成品油順序輸送混油量控制淺析

姚廣（中海油銷售東莞儲運有限公司，廣東 東莞 523988）

1 管輸過程中混油的產生

初始混油、過站混油、停輸混油、意外混油、沿程混油構成了管道原油順序輸送的過程，這其中最主要的就是沿程混油。對流傳遞和擴散傳遞是導致沿程混油產生的兩個基本機理。

兩種油品在管道內交替時，流態對混油量有極大的影響。層流或者湍流強度不大的流動情況下，在管道管道橫截面上出現不均勻分布的流速就導致了混油的產生，并且這個混油量是很大的，其可以是幾倍于管道容積。而在湍流狀態時，管道截面上的流速與平均流速是接近的，這時出現的擴散傳遞就直接導致混油的形成。

1.1 停輸混油

處于湍流狀態時，在狀態下，順序輸送的相鄰油品的密度差異對混油量的影響大大小于粘度差異。然而這時候如果在順序輸送管道內出現了停輸狀況，由于密度的差異，相鄰油品就會出現混油量明顯增加的問題，尤其是在管道線路不平整的情況下，管道在斜坡時密度較高的油品表現更加嚴重。油品在重力作用下產生分層，較輕油品位于較重油品之上，這會導致混油長度的顯著增加。

1.2 粘度差混油

如果不同的油品進行交替，這時候粘度不一的油品其所形成的混油長度不一，粘度小的頂粘度大的油品其所形成的混油長度要明顯大于粘度大的油品頂粘度小的油品，兩者混油長度的比值在1.04-1.36之間，隨流速與輸送距離的變化而變化。

1.3 初始混油和過站混油

順序輸送一般都是邊連續輸送，當油品切換時，初始混油就在這個匯管中形成了。油品切換的速度和輸送的流速直接決定著初始混油量的大小。管道愈長，初始混油量對管道終點處油品濃度的影響愈小。

1.4 意外混油

由于設備故障或操作不當造成連鎖停輸、混油跟蹤不準，備用主泵排油不徹底等形成的混油。意外混油具有偶然性，但若發生必須單獨計算。

1.5 其他混油

在順序輸送時管道中可能存在不滿流段，也會一定程度上增加混油量。流速發生變化（如調節輸量，中途進行進油或者分輸、進行油品交替、輸送管道管徑發生變化等）；管線途徑區域氣候（溫度）發生變化以及管道沿線支管，旁通管都將影響混油量。

2 混油界面的檢測跟蹤

2.1 密度型界面檢測系統

目前，密度法是在國內外相關企業內進行混油界面檢測時最常用的方法，其機理就是將不同油品的密度進行測量分析，確定其密度差后在輸油管道內進行油品界面劃分，目前在實際應中振動式密度計是密度法檢測中一種比較新的測量方式。

成品油混油的密度與各組成油品的密度及各自的濃度之間符合線性原則。混油的密度與其組成有如下關系：

其中：KA是混油中A油濃度，KB是混油中B油濃度

沿管道自動檢測混油的密度，根據上式，即可確定混油的濃度。通過在實際測量中應用發現，采用密度計法進行管道內混油界面的測量與確定其誤差的比較小的，在混油跟蹤與切割方面控制的比較好。

2.2 光學界面檢測系統

國內外也有采用光學界面儀來對混油界面進行跟蹤檢測的。利用不同油品對光的折射率不同從而對油品界面進行檢測。但是一般其主要是以輔助手段來具體應用的，通過它所測得的數據與密度計法測得數據進行分析對比，兩者綜合評價后對混油界面的真正位置進行確認。

2.3 超聲波界面檢測系統

超聲波界面檢測系統用來檢測不同流體聲速的改變，通過準確地測量超聲脈沖通過液體通道時的速度來實現。流體的體積彈性模數B 和密度ρ 是影響流體聲速的最重要參數，聲波傳播速度的變化與流體組分的構成密切相關，每種石油產品都具有各自的聲速特征。超聲波界面檢測系統也有一定的局限性，如超聲檢測技術在常溫常壓柴油中的聲速大約為1380m/s，煤油中大約為1330m/s，而在汽油的速度在1180m/s 左右，從速度上可以看出可以比較方便精準的對這三種油品進行切割；但是在對同樣類型油品中不同型號的界面檢測就比較困難了，如在對10號柴油和0號柴油的檢測過程中，由于兩者聲速差值較小（2-3%之間）。因此在進行同一段管線內油品檢測時選擇不同的方法（至少兩種及以上）進行檢測并進行相互驗證對照，可以確保界面檢測結果更加精準。

