
随着经济和科技的发展，科技不管是在开采开发技术方面还是在油气集输方面都有着广泛的影响。联合站在油田中普遍存在。其原称为油气集中处理联合作业站。主要包括油气集中处理（原油脱水、天然气净化、原油稳定、轻烃回收等）、油田注水、污水处理、供变电和辅助生产设施等部分。油田联合站就是新科技成果之一，它在油田的油气集输系统占据着重要位置,随着对油田联合站的优化升级，油田联合站在安全控制系统和生产控制系统的管理上日趋合理，油田联合站将消防安全作为其整个安全控制系统的重中之重。因此不断改进油田联合站的站内设计显得尤为重要。
联合站是高温，高压，易燃，易爆的一级要害场所。又因为其是转油站的一种，在油气田集输过程中担负着重要作用，直接关系到外输原油的质量，并且其系统之间关联紧密、操作规程严格、系统在运行过程中状况复杂多变且流程多变。通过对油田联合站的设计有助于避免和减少安全事故的发生、为油田原油集输处理做好充足的桥梁纽带作用，更好的为工业油气集输服务、为有效地提高油田的生产率和产量，提高经济效益、促进工业化和现代化建设服务。
 油田联合站作为新科技的产物，其设计理念在综合、全面的考虑中使其在实际应用中发挥更大的功效，提高原油质量的同时，也为能源环保方面做出了重要贡献，提高油气的利用率，减少污染、将经济效益、社会效益、环境效益有机的协调起来，从而推动工业化和现代化建设。
本次联合站设计过程中，根据实际以及总平面布置原则，进行了平面布置，确定了联合站的工艺流程以及分离器和脱水器的规格，设计较为完善的消防流程，选择合适的储罐，根据联合站的工艺流程绘制联合站的工艺流程图。在进行基础参数和热力、水力计算之后，根据流程设计原则，设计联合站的基本流程。同时，油田联合站在设计中也要根据实际的具体情况，不断地改进和完善，提高新科技的研发的水平和实际应用标准，更好的为油田开发和科技创新服务。

1.2国内外研究现状
在控制系统方面，随着集输工艺上计量站的形成和中心处理站（简称联合站）的产生，集散控制系统（Distribute Control System，简称DCS）开始应用于联合站集输系统中。进入20世纪70年代，DCS的功能越来越强，工作也越来越可靠。如HONEWELL公司的TDC3000系统、FISHER一ROSEMOUNT公司的PROV0x系统等数十个厂商的DCS油气处理站有所应用。国外油田DCS的应用已经开始采用一些先进控制策略。如HONEYWELL公司的性液位控制，可以更好地适应进液的波动。美国通控公司的无模型控制器可以适合滞后、时变的温度控制。HONEYWELL公司的气举优化和各种多变量控制、适应性模糊控制、神经网络控制也在油气集输处理站的DCS上运行，实现了部分生产过优化运行。
在原油处理工艺方面，国外一些国家原油脱水只在矿场条件下进行，原油脱水所采用的工艺通常根据系统的特点、原油物性、含水率、伴生水的矿化度、油田的生产方式和开采条件及气候条件等因素决定。同时各国对净化油质量指标的要求也不尽一致。如美国洛杉矶附近的西格奈尔希油田是一高含水期开发油田，由壳牌公司开发，年产油量在50×104t，综合含水88%，其产品收集和处理工艺是：各井来油经过汇管，加入破乳剂之后，经两级分离（第一级为预脱气，第二级为三相分离）后，进入大罐沉降（配套大罐抽气），即用大罐代替电脱水器。其工艺特点是，系统处理在一个场地配套进行（油气分离、原油脱水、污水净化及回注等）。利用罐作为末级分离器，同时具备沉降罐和成品油储罐的功能。在自然温度（21℃）下脱水，没有加热设备和换热器，油田生产过程完全密闭。
而且，国外各石油公司在脱水工艺方面，一是注重研制并应用高效脱水破乳剂，认为依靠破乳剂来降低热耗是比较经济的。如德国的BAC公司研制的分离剂28，在某工程中应用，在15℃条件下，经一级处理后，可把原油含水从30%降至1~2%；二是注重分离器等设备的功能的提高和结构优化。为提高分离效率而大量研制开发强化分离填料，目前常用的有脉动消除器、蝶形转向器、旋风进料口、迪克松雾沫捕集结构、各种形式的聚结填料等等。
我国大部分的油田采油厂联合站是在20世纪70年代建立起来的，在当时的生产水平下是能够担负起诸如测量、手工操作的具体任务的。但是，随着油田的大规模开发，生产规模的日益扩大，原有的生产系统暴露出来的问题也日益突出，如，人工监控的误差大、人工操作的不及时、动态处理过程不实时等。在原油处理方面我国国内的情况是，“七五”期间，结合中高含水期技术改造需要，开展了低耗节能油气集输配套技术研究，在原油处理方面，创造了河南江河油田高凝原油不加热一段脱水获合格净化油的新技术。工艺配套了阀组加药、管道破乳和高效沉降分离技术，研制出的HNS型高效三相分离器，采用了预脱气技术、水洗破乳技术等多项新工艺，在来液温度50～55℃，停留时间10min条件下，出口原油平均含水≤0.5%，达到了净化油标准。
在化学破乳剂研究方面，国内存在着应用现场与研制脱节的现象，针对性的产品研制工作仅少数油田开展得较好，其它油田普遍是采用筛选应用。
因此，可以这么认为，我国油田在高含水开发期脱水工艺的研究上已取得较高水平的成果，今后应继续完善一段脱水工艺，进一步提高分离器对全国各油田处理的适应能力，要加大常温脱水破乳剂研制、新型聚结填料开发的力度，以适应开发后期技术改造的需要。

