出，沉降时间在起初的20～30分钟内，由于原油中大颗粒水滴的分出，原油含水率迅速降低至15～30％，沉降效果较好。之后，随着沉降时间的延续，原油含水率下降很慢，沉降脱水的效率很低。故一般认为进入电脱水器的较适宜的含水率为15％～30％。 第四章 原油稳定 第一节 概述

原油是由碳氢化合物组成的复杂混合物。就其元素组成来说，它主要含碳和氢两种，其中碳占83%~87%，氢占11%~14%。此外，还含有氧、硫、氮等元素。原油中碳和氢组成的烃类化合物有分子量很小的气态烷烃，也有分子量为1500~2000的重烃。在常温常压下，含有一个碳原子到四个碳原子的正构烷烃是气体。这些轻烃从原油中挥发出来时会带走大量戊烷、己烷等组分，造成原油的大量损失。

油气集输过程中，为了满足各种工艺要求，需要加热、降压、存放，这就为原油中轻烃的挥发提供了良好的条件。对于未做到密闭的集输流程来说，原油在敞口储罐中的蒸发损耗很大。近几年来，从各油田油气损耗调查测定情况来看，这部分损耗约占总损失的40％左右。

为了降低油气集输过程中的原油蒸发损耗，一个有效的方法就是将原油中挥发性强的轻烃比较完全地脱除出来，使原油在常温常压下的蒸汽压降低，这就是原油稳定。从原油中脱除的这些轻烃，经过回收加工，是石油化工的重要原料，也是工业与民用的洁净燃料。因此，原油稳定是节约能源和综合利用油气资源的重要措施之一。

70年代以后，我国各油田开始重视原油稳定工作，相继建设了一批原油稳定装置。这些稳定装置大多采用闪蒸法，一般情况下，稳定装置紧跟在原油脱水之后，确保经过初加工后的原油进罐储存时达到稳定。当油气集输系统实现全密闭，即油气在集输过程中做到密闭集输、密闭处理、原油稳定、密闭储存时（见图4－1），油气损耗可降到0.29％～0.5％。 第二节 原油稳定原理

原油稳定是从原油中脱出轻组分的过程，也是降低原油蒸气压的过程，使原油在常温常压下储存时蒸发损耗减少，保持稳定。因此，如何降低原油的蒸

气压，是原油稳定的核心问题。 一、原油蒸气压与温度、组成的关系

原油是烃类和少量非烃类物质所组成的复杂混合物。原油中所含的许多组分，至今还未完全分析清楚，属于组分不确切混合物，因而，目前还没有原油蒸气压与组成关系的确切表达式。但原油蒸气压与组成之间的关系是清楚的：原油中所含的轻组分愈多，挥发性就愈强，原油的饱和蒸气压也愈高。因此可用原油饱和蒸气压的大小来表示原油中轻、重组分的比例和原油组分的概况。当然原油的蒸气压随温度的升高而增加，随稳定的下降而减小。在相同温度下，分子量小的烃组分比分子量大的烃组分有较高的蒸气压。 二、降低原油蒸气压的方法

原油的蒸气压与温度和组成有关。同一种原油的蒸气压随温度的升高而增加；在相同的温度下，轻烃含量高的原油其蒸气压也高。因此，要降低原油蒸气压，可以从降低原油温度或减少原油中轻烃的含量来实现。但降低温度是会受工艺条件的限制，不容易在油气集输和处理的整个工艺系统中实现。因而，切实的方法应该是减少原油中的轻组分含量，尽可能脱除C1~C4组分。

在同一温度下，对烃类组成来说，分子量越小的组分蒸气压越高，分子量越大组分蒸气压越低。我们知道，液体的挥发度可用一定温度下的蒸气压来标志，蒸气压大的容易挥发，蒸气压小的不容易挥发，因而组分越轻，越容易从液相中挥发出来。但是，无论是轻组分还是重组分，从液相中挥发出来都需要消耗能量。

提高原油温度，可以使液相中的分子运动加速，克服相邻分子间的吸引力，逸散到上层气相空间。轻组分的分子量小，分子间的引力也小，更容易挥发出来。这样，利用轻重组分挥发度不同，就可以把原油中C1~C4轻组分分离出来。分馏稳定法就是通过把原油加热到一定温度，利用精馏分离原理，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。

原油在集输和加工过程中都具有一定的压力和温度。在某一温度下，如果降低压力，就会破坏原来的汽液平衡状态，使原油中一部分组分挥发出来。在

同样的温度下，轻组分的饱和蒸气压高，率先挥发出来，重组分虽然程度不同地也有部分挥发出来，但其数量少得多，因而气相中轻组分的含量高，达到了从原油中分离轻组分的目的。闪蒸稳定法就是利用这一原理来实现原油稳定的。

