提高順序輸送成品油管道混油切割精度方法

王鳳娟，李立婉，王思維

（1. 中國石油大學（北京），北京 102249； 2. 四川石油天然氣建設工程有限責任公司， 四川 成都 610000）

提高順序輸送成品油管道混油切割精度方法

王鳳娟1，李立婉1，王思維2

（1. 中國石油大學（北京），北京 102249； 2. 四川石油天然氣建設工程有限責任公司， 四川 成都 610000）

順序輸送成品油管道產生的混油不僅降低管道輸送的經濟效益，而且使現場處理工藝復雜。根據管道首站質量檢測報告提供的前后油品物性參數，結合經驗公式計算得出A純油中允許摻混的B油品體積分數，并通過摻混實驗驗證摻混后的油品仍達到質量要求。將混油接收站的前一站的混油段濃度曲線進行修正，采用罐容法得出允許切割點的油品密度。此方法應用于WK成品油管道，最大限度的利用了成品油的質量潛力和自然摻混能力，提高了混油切割比例，使混油處理費用大幅減少，這對提高成品油管道混油切割精度具有一定的指導意義。

順序輸送；混油切割；摻混實驗；罐容法

不同物性的油品在同一條管道內順序輸送提高了管道的經濟效益，但相鄰油品沿管道輸送過程中由于對流傳遞和擴散傳遞作用將不可避免的產生混油。混油接收站需要建設專用混油罐儲存混油，混油需進行回摻或送回煉廠重煉以滿足油品質量要求，不僅降低了管輸經濟效益，而且使現場操作工藝復雜[1]。為了充分體現管道輸送的優勢，減少混油量，需提高混油切割精度，最大限度地利用油品質量潛力。

1 計算允許摻混量

1.1 汽柴油允許摻混濃度的計算

成品油管道進行順序輸送時，油品進入管道首站前會檢測其物性參數，汽油中允許摻入柴油濃度主要受汽油終餾點的控制，根據前蘇聯公式計算[2]：

式中：Kc—汽油中允許摻入柴油的濃度；

【tσ】—規定的汽油允許終餾點，℃。

柴油中允許摻入汽油濃度主要受柴油閃點的控制，計算公式為：

式中：KQ——柴油中允許摻入汽油的濃度；

【tη】——規定的柴油允許閃點，℃。

上述公式得到的摻混濃度比實際油品能夠摻混的量小，因此，在實際操作中，根據油品物性按照公式計算出一個大概的允許摻混比例，以此值為基礎，逐步增大回摻比例，在實驗室進行小樣摻配，最終確定滿足油品質量潛力的最大允許摻混濃度[3]。

1.2 批次允許摻混量的計算

假設前行油品為A油，后行油品為B油，經試驗確定的最大摻混濃度為 KBgA（A 油中允許摻入的 B油濃度）和 KAgB（B 油中允許摻入的 A 油濃度），A油批量為 VA，B 油批量為 VB，則某一油品允許混入的另一種油品的容積為[4]：

2 由混油段濃度曲線得到累積摻混量

前行A油后行B油的混油段濃度曲線如圖1所示，將濃度曲線沿長度方向劃分為微元段 L1、L2、L3……和 S1、S2、S3……，各微元段所對應的混油長度L、A 油濃度KA、B 油濃度 KB可由曲線得出，從而可計算出每個微元段內混油體積V=LA（A為管道截面積）、A 油體積 VA=V×KA、B 油體積 VB=V× KB（圖 1）。

圖 1 混油濃度沿管道長度的變化Fig.1 The concentration along the pipeline

混油前段富含A油，累計B油體積，若前n段總 B 油體積等于計算得到的 B 油允許摻入量VB混，則此點對應混油密度[5]。

3 混油段濃度曲線的擬合

成品油在管道內輸送時由于受到首站混油、中間站場、起伏地形、停輸及意外操作等因素的影響，實際濃度曲線與經驗公式計算的結果有很大差別，因此按照經驗公式由首站數據直接計算得到的末站混油濃度曲線不能精確指導混油的切割。為了減少上述因素的影響，考慮采用混油接收站前一站的現場實測濃度曲線結合經驗公式計算并加以修正得到混油接收站的濃度曲線。按照該思路采用兩種方法進行計算，并將結果與實測的混油接收站濃度曲線對比，分析每種方法的可行性。采用WK成品油管道的前行 93#汽油、后行-35#柴油的實測混油段數據進行驗證，其末站為 JG 站，前一站為 605 站。