1.3研究目标和研究内容
1.3.1研究目标
本次设计的目标是在油田联合站外站采出液基础上，结合该站的原油物性，等资料，以设计一个最优联合站为目的，展开该课题的研究工作。
1.3.2研究内容
①确定联合站的工艺流程；
②确定分离器规格、电脱水器的规格；
③储罐类型、大小、数量；
④计量流程设计；
⑤泵房工艺流程设计（包括泵的选型、布置等）；
⑥原油稳定塔设计；
⑦消防流程设计、防雷、防静电设计；
⑧绘制联合站工艺流程一张（2#图纸）。

1.4设计思路
①根据任务书要求，进行该联合站设计规模、原油物性的计算；
②进行设备的初选；
③对联合站内设备（如分离器、电脱水器、加热炉、泵等）的选型计算及数量的确定，完成工艺及算书的编制；
④完成站内稳定塔、计量流程、消防流程的设计；
⑤完成工艺说明书和工艺计算书的编制；
⑥完成工艺流程图。

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重庆科技学院本科生毕业设计 2 联合站设计说明书

2 联合站设计说明书

2.1概述
联合站在油田中普遍存在。其原称为油气集中处理联合作业站。主要包括油气集中处理（原油脱水、天然气净化、原油稳定等）、油田注水、污水处理、供变电和辅助生产设施等部分。如果说油藏勘探是寻找原油，油田开发和采油工程是提供原料，那么油气集输则是吧分散的原料集中处理，使之成为油田产品的过程。
联合站一般建在集输系统压力允许的范围内，为了不影响开发井网以及油田中后期加密井网的布置与调整，应尽量建在油田构造的边部。 联合站的功能有：油气水分离，原油脱水，原油稳定，轻烃回收，天然气净化以及采出水处理和回注等。联合站将来自井口的原油、伴生天然气和其他产品进行集中、运输和必要的处理、初加工，将合格的原油送往长距离输油管线首站外输，或者送往矿场油库经其他运输方式送到炼油厂或转运码头，合格的天然气则集中到输气管线首站。
联合站的主要设备及设施有：
原油分离设备、加热设备、脱水设备、天然气脱水设备、原油稳定设备、储油设备、缓冲设备、输油、等泵机组等。
联合站设计是油气集输工艺设计的重要组成部分，为了使其最大限度地满足油田开发和油气开采的要求，设计时应该做到技术先进，经济合理，生产安全可靠，保证为国家生产符合质量要求的合格油田产品。

