專利名稱：一種油田地面集輸含鹽稠油的裂解降粘方法及裝置的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種用于油田地面集輸含鹽稠油的裂解降粘方法及裝置，解決稠油摻稀降粘集輸和不加熱管道輸送的問題。
背景技術：
稠油油田開發(fā)過程中的主要困難是稠油的高粘度，目前常用的降粘方式為加熱降粘、摻稀降粘或摻水降粘，摻稀降粘是一種有效的降粘方式，但是對稀油資源依賴很大，稠油油田往往存在稀油資源不足的困難。催化裂化是常規(guī)的原油加工技術，能夠改變原油的結構，顯著降低原油的粘度，但是油田的商品原油由于含水量在0.5% -2%左右，鹽含量無法滿足催化裂化的要求，同時油田的現(xiàn)場條件也無法對原油進行脫鹽處理。

發(fā)明內容
本發(fā)明的目的是一種油田地面集輸含鹽稠油的裂解降粘方法與裝置，解決稠油降粘過程中摻稀油不足和常規(guī)裂解方法必須先脫鹽的困難，從本質上對稠油進行裂解，不可逆的降低稠油的粘度，改善稠油的品質，實現(xiàn)稠油摻稀降粘集輸和不加熱管道輸送。本發(fā)明的技術方案是通過以下方式實現(xiàn)的本發(fā)明是利用過熱蒸汽對含鹽稠油進行淺度的熱裂解的方式，對油田低含水稠油(含水小于5%，未脫鹽)加入一定量的過熱蒸汽和一定量的抗鹽催化劑，改質降粘塔內控制一定的反應壓力、反應溫度，在一定反應時間內，對含鹽稠油進行裂解降粘，稠油在改質降粘塔內裂解，實現(xiàn)稠油粘度的不可逆的降低；改質稠油裂解反應裝置的壓力為 0. 5MPa-5. OMPa、溫度在180°C _350°C，最佳溫度在220°C _320°C，稠油在反應裝置內反應時間為0. 5hr-4. Ohr，通入過熱蒸汽質量份數(shù)為5% -20% (以原油計)，加入抗鹽催化劑的質量份數(shù)為0. 01%-1.0% (以原油計，原始稠油密度大于0. 9750g/cm3)，稠油減粘裂化轉化率為15% -30%，降粘率高于90%。上述一種油田地面集輸含鹽稠油的裂解降粘方法及裝置是通過如下含鹽稠油的裂解降粘的工藝裝置實現(xiàn)的主要由脫水原油儲罐、稠油泵、催化劑罐、催化劑注入泵、換熱器、改質降粘塔、蒸汽過熱器、循環(huán)水飽和蒸汽發(fā)生器、塔頂餾出物冷卻器、分離器、循環(huán)水泵組成，催化劑罐出口與催化劑注入泵進口相連，催化劑注入泵出口與脫水稠油的來油管線相連，來油管線與稠油泵出口相連，稠油泵出口與換熱器相連，該換熱器利用改質降粘塔的出口產(chǎn)物與稠油換熱來加熱進口稠油達到一定溫度，然后該稠油與蒸汽過熱器相連，稠油被加熱至反應溫度進入改質降粘塔中上部進口，過熱蒸汽分設兩個連接口，一是在換熱后稠油處加熱稠油至反應溫度，二是在改質降粘塔的中下部進入，對反應塔內反應溫度場進行調節(jié)，使得反應溫度保持均勻一致，過熱蒸汽和高溫稠油在改質降粘塔的裂解腔進行裂化反應，稠油粘度得到不可逆的降低，部分輕質組分和水蒸氣從塔頂流出，塔底裂解稠油從塔底流出，改質降粘塔的底部出口和頂部出口均與循環(huán)水飽和蒸汽發(fā)生器相連，高溫的塔頂餾出物和塔底稠油將循環(huán)水加熱到飽和蒸汽，塔頂餾出物和塔底稠油再進入脫水原油/塔頂餾出物-塔底稠油換熱器降溫，塔頂餾出物再經(jīng)過塔頂餾出物冷卻器冷卻后進入分離器，分離成裂解氣、 