3.1 比例系數法

基本思想：由管道首站數據按照經驗公式分別計算出前一站和混油接收站的混油長度，得到混油接收站與前一站混油長度倍數，將實測的前一站的濃度曲線上各個濃度點的混油長度乘以該倍數得到混油接收站的近似混油濃度曲線。

WK 線首站順序輸送 93#汽油、-35#柴油，油品粘度分別為 7.6×10-7、3.723×10-6m2/s，速度為1.15 m/s，首站到 605 站距離為 205 734 m，首站到JG 末站距離為 291 034 m，計算得到 605 站混油長度為 1 053.7 m，JG 混油長度為 1 253.3 m，混油長度增長倍數為 1.189，將 605 站實測混油段各個濃度點的混油長度乘以 1.189，得混油段密度曲線計算值，如圖2所示。將計算結果中密度進行修正，得到JG 密度曲線修正值。

圖 2 比例系數法得到 JG 密度曲線圖Fig.2 The density curves attained by proportional coefficient method

由計算結果可以看出，計算得到的混油長度大于實測的混油長度，且密度曲線有較大的偏差。

3.2 經驗公式法

基本思想：根據各個混油濃度點與該濃度點油品距起始接觸面距離 x、該濃度點油品在管道內輸送時間t及湍流擴散系數TD的關系：

由前一站實測濃度曲線及油品運行數據，計算得到每個濃度點油品在管道內實際輸送時間，已知前一站與混油接收站距離，可求得各個濃度點油品到達末站的時間，由關系式計算得到各個濃度點距起始接觸面距離，從而回歸出混油接收站的混油濃度曲線。考慮到前一站實測濃度曲線為油品進站時的狀態，過站后其混油量必有增加，因此采用修正系數對曲線進一步修正。

取605站實測濃度曲線上A油濃度為92%的點為例，對應 Z 值為 0.994，其距起始接觸面距離為264.04 m，湍流擴散系數為 0.091 788，根據上面關系式，可得該點在管道內輸送時間為 192 189.6 s，605 站與 JG 末站距離為 85 300 m，計算得該點到末站時間為 266 330.39 s，代入關系式求得混油段到達JG 末站時 92%濃度點距起始接觸面距離為 310.83 m，同理求得所有點距起始接觸面距離，JG 末站混油段濃度曲線如圖3計算值，考慮到進站混油量增加的影響，乘以修正系數 1.08，得到 JG 末站混油段濃度曲線如圖3修正值。

圖 3 經驗公式法得到 JG 密度曲線圖Fig.3 The density curves attained by empirical equation method

由計算結果可以看出，擬合得到的 JG 混油段密度曲線能較好的與實測的混油段密度曲線吻合，該方法研究價值較高。

4 結 論

根據混油接收站前一站的現場實測密度曲線，采用經驗公式法計算得到混油接收站密度曲線，該方法具有以下優點：

（1）可以減少全線計算的累積誤差

由于實際管道的管徑、長度等參數與管道數據資料存在誤差，管道變徑對混油產生影響，停輸時混油擴展等因素，使實際管道內混油的變化比較復雜，采用公式從首站計算得到的結果將產生較大的累積誤差。而以前一站的實測數據為基礎，則不存在以上所述因素引起的累積誤差。

（2）兩站之間的誤差可以采用經驗系數修正

前一站的混油段密度數據為進站時密度計檢測數據，混油經過站場后密度曲線會發生變化，混油段增長，可以將各個濃度點的混油長度乘以經驗系數加以修正。

［1］武士坤．長輸成品油管道順序輸送的混油切割與處理[J]．廣東化工，2011，38（11）：98-99．

［2］桑廣世，孫宇．成品油管道批次/批量和各站庫容的計算[J]．油氣儲運，2000，19（2）：16-19．

［3］程玲．讓管輸混油回摻比例最大化[J]．中國石化，2010（3）：34．

［4］楊筱蘅，張國忠：輸油管道設計與管理[M]，石油大學出版社（山東），1996.