2.2联合站工艺系统概述
2.2.1油气水混合物的收集
油井的井口产物经过计量后，输送到联合站进行集中处理。在对油气混合物收集过程中，需要对原油进行处理，使高黏度和凝点的原油在允许压力下输送到联合站而不凝固在管道中。在这个过程中需要采用的方法有：加热保温法、化学降粘、降凝法、物理降粘、降凝法。
2.2.2油气水的初步分离
在实际生产工程中，从油井中产出的原油，常常含有气、水、砂、盐、泥浆等杂质。为了便于输送、储存、计量和使用，必须对它们进行初步分离。油井产物中常含有水必须通过分离器将其分离成油水两相。有些井出砂量很高，同时还应该除去固体混合物。油气水的初步分离主要在三相分离器中进行。
2.2.3原油脱水
在脱水过程中，宜采用热沉降或化学沉降的方法对轻质、重质含水原油脱水。对重质原油的高含水原油，先采用热化学沉降法脱水，在用电脱水，对乳化度高的高粘度、高含水原油，应先破乳再沉降脱水。
2.2.4原油稳定
原油中的轻组分在通常情况下是气体，这些轻烃从原油里挥发会带走大量一些原油蒸汽，造成原油的大量损失，为了降低联合站内油品的蒸发损耗，将原油中挥发性强的物质从中分离出来，使原油在常温下的蒸汽压降低，这就是原油稳定。原油稳定所采用的方法可以分为闪蒸法和分馏法两大类。闪蒸法又分为常压闪蒸、负压闪蒸和正压闪蒸。本联合站设计的稳定方法为负压闪蒸法。
2.2.5消防系统
消防水系统柴油发动机驱动的消防泵和电机驱动稳压泵和若干消火栓组成,为联合站提供消防水保护。泡沫系统由泡沫罐对油储罐提供保护。火灾报警系统为油罐区和泵房提供火灾报警保护。

2.3设计基础数据
①依据储运教研组下发的任务书。本联合站主要处理采油二厂的采出液，采出液含水60%～70%，处理量为260万/年，使用寿命20年。所在地区，降雨稀少，社会依托差，常年盛行西北风。
② 设计过程中参考相关设计规范
1）《油田油气集输设计技术手册》；
2）《油田油气集输设计规范》SY/T0004-1998；
3）《油气分离器规范》SY/T0515-1997；
4）《原油稳定设计规范》SY/T 0069-2008。
5）《石油库设计规范》GB50074-2002
6）《输油管道工程设计规范》GB50253-2003.