常壓低沸點餾分、裂解輕質油和循環(huán)水，其中裂解氣作為油田燃料使用、循環(huán)水經(jīng)過循環(huán)水泵升壓后進入循環(huán)水飽和蒸汽發(fā)生器變成飽和蒸汽，進入過熱器過熱后從改質降粘塔中下部進入循環(huán)利用，常壓低沸點餾分、裂解輕質油分為兩部分，一部分和改質降粘塔底部的塔底裂解稠油混合，以調整稠油的粘度，調和粘度后的稠油稱為改質稠油，可以直接外輸，另一部分輕質油可以作為摻稀油使用，回摻到單井的井筒或井口，實現(xiàn)稠油集輸過程的全程降粘。改質稠油降粘塔設為立式圓筒形，上封頭上部設有蒸汽出口，中上部設有圓環(huán)式或排式噴淋器，噴淋器與稠油進口相連，在中下部設置設有圓環(huán)式或排式噴淋器，噴淋器與過熱蒸汽進口相連，在蒸汽進口和稠油進口之間設置填料或塔板，高溫稠油與過熱蒸汽在填料或塔板上進行裂解反應，改質塔內在下封頭中部設有一個塔底稠油的出口。本發(fā)明的優(yōu)點1、利用水蒸汽裂解特性解決了現(xiàn)場不脫鹽裂解改質稠油降粘的問題，為稠油外輸降粘創(chuàng)出一新的途徑，可顯著降低外輸稠油的成本。2、裂解產(chǎn)生的部分輕質油可以作為摻稀油使用，回摻到單井的井筒或井口，實現(xiàn)稠油集輸過程的全程降粘。3、研究出的稠油改質降粘的工藝裝置結構合理，操作方便，便于現(xiàn)場應用。4、本發(fā)明的方法及裝置對稠油減粘裂化轉化率在15-30%，轉化率高。


附圖本明的工藝裝置的結構示意中1-脫水原油儲罐2-稠油泵3-催化劑罐4-催化劑注入泵5-脫水原油/塔頂餾出物-塔底稠油換熱器 6-改質降粘塔 7-除鹽水罐 8-飽和蒸汽發(fā)生器 9-蒸汽過熱器10-塔頂餾出物出口 11-稠油孔板器12-改質降粘塔裂解腔13-過熱蒸汽孔板器 14-塔底稠油出口 15-循環(huán)水飽和蒸汽發(fā)生器 16-塔頂餾出物冷卻器
17-分離器18-循環(huán)水泵
具體實施例方式為進一步公開本發(fā)明的技術方案，下面結合說明書附圖通過實施例作詳細說明本發(fā)明是利用過熱蒸汽在一定溫度范圍內部對含鹽稠油進行催化裂化、分離，通過預熱溫度和過熱蒸汽的流量控制反應溫度，通過稠油的流量控制停留時間，在改質降粘塔內部對稠油進行裂解降粘，對裂解氣、凝結水回收利用，對塔底稠油和裂解的(部分)輕質烴類進行混合，得到改質稠油，根據(jù)改質稠油的粘度要求確定輕質烴類的混合比例，在整個過程中通過熱能的綜合利用降低稠油裂解降粘的能量消耗。含鹽稠油裂解降粘工藝主要由1-脫水原油儲罐2-稠油泵3-催化劑罐4-催化劑注入泵5-脫水原油/塔頂餾出物-塔底稠油換熱器6-改質降粘塔7-除鹽水罐8-飽和蒸汽發(fā)生器9-蒸汽過熱器15-循環(huán)水飽和蒸汽發(fā)生器16-塔頂餾出物冷卻器17-分離器
