0630油气集输工程1112.docx

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0630油气集输工程1112

1．凝点：

当油品冷却到某一温度，将贮油的试管倾斜成450角，经过1分钟后，肉眼看不出管内液体位置有所移动的最高温

2．天然气矿场集输系统：

是由天然气矿场的集输管网、气体的净化与加工装置、输气干线，输气支线及各种用途的站场所级成，是一个统一的、密闭的水动力系统。

3．平衡分离：

组分一定的油气混合物，在某一压力和温度下，系统处于平衡时，就会形成一定比例和组分的液相和气相，这种现象称为平衡分离。

4．原油稳定：

降低原油的蒸汽压，即脱出原油中挥发性强的轻烃，使之大大降低原油在常温常压下蒸发损耗的处理过程。

5．天然气相对密度：

相同压力和温度条件下，天然气的密度与空气密度之比。

6．沸程：

当液体为若干种化合物的混合物时，在一定外压下其沸腾温度并不是恒定的，一般常用沸点范围来表征其蒸发及汽化性能，沸点范围又称沸程。

或馏程

7.临界温度:

温度不超过某一数值时，对气体进行加压，可以使气体液化，而在该温度以上，无论加多大的压力都不能使气体液化，这个温度为临界温度Tc

8.特效曲线:

流体通过某固定点床吸附塔时可被吸附物质在流体中浓度附时间变化的曲线

9.水合物:

轻的碳氢化合物和水所形成的疏松结晶化合物。

10.分离程度S:

分离器在分离的温度、压力下，从其出液口中排出的液体所携带的有力气体积和液体体积的比值。

11.协同效应:

当两种或两种以上的破乳剂配伍在一起使用时，其破乳作用相互弥补，

12.饱和蒸汽压:

在某一温度下，一种物质的液相与其上方的气相是平衡状态时的压力

14.平衡蒸发:

加热液体混合物，达到一定的温度和压力，在一个容器的空间内，使之汽化，气流两相迅速分离，得到相应的气相和液相产物，此过程称为闪蒸，当气液两相有足够的接触时间，达到了气液平衡状态，则这种汽化方式称为平衡汽化。

15.转效点:

当某物质的吸附传质段到达吸附床底部时，流出床层的气体中该组分的浓度继续上升。

这个点就成为该物质作用与此组分在此条件下的转效点。

16.对应状态原理:

对于两种气体，当它们的（视）对比状态参数相同，即（Pr1=Pr2,Tr1=Tr2,Vr1=Vr2）称它们处于对应状态，此时这两种气体的压缩性、粘度等性质也近似相同。

17.乳状液:

如果有两种或两种以上，互不相溶的或微溶的液态物质在起，其中的一种或数种液体以极细小的颗粒分散在另一种液体之中，这样的机械混合液称之为乳状液。

25.脱水的三种聚结方式：

a.电泳聚结：

电泳过程中水滴的碰撞，合并（直流）

b.偶极聚结：

电的吸引使水滴相互碰撞，合并成大水滴，从原油中沉降分离出来。

18.振荡聚结:

离子在做往复运动，使水滴界面膜不断的受到冲击，使其机械强度降低，甚至破裂，水滴聚结沉降

19.电分散:

当电场强度过高时，椭球形水滴两端受电场拉力过大，以致将一个小水滴断成两个更小的水滴

20.倾点:

指石油或石油产品能从标准形式的容器中流出的最低温度，或称流动极限。

21.馏分:

指在某一特定温度范围内，从原油中分馏出来的那一部分油。

22.天然气压缩因子:

某压力p和温度T时，n摩尔气体的实际体积除以在相同压力p和温度T时n摩尔气体的理想体积之商，即为该气体压缩因子。

23.天然气相对湿度:

每一立方米天然气中所含的水汽量与饱和状态时一立方米体积内的水汽含量之比。

24.天然气水露点:

一定条件压力下，与饱和状态时一立方米体积内的水汽含量对应的温度值

25.燃点:

在某一油温下，引火后油品蒸汽生成的火焰不再熄灭（不少于5秒钟）的最低油温。

26.闪点:

指可燃性液体的蒸汽同空气的混合物在临近火焰时，能发生短暂闪火的最低油温。

27相平衡：

指系统中的各相在单位时间内各相的分子相等的状态，相平衡是一种动态的平衡温度，压力等状态都不再变化。

28露点：

指在一定的压力下，多相系统中的气相开始凝结时的温度。

29破乳：

原油乳化液的友乳是由分散水滴相互接近、碰撞、界面膜破裂、水滴合并、在油相中沉降分离等一系列环节组成，常称之为水滴的聚结和沉降。

30电滞效应：

乳状液内相颗粒表面都带电，因带电而引起的额外粘度

31泡点：

液体混合物处于某压力下刚开始沸腾的温度，称为在这压力下的泡点。

32常温分离：

天然气在分离器操作压力下，以不形成水合物的温度条件下进行气液分离

33热值：

天然气完全燃烧时所放出的热量

34集肤销应：

集肤效应又叫趋肤效应,当交变电流通过导体时,电流将集中在导体表面流过,这种现象叫集肤效应。

是电流或电压以频率较高的电子在导体中传导时,会聚集于总导体表层,而非平均分布于整个导体的截面积中。

35邻近效益：

是一对反面与电流导体间的一种电磁现象

84） 分馏法：

即通过将原油加热到一定温度，利用蒸馏原理，使气液两相经过多次平衡分离，使其中易挥发的轻组分尽可能转移到气相，而难挥发的重组分保留在原油中来实现原油稳定的。

85） 绝对湿度：

每立方米天然气所含水汽的克数，为天然气的绝对湿度。

 87） 在卧式分离器中，油滴能沉降至集液部分的必要条件是什么？

答：

油滴沉降至集液部分液面所需时间应小于油滴随气体渡过重力沉降部分所需的时间。

88） 影响流出原油含气量多少的主要因素是什么？

答：

①原油粘度；②原油在分离器停留的时间；③分离压力。

 89） 原油脱水有哪些基本方法？

答：

①化学破乳剂脱水；②井口加药与管路破乳；③重力沉降脱水；④利用离心力脱水；⑤利用亲水固体表面使乳化水粗粒化脱水；⑥电脱水。

 90） 原油乳状液的主要物理 – 化学性质有哪些？

答：

①分散度；②粘度；③密度；④电学性质；⑤稳定性。

91） 简述原油乳状液双电场脱水的优点？

答：

①双重电场脱水综合了交、直流电脱水的优点，使原油脱水效果得到改善；②极间电压的成倍降低，使双重电场脱水的电耗大幅度降低。

92） 分子筛吸附法脱水的优点是什么？

答：

①脱水后干气中含水量可低于1ppm，露点低于-50℃；②对于进料气体温度、压力和流量的变化不敏感；③操作简单，占地面积小；④无严重腐蚀和发泡问题。

93） 分子筛吸附法脱水的缺点是什么？

答：

①对于大装置，设备投资和操作费用高；②气体压降大；③吸附剂易中毒和破碎；④耗热量较高，在低处理量操作时更为显著。

 94） 三甘醇吸收法的优点是什么？

答：

①装置处理量灵活；②在正常操作温度下，存在少量酸性气体和氧时，溶液性质稳定；③蒸汽压低，气相携带损失比乙醇胺-甘醇法和二甘醇法都小；④露点降比其他液体吸收法高。

95） 三甘醇吸收法的缺点是什么？

答：

①干气露点降比分子筛吸收法低；②当系统中存在轻油时，甘醇溶液易起泡；③温度过高时，甘醇溶液易被氧化，生成腐蚀性的酸性物质。

选择题

1.天然气脱水工艺中，三甘醇脱水装置的入口温度一般应在（3）之间。

（3）26.6℃～43.3℃

2.（3）方法可用于天然气深度脱水。

（3）吸附法

3.不能表示天然气含水汽量的参数是（4）临界温度

4.使气体流动温度保持在天然气的

（1）以上，可以防止水合物的生成。

（1）露点

5.油水分离中使用最广泛的方法是：

（1）

（1）重力沉降6．油气分离器的操作标准中，操作液位由安装在油出口管线上的（D）来控制。

D液位调节阀

7．海上分离器的过压保护一般采用（A）为第一道保护。

A压力变送器检测

8.油气分离器常见故障中，分离器操作水位过高可能的原因是（BCD）B水排出管线堵塞C水位系统控制失灵D报警系统失灵

9．分离器重力分离段的长度取决于（ab）。

A液滴大小、气体流速、液滴密度B容器直径、气体密度、紊流程度