2.4站址的选择及总平面布置
2.4.1站址的选择
对于站址的选择，从平面上考虑应满足下列要求：
①站址应有一定的面积，使站内建筑物之间能留有负荷防火安全规定的间距。所选站址与附近企业、住宅、公用建筑物要保持应有的安全防火距离。
②所选站址的交通、供电、供水、电讯等尽量方便，还应靠近允许排污水的低洼地带或水塘，或者靠近考虑污水处理设施的地方，以便排除站内的污水。
③所选站址地势较高或具有平缓倾斜，这种地形使站内易于排水，有利于油罐区和泵房的竖向布置，应避免站址选择在低洼沼泽地区或可能浸水的地区；
④如果在乡镇或者居民区选址时，应选在乡镇和居民区的最小风频的上风向侧和靠近公路的位置，这样当以最大风频刮风时，联合站和居民区互不影响，沿最小风频刮风时，联合站在居民区的上风向，避免居民区可能发生的明火影响联合站正常的运行，联合站站址应避免窝风地段，有较好的通风环境。
本联合站站址周围无大型企事业单位及大型建筑物，距离油库取30公里。该地区地势较平坦开阔。
2.4.2本联合站的平面布置
联合站各区的各种设备、建筑物油气散发量的多少、火灾危险程度、生产操作方式有很大的区别，有必要按生产操作、火灾危险程度、经营管理的特点进行分区布置，把特殊的区域进行隔离，限制闲杂人员的出入，有利于安全管理。各区间应有道路连通，便于安装和消防工作。
根据工艺流程，按不同的生产功能和特点，将同类工艺设施相对集中的布置在一起，主要分为：储油罐区，工艺处理区，消防区，供热区，辅助生产区及生产管理区。
①工艺区
工艺区是联合站的内脏，对原油的初加工就是在这里完成的。该区经过三次分离，即在三相分离器、缓冲罐和原油稳定塔进行分离。两段脱水，即分别在三相分离器和电脱水器进行，处理完是净化油外输。该区主要设备如下：三相分离器、缓冲罐、增压泵、电脱水器、原油稳定装置、加热炉、流量计等。
②原油罐区
当本站发生事故时，原油罐区可以储存原油。本站共设6座浮顶油罐，罐区周围设有密闭的防火堤，防火堤的有效容积不应小于罐组内最大油罐容量的一半。雨水排出口应设在堤的内侧，雨水排出管线上应装有长闭蝶阀或闸阀。
③消防系统
站内的消防设施由消防泵和消防水池组成。消防车库不应与汽车库合建。罐区采用固定式给水消防设施。
④锅炉供热区
油气集输系统的站库采暖，生产及生活热负荷均由锅炉房供给。
供热能力能适应季节及远近热负荷变化的要求。单台锅炉最低热负荷不宜低于额定热负荷的30%，一般不设备用锅炉，但当一台锅炉因故停运时，锅炉房的供热能力仍不小于最大供热能力的50%。一个锅炉房内宜统一锅炉型号，供热参数及燃烧方式。
⑤行政管理区
设生产综合办公楼一座，内设调度室、办公室、会议室、资料室、总机室等。站内设有花坛，绿化带等绿化场所，要求绿化面积为站场占地总面积的10%。

2.5工艺流程及流程说明
2.5.1流程设计原则
设计工艺流程应能保证联合站处理的油气产品的质量要求，产量高，经济效益好。在满足联合站各项生产任务的基础上，应充分采用先进技术，考虑各种能量的合理利用，采用密闭流程，避免各种蒸发损耗，工艺流程应能适应操作的变化，但又要避免烦琐，防止浪费，管线阀门要尽量少，线路要短，油气流向合理。
在原油开采至净化外输的全密闭流程，要比开式流程有多方面的优点：
①一般的开式流程原油损耗约为2~4%，而密闭后能降低到0.5%以下，密闭式流程不仅降低了油气损耗，而且还提高了产品的质量。
②密闭式流程结构简单，成本降低，有利于提高自动化工致程度和管理水平。
2.5.2本站的工艺流程
为了降低油气损耗和动力损耗，本站采用密闭式生产流程。
该站除正常的生产流程外，还有站内循环以满足原油不需外输时的要求，还有原油罐区用以事故（如停电）发生后储存油品，等来电后，再进入正常工作，避免因联合站或外输管线的突发事故而影响油田生产。原油在联合站内处理的简单工艺流程如下：
①正常流程
加注破乳剂 少量气体 燃烧
站外来油 进站阀组 油气水三项分离器 缓冲罐 增压泵
污水 污水处理区
电脱水器 加热炉 原油稳定塔 原油外输泵 计量 外输
污水 污水处理区
②事故流程
加注破乳剂 少量气体 燃烧
站外来油 进站阀组 油气水三项分离器 缓冲罐
污水 污水处理区
含水原油储罐 增压泵 电脱水器 同正常流程
等待来电后
此流程正常情况下采用正常流程，若遇意外造成停电，则转入停电流程，既缓冲罐出油后进入含水原油储罐进行保存，待来电后进入正常流程。在工艺流程中采用两段脱水，先在三相分离器中进行，后在电脱水器中进行。
在进行本站的流程设计时，考虑到各种能量的合理利用，并且力求避免流程的繁琐和管线设备的浪费，对油气的流向进行了较为合理的布置。