18-循環(huán)水泵組成，催化劑罐3出口與催化劑注入泵4進口相連，催化劑注入泵4出口與脫水稠油的來油管線相連，來油管線與稠油泵2出口相連，稠油泵2出口與脫水原油/塔頂餾出物-塔底稠油換熱器5相連，該換熱器利用改質降粘塔的出口產(chǎn)物與稠油換熱來加熱進口稠油，稠油與改質降粘塔6中上部的稠油孔板器11相連，過熱蒸汽分設兩個連接口， 一是在換熱后稠油處加熱稠油至反應溫度，二是與改質降粘塔的中下部過熱蒸汽孔板器相連，過熱蒸汽和高溫稠油在改質降粘塔的裂解腔12進行裂化反應，稠油粘度得到不可逆的降低，部分輕質組分和水蒸氣從塔頂餾出物出口 10流出，塔底稠油從塔底稠油出口 14流出，改質降粘塔的底部出口和頂部出口均與循環(huán)水飽和蒸汽發(fā)生器15相連，高溫的塔頂餾出物和塔底稠油將循環(huán)水加熱到飽和蒸汽，塔頂餾出物和塔底稠油再進入脫水原油/塔頂餾出物-塔底稠油換熱器5降溫，塔頂餾出物再經(jīng)過塔頂餾出物冷卻器16冷卻后進入分離器17，分離成裂解氣、輕質油和循環(huán)水，其中裂解氣作為油田燃料使用、循環(huán)水經(jīng)過循環(huán)水泵18升壓后進入循環(huán)水飽和蒸汽發(fā)生器15變成飽和蒸汽后與蒸汽過熱器9進口相連。
溫度60 80°C的含水量小于5%的含鹽稠油經(jīng)稠油泵2升壓后與抗鹽催化劑混合后進入脫水原油/塔頂餾出物-塔底稠油換熱器5升溫至一定溫度，然后該稠油再與蒸汽過熱器相連，稠油被加熱至反應溫度進入進入改質降粘塔6，通過稠油孔板器11向塔內噴淋，過熱蒸汽進入改質降粘塔6內部的過熱蒸汽孔板器13向上噴淋，通過調節(jié)過熱蒸汽量來控制反應塔保持均勻一致的反應溫度，一般反應溫度控制在180°C -350°C，反應壓力控制在0. 5MPa-5. OMPa,與稠油混合的質量份數(shù)比5% -20% (以原油計)，高溫稠油與過熱蒸汽在改質降粘塔裂解腔12的填料或塔板上進行裂解反應，反應時間為0. 5hr-4. Ohr,噴淋器下部由一定液位的塔底稠油腔，產(chǎn)生的不凝氣、輕質油和水蒸氣從頂部塔頂餾出物出口 10流出后，經(jīng)過飽和蒸汽發(fā)生器15、脫水原油/塔頂餾出物-塔底稠油換熱器5、塔頂餾出物冷卻器16換熱后進入分離器7分離出不凝裂解氣、凝結水和輕質油，不凝裂解氣作為油田燃料使用，凝結水循環(huán)使用，經(jīng)過循環(huán)水泵18增壓后，進入循環(huán)水飽和蒸汽發(fā)生器15、 蒸汽過熱器9后進入改質降粘塔6循環(huán)使用，輕質油根據(jù)要求的改質稠油的粘度確定和改質稠油的混合比例，另一部分輕質油回摻到單井的井筒或井口，實現(xiàn)稠油集輸過程的全程降粘。
權利要求
1.一種油田地面集輸含鹽稠油的裂解降粘方法，其特征是利用過熱蒸汽對含鹽稠油進行淺度的熱裂解的方式，對油田低含水稠油(含水小于5%，未脫鹽)通入一定量的過熱蒸汽和一定量的抗鹽催化劑，在改質反應降粘塔中控制一定的反應壓力、反應溫度和反應時間，含鹽稠油在反應器內進行淺度裂解，實現(xiàn)稠油粘度的不可逆的降低；改質稠油裂解反應裝置的壓力為0. 5MPa-5. OMPa、溫度在180°C -350°C，最佳溫度在220°C -320°C，稠油在反應裝置內反應時間為0. 5hr-4. Ohr，通入過熱蒸汽質量份數(shù)為5% -20% (以原油計)，加入抗鹽催化劑的質量份數(shù)為0. 01%-1.0% (以原油計，原始稠油密度大于0. 9750g/cm3)，稠油減粘裂化轉化率為15% -30%，降粘率高于90%。