10．油气分离器中直接影响分离效果的部分为A分离部分

二、填空题：

（本题共10小题，每题2分，共20分）

1．天然气凝液回收方法基本上可分为吸附法、油吸收法和冷凝分离法三种。

4．交流电场脱水以偶极和震荡聚结型式为主，直流电场脱水以电泳聚结型式为主。

5．闪蒸分离稳定法有正压闪蒸、负压闪蒸、多级分离和大罐抽气等四种方法。

6．油田集输流程为油井→计量站→联合站的这种布站方式为二级布站。

7．抑制剂用量主要包括自由水，溶于液态烃和蒸发消耗三个方面。

8．天然气脱硫方法主要有化学吸收法、物理吸收法、直接氧化法和干法脱硫。

9．电脱水只适宜于油包水型乳状液，且进入电脱水器中的乳状液含水率要求在30%以下，否则易产生电击穿现象。

10．防止水合物形成的方法为：

加热，脱水，降压。

11.分离器的四个功能：

基本相分离；脱除气体中的液体；脱出液相中的气泡；分别引出。

12.分离器的四个部分：

基本分离段；重力沉降段；积液段；除雾段。

13.分离器的内部构件：

进口转向器；波浪破碎器；除沫板；旋流破碎器；雾沫脱除器。

14.按传热方式的不同，可将换热设备分为：

混合式换热器、蓄热换热器和间壁式换热器。

三、判断题（正确打√，错误打×）：

（本题共10小题，每小题2分，共20分）

1.在天然气甘醇脱水工艺中随着贫甘醇循环量的增加，天然气露点就会随之明显下降。

（×）

2.当多组分气体混合物通过吸附床层时，将会出现一个吸附传质段。

（×）

3.分子筛是一种人工合成的物质。

（√）

4.对于腐蚀性物系，可采用耐腐的瓷质填料，因而宜选用填料塔。

（√）

5.压力越大，温度越小，天然气的饱和含水量越大。

（×）

6.使气流温度保持在天然气的水露点以上，可防止水合物形成。

（√）

7.无论是水溶性破乳剂还是油溶性破乳剂都能实现在破乳过程中由分离出来的水回掺到新站的乳化油中，实现破乳剂的重复使用。

8.电脱水只适用W/O型乳状液。

（√）

9.破乳剂的用量越多，破乳效果越好。

（×）

10.脱盐的方法是加入淡水去“冲洗”原油，便于淡水吸收原油中的盐。

（√）

11.卧式电脱水器中的水平电极数是越多越好。

（×）

12.原油储存的时间越长越有利于油水的分离。

（×）

13.原油分离效果越好，说明得到的原油密度越大。

（×）

14.由于原油分离级数越多，分离效果越好，所以分离级数是越多越好。

（×）

15.闪蒸分离的效果优于精馏分离的效果。

（×）

16.旋风分离器的分离效果优于重力式分离器。

（√）

17.油气在分离过程中，主要依靠重力、离心力及粘着力来完成的。

（√）

18.在相同条件下卧式分离器的分离效率差于立式分离器。

（×）

19.由于原油分离级数越多，分离效果越好，所以分离级数是越多越好。

（×）

20.油气分离的过程中增加停留时间可提高脱水效果。

（√）

21.应用蒸汽或溶剂是从分离器中有效地解决石蜡沉淀在分离器的办法。

（√）

22．石油的密度越小，其质量热值越低。

（×）

23．电脱水只适用W/O型乳状液。

（√）

24．高压下气体粘度近似于液体粘度特性。

（√）

25．闪蒸分离的效果优于精馏分离的效果。

（×）

26．原油储存的时间越长越有利于油水的分离。

（×）

27．原油稳定所采用的两类方法的流程中都可将筛板塔作为主要设备，因此两种流程中筛板塔的操作温度、压力都类似。

（×）

28．由于填料塔内的滞液量比板式塔小，因此热敏性物质应采用填料塔。

（√）

29．采用气提气对甘醇再生的流程中，在其它条件相同的情况下，气提气从再沸器进入的再生效果优于气提气从气提柱进入的再生效果。

（×）

30．吸附剂的有效湿容量在生产过程中始终不变。

（×）

31．分馏稳定塔在其下部精馏，在其上部提馏。

（×）

四、简答题：

（本题共4小题，共22分）

1．简述形成稳定的石油乳状液的条件。

（5分）

（1）两种互不相溶的液体；（2分）

（2）剧烈搅拌；（1分）（3）有乳化剂。

（2分）