2.6设备及布置安装
2.6.1三相分离器的布置
本站所采用的油气水三相分离器均为卧式分离器，采用单排布置，其操作端部头应取齐，列间距取为2米。分离器采用并联，且每台分离器进口管线切断阀之间应设置温度计，气出口管线的切断阀之间应装设压力表。
分离器的顶部气体空间应装弹簧式安全阀，由于安全阀泄放出的天然气应有组织的汇集排放。
在出油管线出油阀之前最靠近分离器的部位应装设容积式流量计，用以计量油水混合液体的产量；在出油阀下游应安装取样装置，以便化验含水量，每台分离器都应装设安装排污管和放空管，对三相分离器加热在其下面设水套式加热盘管，使其受热均匀。
2.6.2泵房的布置及安装
①房内设原油外输泵3台、增压泵3台；
②泵房里的泵成一行布置，均采用防爆电机；
③泵基础前段与墙距离为2.5米，以利于布置管线和人员走动。泵前的主要通道（从工艺管线突出的前半部分到前墙的净距不小于1.0米，不大于2米）；
④电机突出的部分与泵房后墙的距离为1.2米，满足更换电机或抽芯检修的要求；
⑤原油泵的吸入管应装过滤器和真空压力表，出口管应装止回阀和压力表。与泵进出口相连的管段应比进出口的直径大一级；
⑥离心泵在进口管的最高点或过滤器的顶端，泵出口阀的前边应装设放气管，放气管一般为DN=15mm，且常和压力表接头结合在一起安装。
2.6.3电脱水器的布置及安装
本站采用3台电脱水器，其控制压力为0.3MPa，采用单排布置，相邻间距取2米。
为了避免电脱水器中有气体析出，使用增压泵，增高原油的压力，从而确保了电脱水器的安全。
在电脱水器出油管切断阀之前应安装压力表和取样阀在排水管切断之前应安装全封闭式安全阀、取样阀和观察窗。
电脱水器进油管截断阀之后应与净化油的汇管接通，以便于电脱水器在开始运行时先进好油充满容器，以便于稳定高压电场；电脱水器的排污管应与回油管接通，以便于运行时排空清扫。
电脱水器顶部最高处应设放气阀，以保证液体能全部充满容器空间。
2.6.4加热炉的布置及安装
本次联合站设计总共选用微正压水套加热炉HJ1250-H/2.5-Q型7台。
①锅炉房内设有HJ1250-H/2.5-Q微正压水套式加热炉7台；
②锅炉房的锅炉成行排列，间距2.2米，并将锅炉基础前端边沿取齐；
③锅炉基础前端与墙距为4米，以利于布置管线和人员走动，锅炉的主要通道（从工艺管线突出部分到前墙的净距离不小于1.0米，不大于2米）；
④锅炉上的出油管线上均设有测温口，用于测量原油的进出口温度，并且装有压力仪表，用来测量进出炉原油的压力。
本联合站的设备选型如表2.1。
表2.1设备选取表
设备名称
型号规格
数量
三相分离器
3600×12000mm
3台
卧式原油缓冲罐
4000×17600mm
2台
电脱水器
3600×14000
3台
微正压水套式加热炉
HJ1250-H/2.5-Q
7台
钢制浮顶罐
10000m3
6座
增压泵
150Y75B
3台
外输泵
DY I155-30
3台

