集油站存在的问题与对策

孙齐　孙宝国　王洁芝

摘 要：药剂费、电费和燃料费为集油站所消耗的主要生产费用。通过对集油站内与此三种费用相关问题的分析研究，指出了影响集油站内生产成本的主要因素，并提出一些针对性的改进措施，以达到节能降耗的目的。

关键词：集油站，生产费用，节能降耗

Abstract： Pharmacy fees， electricity costs and fuel costs are the major production costs consumed by the petrol filling station. Through the analysis and study of the problems related to these three kinds of expenses in the oil gathering station， the paper points out the main factors that affect the production cost in the oil gathering station and puts forward some targeted improvement measures in order to save energy and reduce consumption.

Key Words： Oil Gathering and Treatment Station； Production cost； Energy-saving；

随着经济的快速发展，原油生产的投资成本如建筑材料费用、新技术开发费用、生产经营费用等日益增加，如何降低投资，增加利润，实现可持续发展已成为企业生产经营的重中之重。

如今，我国油井开采阶段处于中后期，开采出的原油含水率较高，部分地区已达到80%以上。一方面，所含的水分会形成稳定的水油乳状液，增加运输成本，妨碍原油加工。另一方面，水会溶解原油中的无机化合物产生不必要的杂质，这对设备有很强的作用，也会恶化石油馏出物的质量。所以必须进行原油脱水，而原油脱水所添加的药剂费、各个设备的电费和燃料费主要构成了集油站的生产经营费用。因此，节约能耗，降低成本可从该三大费用出发，提出一些针对性的措施，以达到节能降耗的目的，这对国内各集油站均有一定的指导意义。

一、集油站站内加药相关问题分析

破乳技术主要用于原油脱水，是一种重要的工业过程，可通过机械、电气和化学破乳等三种途径实现，其中添加化学破乳剂是最广泛使用的方法 [1]。在石油工业中形成的乳状液主要是水-原油，称为常规乳状液。原油形成连续相，分散的水滴形成分散相。加入破乳剂后，水滴随时间变大。破乳剂在破乳过程中改变了界面性质，破坏了表面活性剂稳定的乳状液膜，从而达到破乳效果。但是化学药剂的费用昂贵，在集油站经营管理费用中占了很大比重。添加化学药剂主要是为了原油脱水，可对原油脱水困难的原因进行详细分析，以探寻节约药剂成本的可行性。

1.脱水难的原因[2]

（1）原油品质差

原油中胶质、沥青质、蜡含量高，由于沥青质、胶质、石蜡等这些石油中天然的乳化剂的吸附作用，造成原油破乳脱水困难。

（2）原油乳状液的复杂性

油田最常见的乳状液为油包水型乳状液，采出水中还常存在水包油型乳状液。此外，原油中还含有油包水包油型、水包油包水型等复合乳状液。原油乳状液的复杂性是原油脱水困难的另一个原因。

（3）生产用剂的多样性

在油田生产中加入了大量的清防蜡剂、解堵液等表面活性剂，地层中和原油中含有沥青质、胶质、树脂、石蜡等天然表面活性物质。在高温、高压作用下，这些表面活性物质会发生化学反应产生新的表面活性剂，并且新的表面活性剂具有更强的界面张力，原油粘度增大，导致原油破乳脱水困难。

（4）破乳剂使用不当

破乳剂的种类有很多种，所针对的作用物质也不同，一方面，使用单一的破乳剂无法达到预期的破乳效果[2]，另一方面，原油组成十分复杂，所添加的破乳剂可能会与原油中的其它物质发生化学反应，导致原油变质，因此，选择合适的破乳剂可以很大程度节约成本，创造更多的效益。

（5）脱水设备和脱水工艺落后

目前我国开采出的原油含水率不断上升，原油组成也不断变化，而集油站内的脱水设备和工艺还停留在过去，导致原油脱水达不到标准，质量下降。

2.对策分析

（1）定期筛选破乳剂

破乳剂的破乳功能具有单一性，而在油田生产中，原油中的组分会随着时间不断发生变化，所以必须定期通过试验选择合适的破乳剂，并确定添加的破乳剂时的条件，例如破乳温度，时间，药剂用量等因素[3]，原油的破乳速度随温度增加而增加，但是当温度过高时，原油中的某些组分会发生焦化变质，浪费了能源。因此应通过实验得到破乳时的最佳温度，使得破乳效果最优。