［5］ 朱峰，梁靜華等．成品油混油切割與摻混試驗[J]．油氣儲運，2011，30（5）：364-368．19(1)：66-72．．

丙烯市場“風向標”難填需求缺口

近年來，山東地區丙烯下游裝置擴能速度加快。以丁辛醇為例，截止 2013 年底山東丁辛醇產能為 142.5 萬噸/年，較 2012年增加 54.5 萬噸，增幅達 61.93%。另外，像 PP 粉料、丙烯酸、環氧丙烷等亦有不同程度擴能，而與此同時地煉的丙烯產量并沒有明顯增加，這就導致近兩年山東丙烯需求的缺口更加明顯。

作為國內丙烯市場的“風向標”，山東市場一直以來都是大家關注的焦點，這里的任何風吹草動似乎都牽動著場內人士脆弱的神經。

2014 年以前，山東地區丙烯產能集中在中石化齊魯、濟南、青島、勝利等子公司以及 36 家地方煉廠。中石化系統原油加工量相對穩定，且裝置開、停車時間基本固定，故丙烯產出量比較穩定，但其均配套有下游裝置，丙烯常年以自用為主，外銷量十分有限。地方煉廠受政策影響更加明顯，特別是原油配額問題始終困擾著地方煉廠，據金銀島統計，地方煉廠常年開工率僅在 40%左右，而這也間接限制了其丙烯產量。據統計，山東地區丙烯日均商品量在 2000-2400 噸之間，而日均消費量則在 4000 噸以上，也就是說山東市場每日有 2000 噸左右的丙烯缺口，這 2000 噸的缺口需要周邊地區如東北、天津、河北等地以及進口貨源來補充。在此背景下，當地有實力的企業紛紛將目光投向了丙烯產出率更大的 MTO、PDH 項目上，意圖分享山東市場這塊“蛋糕”。據已經確認的消息，如煙臺萬華的 20 萬噸/年 PDH 項目、陽煤恒通在臨沂的 30 萬噸/年 MTO項目、京博石化的 25 萬噸/年混烷脫氫項目、魯清石化的 20 萬噸/年 MTP 項目等紛紛上馬，以上裝置投產后有的以滿足自用為主，有的則全部外銷。

Method to Improve the Contamination Cutting Precision During Product Oil Batch Transportation

WANG Feng-juan1，LI Li-wan1，WANG Si-wei2
（1. China University of Petroleum（Beijing）, Beijing 102249, China；2. SiChuan Oil and Gas Engineering Construction limited liability company, Sichuan Chengdu 610000, China）

The contamination in batch transportation of refined products not only decreases the economic benefit, but also complicates the treatment process. On the basis of the oil properties provided by the quality testing report in the origin station, combining with the experience formula, the volume fraction of B allowed in the pure A can be calculated, the mixed oil is verified to be qualified through the mixing experiment. Through amending the concentration curve of the mixed oil segment in the previous station of the terminal, allowed cutting oil density can be obtained by the tank capacity method. The WK products pipeline which applies this method reaches the maximum use of the quality potential and natural mixed quality, the cutting ratio is improved to reduce the processing costs significantly. Thus this has a certain guiding significance for improving the cutting precision during product oil batch transportation.

Batch transport; Cutting contamination; Mixing experiment; Tank capacity method

TE 832

： A文獻標識碼： 1671-0460（2014）07-1376-03

2014-05-06

王鳳娟（1990-），女，中國石油大學在讀研究生，現主要從事成品油順序輸送相關研究工作。