重庆科技学院本科生毕业设计 3 联合站工艺计算

3 联合站工艺计算

3.1基础数据计算
3.1.1设计规模
本联合站处理量为260万/年。
原油处理能力（年工作日：365天）
260万吨/年=7123.2876吨/天=296.8036吨/小时
考虑油田生产不稳定性，取不稳定系数1.2
则原油处理能力为：7123.2876×1.2=8547.9451吨/天
296.8036×1.2=356.1643吨/小时
3.1.2 原始数据
根据参考文献[2]中我国原油的一般性质，选择本次联合站设计的外站来油物性参数如表3.1。
表3.1外站来油物性参数
物性
数值
密度，kg/m
830.0
粘度，
7.8448
凝点，℃
30
比热，kcal/（kg·）
0.5
采出液含水量
60%~70%
原油的轻组分
1.5%
3.1.3原油物性计算
①密度
在20℃~120℃范围内，原油密度为：
（3.1）
式中 当780<<860时，值为：
=（3.083-2.638）
②动力粘度
由参考文献[1]中（4-44） 式
（3.2）
mPa·s时，c=10，a=2.52×101/
101000mPa.S时，c=100, a1/
10mPa.s时，C=1000，a1/℃
式中 ，——温度为（℃）和（℃）时原油的粘度，mPa·s；
c，a——系数。
③运动粘度：
（3.3）
式中 ——℃时原油的运动粘度；
——℃时原油的动力粘度，mPa·s；
——℃时原油的密度，kg/m。
由上面的公式，可以计算出各温度下原油的密度、运动粘度、动力粘度，结果如表3.2所示：
表3.2 各温度下原油原油的密度、运动粘度、动力粘度
温度℃
40
45
47.5
50
52
55
60
密度
kg/m
815.44
811.92
810.10
808.33
806.94
804.81
801.39
动力粘度
8.28
7.02
5.95
6.34
6.03
5.59
4.96
运动粘度
10.09
8.88
7.34
7.85
7.47
7.00
6.19
计算示例：
取t=40℃
1）密度
由式（3.1）得
（1/℃）
则 Kg/m
2）动力粘度
由式（3.2）得
=7.8448cst=m2/s
==7.8448×10-6×808.3=6.341 mPa·s
取C=1000，a

=8.28 mPa·s10mPa·s
3）运动粘度
由式（3.3）得
==10.0908
其他温度参数按照此计算示例依次计算。

3.2主要设备的选择
3.2.1设计参数的确定
根据参考文献[2][8][10]的相关设计参数，所选本次设计的设备参数如表3.3。
表3.3主要设备设计参数
设备
参数
数值
三
相
分
离
器
原油进站温度，℃
40
原油含水
60%~70%
进口温度，℃
40
出口温度，℃
55
控制压力，mPa
0.5
出口含水率

油水停留时间，min
5~30
缓冲罐
控制压力，mPa
0.15
电
脱
水
器
脱水温度，℃
52
操作压力，mPa
0.3
出口含水率
<0.5%
油水停留时间，min
40
稳定塔
稳定温度，℃
≥60
操作压力，mPa
0.03
储罐
原油储存温度，℃
45~50
泵
原油外输温度，℃
60
原油外输距离，km
30
3.2.2三相分离器的选择
工作条件：进口温度：40ºC；出口温度：55ºC ；控制压力：0.4MPa。
根据参考文献[8]中表1选取3600×12000卧式三相分离器如图3.1。设计中考虑到进站原油的含水率（60%~70%），由于气体很少，则考虑将少量气体做燃烧处理

图3.1 卧式三相分离器结构图
分离器有效长度L=12.0×0.8=9.6m。根据参考文献[2]可知，工作页面在2/3～3/4之间，则取h=0.7D=0.7×3.6=2.52m。
则集液部分弓形面积为：

=7.6
集液部分的体积：V= ·L=7.6×9.6=72.96
由参考文献[2]中可知，三相分离器的设计停留时间一般为5~30分钟，设液体在三相分离器内停留时间为15分钟
则单台三相分离器的处理量由公式
＝1440 （3.4）
式中 ——原油处理量，；
——载波系数，取＝1.4；
——原油停留时间，按15分钟计算；
——分离器集油部分的体积，。
由式（3.4）单台分离器的原油处理量：
＝1440×＝5002.97
=47.5℃，=810.1
需要处理的原油总量为：＝=10551.716
处理的液体总量为
则所需分离器的台数为：

取n=3，则液体在分离器内的停留时间为：
14.93min
由于分离器不设置备用设备，则一台设备检修时，原油在其他的设备中停留的时间为：
9.96min
因为5 < 14.93 <30且5 < 9.96 <30，故符合要求。
3.2.3原油缓冲罐的选型
从三相分离器出来的油水混合物含水20%，出口温度55℃，此时油水混合物的密度为