2.一種油田地面集輸含鹽稠油的裂解降粘的工藝裝置，依據(jù)權利要求1所述內容設計而成，主要由脫水原油儲罐、稠油泵、催化劑罐、催化劑注入泵、換熱器、改質降粘塔、蒸汽過熱器、循環(huán)水飽和蒸汽發(fā)生器、塔頂餾出物冷卻器、分離器、循環(huán)水泵組成，催化劑罐出口與催化劑注入泵進口相連，催化劑注入泵出口與脫水稠油的來油管線相連，來油管線與稠油泵出口相連，稠油泵出口與換熱器相連，該換熱器利用改質降粘塔的出口產(chǎn)物與稠油換熱來加熱進口稠油，換熱后稠油與蒸汽過熱器相連，然后再與改質降粘塔中上部的進口相連，過熱蒸汽分設兩個連接口，一是在換熱后稠油處，二是在改質降粘塔的中下部進入，過熱蒸汽和高溫稠油在改質降粘塔的裂解腔進行裂化反應，改質降粘塔的底部出口和頂部出口均與循環(huán)水飽和蒸汽發(fā)生器相連，再與脫水原油/塔頂餾出物-塔底稠油換熱器相連，經(jīng)過塔頂餾出物冷卻器冷卻后進入分離器，分離成裂解氣、常壓低沸點餾分、裂解輕質油和循環(huán)水，其中裂解氣作為油田燃料使用、循環(huán)水經(jīng)過循環(huán)水泵升壓后進入循環(huán)水飽和蒸汽發(fā)生器變成飽和蒸汽，進入過熱器過熱后從改質降粘塔中下部進入循環(huán)利用，常壓低沸點餾分、裂解輕質油分為兩部分，一部分和改質降粘塔底部的塔底裂解稠油混合，以調整稠油的粘度，調和粘度后的稠油稱為改質稠油，可以直接外輸，另一部分輕質油可以作為摻稀油使用。
3.根據(jù)權利要求3所述的油田地面集輸含鹽稠油的裂解降粘的工藝裝置，改質稠油降粘塔設為立式圓筒形，中上部設有一個大口向下的孔板，在孔板下邊設有一個圓環(huán)式或排式或噴頭式噴淋器，該噴淋器的進口與改質稠油降粘塔的稠油進口相連，中下部設有一個大口向上的孔板，在孔板上部設有一個圓環(huán)式或排式或噴頭式噴淋器，該噴淋器的進口在與過熱蒸汽進口相連，兩者之間設有塔板或填料。
全文摘要
一種油田地面集輸含鹽稠油的裂解降粘方法與裝置，其特征在于利用過熱蒸汽對含鹽稠油進行淺度的熱裂解的方式，在低含水稠油中通入定量的過熱蒸汽，加入定量的抗鹽催化劑，塔內控制一定的壓力和溫度，在一定反應時間內，對含鹽稠油進行淺度的裂解，實現(xiàn)粘度不可逆的降低。改質稠油裂解反應裝置的壓力為0.5MPa-5.0MPa、溫度在180℃-350℃，稠油在反應裝置內反應時間為0.5hr-4.0hr，通入過熱蒸汽質量份數(shù)為5％-20％(以原油計)，加入抗鹽催化劑的質量份數(shù)為0.01％-1.0％(以原油計，原始稠油密度大于0.9750g/cm3)，稠油減粘裂化轉化率為15％-30％，降粘率高于90％。
文檔編號E21B43/241GK102287174SQ20111011769
公開日2011年12月21日 申請日期2011年4月30日 優(yōu)先權日2011年4月30日
發(fā)明者劉慧英, 劉海麗, 龐會中, 張寧寧, 張建, 李清方, 趙守明, 郭長會 申請人:勝利油田勝利勘察設計研究院有限公司