一种油田地面集输含盐稠油的裂解降粘方法及装置

摘要

一种油田地面集输含盐稠油的裂解降粘方法与装置，其特征在于利用过热蒸汽对含盐稠油进行浅度的热裂解的方式，在低含水稠油中通入定量的过热蒸汽，加入定量的抗盐催化剂，塔内控制一定的压力和温度，在一定反应时间内，对含盐稠油进行浅度的裂解，实现粘度不可逆的降低。改质稠油裂解反应装置的压力为0.5MPa-5.0MPa、温度在180℃-350℃，稠油在反应装置内反应时间为0.5hr-4.0hr，通入过热蒸汽质量份数为5％-20％(以原油计)，加入抗盐催化剂的质量份数为0.01％-1.0％(以原油计，原始稠油密度大于0.9750g/cm3)，稠油减粘裂化转化率为15％-30％，降粘率高于90％。

说明书

技术领域

本发明涉及一种用于油田地面集输含盐稠油的裂解降粘方法及装置，解决 稠油掺稀降粘集输和不加热管道输送的问题。

背景技术

稠油油田开发过程中的主要困难是稠油的高粘度，目前常用的降粘方式为 加热降粘、掺稀降粘或掺水降粘，掺稀降粘是一种有效的降粘方式，但是对稀 油资源依赖很大，稠油油田往往存在稀油资源不足的困难。催化裂化是常规的 原油加工技术，能够改变原油的结构，显著降低原油的粘度，但是油田的商品 原油由于含水量在0.5％-2％左右，盐含量无法满足催化裂化的要求，同时油田的 现场条件也无法对原油进行脱盐处理。

发明内容

本发明的目的是一种油田地面集输含盐稠油的裂解降粘方法与装置，解决 稠油降粘过程中掺稀油不足和常规裂解方法必须先脱盐的困难，从本质上对稠 油进行裂解，不可逆的降低稠油的粘度，改善稠油的品质，实现稠油掺稀降粘 集输和不加热管道输送。

本发明的技术方案是通过以下方式实现的：

本发明是利用过热蒸汽对含盐稠油进行浅度的热裂解的方式，对油田低含水 稠油(含水小于5％，未脱盐)加入一定量的过热蒸汽和一定量的抗盐催化剂， 改质降粘塔内控制一定的反应压力、反应温度，在一定反应时间内，对含盐稠 油进行裂解降粘，稠油在改质降粘塔内裂解，实现稠油粘度的不可逆的降低； 改质稠油裂解反应装置的压力为0.5MPa-5.0MPa、温度在180℃-350℃，最佳 温度在220℃-320℃，稠油在反应装置内反应时间为0.5hr-4.0hr，通入过热蒸 汽质量份数为5％-20％(以原油计)，加入抗盐催化剂的质量份数为0.01％-1.0％ (以原油计，原始稠油密度大于0.9750g/cm³)，稠油减粘裂化转化率为15％-30％， 降粘率高于90％。

上述一种油田地面集输含盐稠油的裂解降粘方法及装置是通过如下含盐稠 油的裂解降粘的工艺装置实现的：

主要由脱水原油储罐、稠油泵、催化剂罐、催化剂注入泵、换热器、改质降 粘塔、蒸汽过热器、循环水饱和蒸汽发生器、塔顶馏出物冷却器、分离器、循 环水泵组成，催化剂罐出口与催化剂注入泵进口相连，催化剂注入泵出口与脱 水稠油的来油管线相连，来油管线与稠油泵出口相连，稠油泵出口与换热器相 连，该换热器利用改质降粘塔的出口产物与稠油换热来加热进口稠油达到一定 温度，然后该稠油与蒸汽过热器相连，稠油被加热至反应温度进入改质降粘塔 中上部进口，过热蒸汽分设两个连接口，一是在换热后稠油处加热稠油至反应 温度，二是在改质降粘塔的中下部进入，对反应塔内反应温度场进行调节，使 得反应温度保持均匀一致，过热蒸汽和高温稠油在改质降粘塔的裂解腔进行裂 化反应，稠油粘度得到不可逆的降低，部分轻质组分和水蒸气从塔顶流出，塔 底裂解稠油从塔底流出，改质降粘塔的底部出口和顶部出口均与循环水饱和蒸 汽发生器相连，高温的塔顶馏出物和塔底稠油将循环水加热到饱和蒸汽，塔顶 馏出物和塔底稠油再进入脱水原油/塔顶馏出物-塔底稠油换热器降温，塔顶馏出 物再经过塔顶馏出物冷却器冷却后进入分离器，分离成裂解气、常压低沸点馏 分、裂解轻质油和循环水，其中裂解气作为油田燃料使用、循环水经过循环水 泵升压后进入循环水饱和蒸汽发生器变成饱和蒸汽，进入过热器过热后从改质 降粘塔中下部进入循环利用，常压低沸点馏分、裂解轻质油分为两部分，一部 分和改质降粘塔底部的塔底裂解稠油混合，以调整稠油的粘度，调和粘度后的 稠油称为改质稠油，可以直接外输，另一部分轻质油可以作为掺稀油使用，回 掺到单井的井筒或井口，实现稠油集输过程的全程降粘。

改质稠油降粘塔设为立式圆筒形，上封头上部设有蒸汽出口，中上部设有圆 环式或排式喷淋器，喷淋器与稠油进口相连，在中下部设置设有圆环式或排式 喷淋器，喷淋器与过热蒸汽进口相连，在蒸汽进口和稠油进口之间设置填料或 塔板，高温稠油与过热蒸汽在填料或塔板上进行裂解反应，改质塔内在下封头 中部设有一个塔底稠油的出口。