3 油品混油批次切割

3.1汽柴油混油切割計算

3.1.1混油頭計算：ρh1=ρ1K1+ρ2(1-K1)

ρh1:混油頭切割密度

ρ1－混油頭段前行油品的密度，kg/m3

ρ2－混油段后行油品的密度，kg/m3

K1：混油段油頭的切割界面處前行油品濃度，%（前行油品為柴油后行油品為汽油時，取K1＝90%－80%；前行油品為汽油后行油品為柴油時，取K1＝（85%－70%）

(1-K1)：混油段油頭的切割界面處后行油品濃度，%

3.1.2混油段油尾的密度切割值的計算：

混油頭計算：ρh2=ρ1K1+ρ2(1-K1)

ρh2:混油頭切割密度

ρ1－混油段前行油品的密度，kg/m3

ρ2－混油段后行油品的密度，kg/m3

K1：混油尾的切割界面處前行油品濃度，%（前行油品為柴油后行油品為汽油時，取K1＝（80%－90%）；前行油品為汽油后行油品為柴油時，取K1＝（60%－70%）

(1-K1)－混油段油尾的切割界面處后行油品濃度，%

3.1.3汽油和汽油、柴油和柴油混油段切割范圍的確定

根據密度計和界面儀的輸出值，按油品濃度為50%處進行切割，為確保高標號油品的質量，可根據實際情況盡量減少低標號油品對高標號油品造成的污染。

4 混油量控制措施

4.1改進工藝

4.1.1縮短首末站切換閥開關時長，油品切換閥安裝應盡量靠近干線處，并采用快開電動球閥或蝶閥，在不產生水擊的情況下開關時間越短產生的混油越少。

4.1.2順序輸送管道能不用副管最好，因為副管會導致混油的產生和增加，特別是如果管線的管徑與副管管徑不同的情況下，在兩者混合處會導致非常激烈的混油形成。

4.1.3 首站可靠的密度測量儀表，準確測量前后行油品密度。末站密度測量裝置與切換閥距離要合理，同時參考質量流量計密度，準確切割。

4.2合理運行

4.2.1 確保安全運行的前提下，兩種油品交替時，應盡量提高油品流速，使雷諾數盡可能會的高，保證管道在紊流狀態下輸送。兩種油品交替時，最好在大于下式計算的臨界雷諾數的情況下切換。

4.2.2當管道沿線存在翻越點時，翻越點后自流管段內油品的不滿流以及流速的陡增會造成混油，因而在操作時要平穩操作，使首末站流量平衡，始終使管道保持滿流狀態。

4.2.3 合理確定輸送次序和循環周期。在滿足質量要求的前提下，應將黏度相近，性質相似的油品安排在一起，以減少混油量同時盡量加大每種油品的一次管輸量。

4.2.4 在油品切換時，應周密部署，不允許混油段在管道中停輸。如果不得不需要進行停輸作業，應該選擇混油段位置是相對平坦的地段，并混油段兩端的閥門關閉，明確禁止在管線的斜坡段（如重油在上輕油在下）進行作業。

4.2.5提高界面檢測技術能力和切割操作技術水平。

4.2.6采用機械隔離和液體隔離塞減少混油，避免兩種油品直接接觸，從而減少混油形成。

4.2.7成品油順序輸送混油量不大時可采用回摻法，將混油回摻到性質相近的純凈成品油中。罐中允許的混油量計算公式：

式中，KBgA：A罐中允許混入的B油濃度

KAgB：B罐中允許混入的A油濃度

VgA，VgB：表示A，B油罐的容量

VB：允許混入A油罐的B油體積

VA：允許混入B油罐的A油體積

雖然是同一油品，但是每批油料其也存在著不同的“質量潛力”，因此要通過化驗的方式確定A 油罐中允許混入的B 油濃度或B油罐中允許混入的A油濃度。

汽、柴油回摻比例經驗公式：

a、純柴油中加入純汽油的量公式

[tb]——國標中規定柴油的允許閃點℃（；55℃）

式中：K汽——汽油混入柴油中，汽油的允許濃度，%；

tbb、—純—汽有油一中定加質入量純潛柴力油柴的油量的公實式際閃點，℃；

式中：K柴——柴油混入汽油中，柴油的允許濃度，%；

[ta]——國標中規定汽油的允許終餾點℃（205℃）。

ta——有一定質量潛力汽油的實際終餾點，℃；

5 結語

成品油順序輸送社會經濟效益大，技術相對成熟可靠，利于安全環保。混油量的控制是個綜合過程，需要考慮輸送的各個環節，采用先進的技術手段，制定合理的方案，使其滿足經濟利益最大化的同時要保證其質量要求。