可通过控制变量法来进行实验，如当温度一定时，研究破乳效果與药剂用量之间的关系，当药剂用量一定时，研究破乳效果与破乳温度之间的关系。由于生产过程中不可控因素更多，所以实验室所得的结果往往和生产环节的破乳效果有一定的差别，必须定期检查实际生产中破乳剂的破乳效果，并控制相关参数的变化。

（2）引进先进技术，改造生产工艺

随着科学技术的发展，越来越多的工艺技术被革新，我国的集油站应结合自身的油品特点、生产工艺，广泛汲取国外的先进技术，积极引进新的脱水设备，一方面可将电脱水器、油气分离器、加热炉、沉降罐等设备结合在一起，制成一个设备，使破乳流程缩短，以降低由于长距离输送的机械作用所造成的原油重新乳化、高温高压造成原油中某些物质焦化的概率，增强原油的破乳效果；另一方面，加药方式可采用PID加注，这种方式的药剂量可随液量的变化而变化，使得加药量更符合罐中原油破乳的需求，既节约了药剂又达到了破乳效果。

应当大力发展各种油水分离和污水处理等各种机械设备。主张以工艺流程为主，投加化学药剂为辅。因为化学药剂不但费用不菲，而且药剂之间化学反应复杂，可能引起炼厂催化剂中毒，从而缩短了催化剂的使用寿命，导致炼油成本的上升。

二、集油站内动力消耗费用相关问题分析

集油站内的设备主要是泵机组[4]，如原油外输泵用于原油输送、电脱水泵用于原油处理及污水外输泵用于污水的处理与外输，是整个工艺流程中主要的耗能设备。如今，节流调节法是控制泵机组流量大小的主要方法，通过控制出口管线的阀门可连续改变流量，优点是操作方便，增大了泵的扬程。但会增加管路的能耗成本，尤其当管路流量较大时，节流会使得管路压力剧增，使得大部分能耗都损失在管路上。另外，泵排量不匹配，目前我国的原油采出液含水率较高，而工艺设备与实际情况不符，如外输泵的排量过大，与实际流量不配套，造成负荷率偏低，浪费了能源，虽然 部分外输泵已采用变频调速技术，将节流的损失减少了，但由于参数不匹配，使得泵机组不在经济高效区工作，系统的节能效果不佳，反而增加了泵机组内部、电动机的损失。

1.使用变频调速技术

为降低电费成本，可根据集油站的实际情况，在集油站内合理的采用变频装置。应用变频技术[5]可实现对流量、压力等的闭环控制，解决了由阀门控制流量大小的难题，若能使变频装置在高效区工作，能进一步降低各系统耗电，保证生产过程的平稳、可靠；变频装置还可减少对设备的冲击，减少对机泵及球阀的磨损；对于流量范围大的机组，变频技术节能效果尤为显著。

2.其他优化改造措施

可根据油田生产动态变化及时对泵机组进行运行参数调整，如采用更换机泵叶轮，可减少动力投入；当生产量减少时，应及时更换动力小的设备，避免能量浪费，反之，更换动力大的设备，如更换新型高效油水泵等。

三、加热炉燃料费用相关问题分析

集油站中的加热炉[1][6]在整个工艺流程中占有重要地位，随着生产工艺要求的变化，加热炉的运行情况也需随之变化，这些变化对加热炉的影响很大。

1. 影响加热炉经济运行的因素[7]

（1）加热炉的运行负荷与生产工艺和季节变化有关，若加热炉的运行负荷达到额定负荷的70%及以上时，经济性得到了保障，又保证了高效率。反之，若加热炉运行负荷低于额定负荷的70%时，则加热炉的热效率处于低效率运行区，其热效率随负荷的降低而下降。而国内的大部分加热炉均处于低负荷运行状态，浪费了能源。

（2）加热炉被加热介质的含水率

集油站中的加热炉被加热介质的含水率大大影响着加热炉的效率，由于水的比热较高，其中的水分也被加热会带走一部分热量，增加了能量消耗，而加热炉中的加热介质又是油水混合物，所以在油水混合物进入加热炉之前应先进行油水分离，可设置高效分离器以保证脱水效果，使加热炉的加热效果最优化。