闪蒸稳定法和分馏稳定法都是利用原油中轻重组分挥发度不同来实现从原油中分离出C1~C4组分，从而达到降低原油蒸气压的目的。当然，由于稳定要求、原油组成和工艺系统不同，这两类方法的工艺参数、设备选型、流程安排又都各有不同，出现了多种稳定方法。 三、原油稳定达到的技术指标

原油稳定的深度可用稳定原油的饱和蒸气压衡量。稳定原油的饱和蒸气压应根据原油中轻组分含量、稳定原油的储存和外输条件等因素确定。SY/T0069-92《原油稳定设计技术规定》对原油稳定应达到的技术指标作出规定：在最高储存温度下，稳定后原油的蒸气压（绝对压力）不超过当地大气压。当采用铁路、水路、汽车装运时，稳定原油的饱和蒸气压可略低，以减少蒸发损耗。但稳定装置对C5和C6以上更重组分的收率（重量百分比）不宜超过未稳定原油在储运过程中的原油自然蒸发损耗。

当原油蒸发损耗率低于0.2％（重量百分数）时可以不进行稳定处理。但与其他工艺过程相结合能取得较好的经济效益时，也可以进行稳定处理。 原油蒸发损耗的测定方法按现行的《油田原油损耗测试方法》中的规定执行。新开发油田的原油蒸发损耗可按集输及储运条件模拟计算预测。 第三节 原油稳定方法

原油稳定所采用的方法基本上可以分为闪蒸法（常压、负压或正压）和分馏法两类。

由于原油的组成不同，原油处理过程的工艺条件也不同，因而原油稳定方法又各有异。从原油中脱出脱除轻烃是需要消耗能量的。如何在能耗最少的情况下，达到最理想的稳定效果，这是原油稳定工艺设计中考虑问题的出发点。为此，既不能使原油中的轻烃脱除得过多，以致需要消耗大量能量和建设复杂的装置，又不能把应该从原油中脱除、回收的轻烃放弃回收。衡量原油稳定效果的好坏，不仅看轻组分的拔出率多少，而且应从装置的投资和运行费

用等诸多方面予以综合评价。 一、闪蒸分离法

液体混合物在加热、蒸发过程中所形成的蒸气始终与液体保持接触，直到某一温度后才最终进行汽液分离，这种过程称为平衡蒸发，或称平衡汽化，一次汽化。当液体混合物的压力降低时，会出现闪蒸，此时部分混合物会蒸发，这种现象也是平衡汽化过程。在这种过程中，分子量小的轻组分，蒸气压高，容易汽化。当达到平衡时，轻组分在气相中的含量比重组分多。利用这一原理，可以使轻重组分达到一定程度的分离。未稳定原油的闪蒸分离过程，实质上就是一次平衡汽化过程。 （一）、原理流程

一般情况下，原油稳定装置在油气处理流程上是安排在原油脱水之后的。进装置的未稳定原油是经过加热脱水之后的原油。由于原油组成、进料温度和轻组分拔出率的要求不同，闪蒸分离稳定的操作压力又分为负压、常压或微正压三种。

图4－2所示为原油负压闪蒸分离稳定的原理流程。进料油温一般为脱水温度，即60～65℃，进油压力为0.2～0.3兆帕（绝对）。原油在稳定塔上部进行闪蒸，塔的操作压力为0.6×105帕（绝对）左右。闪蒸分离后的稳定原油一般经泵升压后送入油罐。塔顶脱出的闪蒸气经负压压缩机压缩至0.3～0.4兆帕（绝对），然后由水冷器冷却到40℃后送至三相分离器进行气液分离，分别得到不凝气和粗轻油。

一般说来，负压闪蒸分离法使用于密度较大的原油，因为较重的原油中所含的轻组分比较少，负压闪蒸能得到比较好的效果。若原油中轻组分含量较多，汽化量较大，此时利用气体压缩机抽吸耗功过多，会造成经济上的不合理。此时，可以采用加热闪蒸分离法，适当提高分离压力，在常压或微正压下操作。其典型流程见图4－3。

由于加热闪蒸分离是在常压或微正压下进行的，因而其闪蒸温度也相应提高。一般情况下，分离压力为0.3兆帕时，闪蒸温度须提高到120℃左右，因而经脱水后的原油须进一步加热升温后才能进入稳定塔。塔底稳定原油的温度较高，这部分热量应回收，一般用来加热进料原油。塔顶闪蒸气的处理