2．简述轻烃对天然气集输过程的不良影响表现。

（5分）

NGL有很高的回收价值和经济效益，而且如不予分离回收，在天然气集输等过程中可能会凝结成液体，从而对集输等过程产生不良影响，表现为

（1）影响天然气的烃露点；

（2）影响管输效率和安全；3）影响天然气净化。

3．简述一次分离和多级分离原理，并比较优缺点。

（6分）

一次分离是指油气混合物的汽液两相一直在保持接触的条件下逐渐降低压力，最后流入常压储罐，在罐中一下子把气液分开。

由于这种分离方式有大量气体从储罐中排出，同时油气进入油罐时冲击力很大，实际生产中并不采用。

（2分）多级分离是指油气两相保持接触的条件下，压力降到某一数值时，把降压过程中析出的气体排出，脱除气体的原油继续沿管路流动、降压到另一较低压力时，把该段降压过程中从原油中析出的气体再排出，如此反复，直到系统中的压力降为常压，产品进入储罐为止。

（2分）多级分离较一次分离具有很多优点，可获得蒸气压较低的稳定原油。

原因在于多级分离稳定是将原油分若干级进行油气分离稳定，每一级的油和气都接近于平衡状态，这种方法实际上是用若干次连续闪蒸使原油达到稳定。

因此多级分离较一次分离效果好。

（2分）

4．简述三甘醇四种再生的方法、过程及原理。

（6分）

（1）常压再生，加热，浓度可达98.5%，常用（2分）；

（2）减压再生，降压，浓度可达98.2%，一般不用（1分）；（3）气体气提，注入气体，浓度可达99.99%，作为辅助方法（1分）；（4）共沸再生，注入共沸剂，浓度可达99.95%，作为辅助方法。

（2分）

1．说明以下天然气脱水流程图中气液的处理过程。

（10分）

答：

气：

湿气从下往上通过吸收塔，干气通过雾沫分离器分离出小液滴后干气外输。

液：

贫甘醇经过冷却器冷却后由上往下经过吸收塔后成为富甘醇，富甘醇经过换热加热后进入闪蒸罐闪蒸出轻烃后经过过滤器过滤出杂质进入再生塔再生，贫甘醇从底部流出与来的富甘醇回收热量后经过贮罐缓冲后街循环使用。

（其中贮罐部分甘醇作为回流进入再生塔）。

（10分）

2.描述天然气储运系统的构成及气田集输管网的构成。

天然气储运系统由气田集输管网，气体净化与加工装置，输气干线，输气支线，以及各种用途的站场所组成。

站场种类：

井场，集气站，压气站。

天然气处理厂，配气站，集气管网和输气管网清管站，阴极保护站

3.对比气田常用的两种集输工艺。

答:

单井集气流程的特点:

a.所有的设备和仪表都安置在距井口不远的地方b.每口井需人工管理c.可直接到用户或外输到集气站

适宜运用于高压、低压、含有害组分或离城市近的井。

多井集气流程的特点：

a.除采气树外，所有的设备和仪表都集中布置在某一适当地点b.每口井用集气管道相相连c.可实现井口无人管理

2.气量Q=110万方/日，压力为8MPa，（绝），温度270℃，相对密度为0.6，要求尽可能分离掉大量的固体颗粒（300m）和少量液滴，试分别设计立式及卧式分离器，并比较直径D的大小。

2.解:

①立式分离器的直径及高度的计算

已知

②卧式分离器的尺寸计算

设该分离器工作时某液滴从分离器左上角滴落至右下角

此时有

而

代入上式有

令

则可得

③比较两种分离器

设颗粒沉降的有效面积（颗粒沉降的工作面积）

由上式可得结论：

当直径相同时，卧式分离器的效率就比立式分离器的效率高.

1．某气井日产量为30万标方/日，天然气的相对密度为0.6，压力为12MPa（绝），温度为600C，用85%（重）乙二醇作为抑制剂进行低温分离，低温分离器的温度为-200C，问每小时注入乙二醇贫液多少公斤？

生成实液多少公斤？

（10分）（哈默斯米特公式：

，乙二醇M=62.07，K=1222.2；12MPa下形成水化物的温度为200C12MPa，600C天然气含水量1800kg/Mm3，-200C含水量忽略不计。

）

1．解：

w=67.01

1800*0.3/24=22.5

3.72*22.5=83.7（贫液）4.72*22.5=106.2（富液）