（3）加热炉的排烟温度

排烟温度的高低直接影响排烟热损失率的大小。也是影响加热炉经济运行的主要因素。排烟温度每降低12～15℃，加热炉热效率提高1%。但当排烟温度升高时，会使受热面和水套结垢，导致后续的加热效果变差，增加了能源消耗，所以在运行中应尽量降低加热炉的排烟温度，以充分利用燃料的热能。

（4）加热炉的过量空气系数

过量空气系数和排烟温度一样，直接影响着排烟热损失。它是影响加热炉经济运行的一个非常重要的参数。过量空气系数每增加0.1，排烟损失就要增加0.5%左右。过量空气系数在1.2左右时，限定值为1.6-2.0[8]。热效率最大。过量空气系数的控制是加热炉经济运行的关键。

目前国内先进的集油站采用配有自动配风调节装置的高效燃烧器，以代替采用人工调节档板方式的老旧设备。此类燃烧器部分采用了变频调节技术，可使过量空气系数得到有效控制，实现了加热炉的经济运行。

2.加热炉运行参数优化研究

（1）优化脱水加热炉的加热温度

目前我国大部分的原油采出液含水度较高，必须进行油水分离，即主要将O/W型乳状液中的分散相分离出来，此时需要在油水混合物中加入破乳剂，并且加热炉可以提供一定的温度，破乳时温度升高，混合物的粘度降低，油水界面張力下降，破乳速度加快，优化了破乳效果。但是随着加热炉的温度升高，所需提供的燃料热能也随着增加，因此，应合理控制脱水加热炉的加热温度[9]，找到一个最优温度，实现经济运行。

（2）优化外输加热炉出口温度

外输加热炉出口温度即外输管道的起点温度，随着温度的升高，原油粘度降低，运输过程中阻力减小，所以要将原油输送到下一站往往需要加热，但热量是由加热炉燃料燃烧产生的，提供的温度越高，消耗的燃料越多，投资成本越高，故对于出口温度必然存在一个最优值，在保证管道原油正常运输时，应降低外输加热炉的出口温度，节约能耗。

3.对策分析

（1）加强脱水前的油气水分离，选用高效三相分离器，选择合适的破乳剂，保证脱水前的油气水分离效果。

（2）选择高效燃烧器，采用自动配风装置，实现加热炉过量空气系数自动调节。

（3）根据生产工艺实际情况，优化加热炉运行工艺参数，如降低脱水加热炉加热温度和外输加热炉的出口温度，实现经济高效运行。

四、结束语

本文从生产运营，成本控制的角度出发，主要分析了涉及集油站药剂费、动力费以及燃料费相关的生产工艺和重要设备存在的主要问题，并针对具体问题提出了具体性的举措，以达到节能降耗，节约成本的问题。需要特别的指出的是，涉及到具体的优化工艺运行参数时，必须综合考虑到整个集油站、甚至整个集输系统的整体效益，需要更进一步的深入研究和详细论证。

参考文献；

[1]龙伟，郭睿，解传梅，等.水包油型原油乳状液破乳剂 的合成与性能研究[J].石油化工，2014，43（9）：1053— 1057.

[2]李俊华，李俊莉，陈强，等.新型原油破乳剂SYC-20l的 研制及在天赐湾集输站的应用[J].西安石油大学学报， 2011，26（6）：83—87.

[3]王春生，杜秋影，褚会娟等.联合站原油脱水效果的影响因素及对策研究 [J].当代化工，2015，（11）：2585-2588.

[4]滕振业.大容量高压变频器在长输管道上的应用[J].中国设备工程， 2011（1）.

[5]输水管道泵机组的优化配置[J].王群雁.油气田地面程.2014（06）.

[6]张宏英.提高转油站加热炉运行效率技术研究[J].石油石化节能，2016（06）.

[7]孙立波，张建军.加热炉空气系数优化技术效果分析[J].石油石化节能.2016（12）.

[8]中华人民共和国国家质量监督检验检疫总局，中国国家标准化管理委员会.油田生产系统节能监测规范：GB/T 31453—2015[S].北京：中国标准出版社，2015：5.

[9]张威，方辉，管式加热炉节能综述[J].油气地面工程，2012，21（6）.

[10]李江涛，油田加热炉运行常见问题及对策[J].石油石化节能，2013，08：34-35.

作者简介：

孙齐，男，1988年4月出生于山东省东营市。目前就职于中石化胜利油田分公司石油开发中心有限公司生产技术科，中级职称，主要负责集输及水质管理工作。