姚店—甘泉管线加降凝剂运行安全与经济性分析

安家荣 李健（中国石油大学（华东）储运与建筑工程学院）

姚店—甘泉管线加降凝剂运行安全与经济性分析

安家荣 李健（中国石油大学（华东）储运与建筑工程学院）

由于低输量热油管道在冬季运行中会遇到安全停输时间过短的安全隐患，生产单位所采取的措施有加入降凝剂和提高原油的出站温度。通过室内实验方法确定降凝剂 GY-3的最佳添加浓度和最佳热处理温度，进而得出在最优加剂条件下的原油的物性及流变特性。通过管道模拟软件建立姚店—甘泉管线模型，对加剂前后管线运行工况计算，得出相应参数；并建立经济比较模型，通过经济分析后确定添加降凝剂的工况，为现场生产提供依据。

原油管道 低输量 降凝剂 仿真模拟 经济比较

姚店—甘泉线起自姚店联合站，止于甘泉输油站，中间站有川口输油站、南泥湾插输站，全长90.82km。管输原油有：三处原油、长庆青化砭原油、南泥湾原油、川口原油和各原油的混合油。管线投产以来输量一直低于设计输量。目前的运行工况中，各站的出站温度较高，具有节能潜力。管线在冬季运行中，采用加剂加热输送和加热输送两种输送方式。

表1 姚店—甘泉线管道概况

1 降凝剂的室内试验

影响降凝剂改性效果的主要因素如下：原油的组成、降凝剂与原油的适配性、降凝剂的添加量、改 性 处 理 温 度 等[1]。 在 对 管 输 原 油 添 加 降 凝 剂 实 验前，首先分别对每种原油进行原油物性测量和流变性测量。测量后发现，管线各原油凝点约为20℃，各原油在牛顿流体范围内黏度较小。由于管输原油黏度较低，评价降凝剂效果时以凝点的降低幅度作为主要的参考。

1.1最佳加剂浓度的确定

确定降凝剂最佳加剂浓度和加剂温度的室内实验是在已经确定了降凝剂类型为GY-3的基础上进行的。对于已经确定的降凝剂，降凝效果并非是随着加剂浓度增加和处理温度升高而呈线性增加。

配置加入不同浓度降凝剂的各原油，通过测量相同热处理温度条件下加剂原油的凝点，进而确定出最佳加剂浓度（表2）。

表2 管线各原油不同加剂浓度下的凝点

由实验结果可知，降凝剂的最优加剂浓度为50×10-6。

1.2最佳加剂温度的确定

确定了加剂浓度后，通过测量不同加剂温度条件下原油的凝点，确定出最佳加剂处理温度（表3）。

由表3可知，原油的凝点在加剂后有所降低，但并非加剂浓度越大热处理温度越高，凝点降低幅度才越大。根据经济性分析，降凝剂的最佳加剂浓度为 50×10-6，最佳热处理温度为 50 ℃。

1.3降凝剂对原油流变性的影响

对加剂浓度为 50×10-6、热处理温度为 50 ℃的川口原油进行流变分析并与空白油样进行对比。实验所采用的流变仪为HAKKEVT550。

根据黏度测量结果发现，姚甘管线原油在牛顿流体范围内黏度较小，加剂后的原油在此范围内并没有降黏。在非牛顿流体范围内添加降凝剂后原油黏度有所降低 （图1）。

图1 剪切速率为 40s-1时空白油样与加剂油样表观黏度对比

此外，影响降凝剂改性效果的外部因素还有重复加热、冷却速度、过泵剪切、管流剪切等。

2 添加降凝剂的安全与经济性分析

加剂输送后不仅能降低低输量带来的安全隐患 ，并且带 来 了 经 济 效益[2]。

表4 加剂前后管输原油比较

管 道 安全运行 的 约 束 条 件[3]是 ：

◇出站温度小于设备或设计允许最大出站温度；

◇进站温度大于安全生产的允许最小进站温度；

◇出站压力小于管道允许最大出站压力；

◇进站压力大于生产允许最小进站压力。

在2月份某输量下，加剂前管道运行参数与根据软件模拟计算出的加剂后管道运行参数的对比见表5。

表5 加剂前后运行工况对比

通过经济比较计算得到，在此工况下运行1天，如果管道采用加剂加热运行可节省费用约为3000 元。

3 结论

1）姚店—甘泉管线的降凝剂最佳的加剂温度为 50 ℃、加剂浓度为 50×10-6，能有效降低管输原油的凝点。在较低温度下加剂后的原油表观黏度比加剂前有所降低。

2）根据姚店—甘泉管线实际运行工况，通过仿真软件的模拟、分析、计算得到，只有冬季较低输量时添加降凝剂才具有经济性。

[1]杨筱蘅,输油管道设计与管理[M].东营:中国石油大学出版社,2006.

[2]李传宪,原油流变学[M].东营:中国石油大学出版社, 2009.

[3]谢英,袁崇明,肖燕.在役埋地热油管道低输量运行的经济研究[J].油气储运,2008(4):10-13.

10.3969/j.issn.2095-1493.2013.010.018

2013-06-03）

安家荣，副教授，1987年毕业于中国石油大学 （油气储运专业），从事油气管输技术、油气集输及节能减排方面教学与 科 研 工 作 ， E-mail： anjiar@126.com， 地 址 ： 青 岛 经 济 技 术 开 发区长江西路 66号中国石油大学 （华东）储运与建筑工程学院，266580。