本发明的优点：

1、利用水蒸汽裂解特性解决了现场不脱盐裂解改质稠油降粘的问题，为稠 油外输降粘创出一新的途径，可显著降低外输稠油的成本。

2、裂解产生的部分轻质油可以作为掺稀油使用，回掺到单井的井筒或井口， 实现稠油集输过程的全程降粘。

3、研究出的稠油改质降粘的工艺装置结构合理，操作方便，便于现场应用。

4、本发明的方法及装置对稠油减粘裂化转化率在15-30％，转化率高。

附图说明

附图本明的工艺装置的结构示意图

图中1-脱水原油储罐  2-稠油泵  3-催化剂罐  4-催化剂注入泵  5-脱水原 油/塔顶馏出物-塔底稠油换热器  6-改质降粘塔  7-除盐水罐  8-饱和蒸汽发生 器  9-蒸汽过热器  10-塔顶馏出物出口  11-稠油孔板器  12-改质降粘塔裂解 腔  13-过热蒸汽孔板器  14-塔底稠油出口  15-循环水饱和蒸汽发生器  16-塔顶馏 出物冷却器  17-分离器  18-循环水泵

具体实施方式

为进一步公开本发明的技术方案，下面结合说明书附图通过实施例作详细 说明：

本发明是利用过热蒸汽在一定温度范围内部对含盐稠油进行催化裂化、分 离，通过预热温度和过热蒸汽的流量控制反应温度，通过稠油的流量控制停留 时间，在改质降粘塔内部对稠油进行裂解降粘，对裂解气、凝结水回收利用， 对塔底稠油和裂解的(部分)轻质烃类进行混合，得到改质稠油，根据改质稠 油的粘度要求确定轻质烃类的混合比例，在整个过程中通过热能的综合利用降 低稠油裂解降粘的能量消耗。

含盐稠油裂解降粘工艺主要由1-脱水原油储罐2-稠油泵3-催化剂罐4- 催化剂注入泵5-脱水原油/塔顶馏出物-塔底稠油换热器6-改质降粘塔7-除 盐水罐8-饱和蒸汽发生器9-蒸汽过热器15-循环水饱和蒸汽发生器16-塔 顶馏出物冷却器17-分离器18-循环水泵组成，催化剂罐3出口与催化剂注入泵 4进口相连，催化剂注入泵4出口与脱水稠油的来油管线相连，来油管线与稠油 泵2出口相连，稠油泵2出口与脱水原油/塔顶馏出物-塔底稠油换热器5相连， 该换热器利用改质降粘塔的出口产物与稠油换热来加热进口稠油，稠油与改质 降粘塔6中上部的稠油孔板器11相连，过热蒸汽分设两个连接口，一是在换热 后稠油处加热稠油至反应温度，二是与改质降粘塔的中下部过热蒸汽孔板器相 连，过热蒸汽和高温稠油在改质降粘塔的裂解腔12进行裂化反应，稠油粘度得 到不可逆的降低，部分轻质组分和水蒸气从塔顶馏出物出口10流出，塔底稠油 从塔底稠油出口14流出，改质降粘塔的底部出口和顶部出口均与循环水饱和蒸 汽发生器15相连，高温的塔顶馏出物和塔底稠油将循环水加热到饱和蒸汽，塔 顶馏出物和塔底稠油再进入脱水原油/塔顶馏出物-塔底稠油换热器5降温，塔顶 馏出物再经过塔顶馏出物冷却器16冷却后进入分离器17，分离成裂解气、轻质 油和循环水，其中裂解气作为油田燃料使用、循环水经过循环水泵18升压后进 入循环水饱和蒸汽发生器15变成饱和蒸汽后与蒸汽过热器9进口相连。

温度60～80℃的含水量小于5％的含盐稠油经稠油泵2升压后与抗盐催化剂 混合后进入脱水原油/塔顶馏出物-塔底稠油换热器5升温至一定温度，然后该稠 油再与蒸汽过热器相连，稠油被加热至反应温度进入进入改质降粘塔6，通过稠 油孔板器11向塔内喷淋，过热蒸汽进入改质降粘塔6内部的过热蒸汽孔板器13 向上喷淋，通过调节过热蒸汽量来控制反应塔保持均匀一致的反应温度，一般 反应温度控制在180℃-350℃，反应压力控制在0.5MPa-5.0MPa，与稠油混合的 质量份数比5％-20％(以原油计)，高温稠油与过热蒸汽在改质降粘塔裂解腔12 的填料或塔板上进行裂解反应，反应时间为0.5hr-4.0hr，喷淋器下部由一定液位 的塔底稠油腔，产生的不凝气、轻质油和水蒸气从顶部塔顶馏出物出口10流出 后，经过饱和蒸汽发生器15、脱水原油/塔顶馏出物-塔底稠油换热器5、塔顶馏 出物冷却器16换热后进入分离器7分离出不凝裂解气、凝结水和轻质油，不凝 裂解气作为油田燃料使用，凝结水循环使用，经过循环水泵18增压后，进入循 环水饱和蒸汽发生器15、蒸汽过热器9后进入改质降粘塔6循环使用，轻质油 根据要求的改质稠油的粘度确定和改质稠油的混合比例，另一部分轻质油回掺 到单井的井筒或井口，实现稠油集输过程的全程降粘。