提高顺序输送成品油管道混油切割精度方法

王凤娟，李立婉，王思维

（1. 中国石油大学（北京），北京 102249； 2. 四川石油天然气建设工程有限责任公司， 四川 成都 610000）

提高顺序输送成品油管道混油切割精度方法

王凤娟1，李立婉1，王思维2

（1. 中国石油大学（北京），北京 102249； 2. 四川石油天然气建设工程有限责任公司， 四川 成都 610000）

顺序输送成品油管道产生的混油不仅降低管道输送的经济效益，而且使现场处理工艺复杂。根据管道首站质量检测报告提供的前后油品物性参数，结合经验公式计算得出A纯油中允许掺混的B油品体积分数，并通过掺混实验验证掺混后的油品仍达到质量要求。将混油接收站的前一站的混油段浓度曲线进行修正，采用罐容法得出允许切割点的油品密度。此方法应用于WK成品油管道，最大限度的利用了成品油的质量潜力和自然掺混能力，提高了混油切割比例，使混油处理费用大幅减少，这对提高成品油管道混油切割精度具有一定的指导意义。

顺序输送；混油切割；掺混实验；罐容法

不同物性的油品在同一条管道内顺序输送提高了管道的经济效益，但相邻油品沿管道输送过程中由于对流传递和扩散传递作用将不可避免的产生混油。混油接收站需要建设专用混油罐储存混油，混油需进行回掺或送回炼厂重炼以满足油品质量要求，不仅降低了管输经济效益，而且使现场操作工艺复杂[1]。为了充分体现管道输送的优势，减少混油量，需提高混油切割精度，最大限度地利用油品质量潜力。

1 计算允许掺混量

1.1 汽柴油允许掺混浓度的计算

成品油管道进行顺序输送时，油品进入管道首站前会检测其物性参数，汽油中允许掺入柴油浓度主要受汽油终馏点的控制，根据前苏联公式计算[2]：

式中：Kc—汽油中允许掺入柴油的浓度；

【tσ】—规定的汽油允许终馏点，℃。

柴油中允许掺入汽油浓度主要受柴油闪点的控制，计算公式为：

式中：KQ——柴油中允许掺入汽油的浓度；

【tη】——规定的柴油允许闪点，℃。

上述公式得到的掺混浓度比实际油品能够掺混的量小，因此，在实际操作中，根据油品物性按照公式计算出一个大概的允许掺混比例，以此值为基础，逐步增大回掺比例，在实验室进行小样掺配，最终确定满足油品质量潜力的最大允许掺混浓度[3]。

1.2 批次允许掺混量的计算

假设前行油品为A油，后行油品为B油，经试验确定的最大掺混浓度为 KBgA（A 油中允许掺入的 B油浓度）和 KAgB（B 油中允许掺入的 A 油浓度），A油批量为 VA，B 油批量为 VB，则某一油品允许混入的另一种油品的容积为[4]：

2 由混油段浓度曲线得到累积掺混量

前行A油后行B油的混油段浓度曲线如图1所示，将浓度曲线沿长度方向划分为微元段 L1、L2、L3……和 S1、S2、S3……，各微元段所对应的混油长度L、A 油浓度KA、B 油浓度 KB可由曲线得出，从而可计算出每个微元段内混油体积V=LA（A为管道截面积）、A 油体积 VA=V×KA、B 油体积 VB=V× KB（图 1）。

图 1 混油浓度沿管道长度的变化Fig.1 The concentration along the pipeline

混油前段富含A油，累计B油体积，若前n段总 B 油体积等于计算得到的 B 油允许掺入量VB混，则此点对应混油密度[5]。

3 混油段浓度曲线的拟合

成品油在管道内输送时由于受到首站混油、中间站场、起伏地形、停输及意外操作等因素的影响，实际浓度曲线与经验公式计算的结果有很大差别，因此按照经验公式由首站数据直接计算得到的末站混油浓度曲线不能精确指导混油的切割。为了减少上述因素的影响，考虑采用混油接收站前一站的现场实测浓度曲线结合经验公式计算并加以修正得到混油接收站的浓度曲线。按照该思路采用两种方法进行计算，并将结果与实测的混油接收站浓度曲线对比，分析每种方法的可行性。采用WK成品油管道的前行 93#汽油、后行-35#柴油的实测混油段数据进行验证，其末站为 JG 站，前一站为 605 站。

3.1 比例系数法

基本思想：由管道首站数据按照经验公式分别计算出前一站和混油接收站的混油长度，得到混油接收站与前一站混油长度倍数，将实测的前一站的浓度曲线上各个浓度点的混油长度乘以该倍数得到混油接收站的近似混油浓度曲线。

WK 线首站顺序输送 93#汽油、-35#柴油，油品粘度分别为 7.6×10-7、3.723×10-6m2/s，速度为1.15 m/s，首站到 605 站距离为 205 734 m，首站到JG 末站距离为 291 034 m，计算得到 605 站混油长度为 1 053.7 m，JG 混油长度为 1 253.3 m，混油长度增长倍数为 1.189，将 605 站实测混油段各个浓度点的混油长度乘以 1.189，得混油段密度曲线计算值，如图2所示。将计算结果中密度进行修正，得到JG 密度曲线修正值。

图 2 比例系数法得到 JG 密度曲线图Fig.2 The density curves attained by proportional coefficient method

由计算结果可以看出，计算得到的混油长度大于实测的混油长度，且密度曲线有较大的偏差。

3.2 经验公式法

基本思想：根据各个混油浓度点与该浓度点油品距起始接触面距离 x、该浓度点油品在管道内输送时间t及湍流扩散系数TD的关系：

由前一站实测浓度曲线及油品运行数据，计算得到每个浓度点油品在管道内实际输送时间，已知前一站与混油接收站距离，可求得各个浓度点油品到达末站的时间，由关系式计算得到各个浓度点距起始接触面距离，从而回归出混油接收站的混油浓度曲线。考虑到前一站实测浓度曲线为油品进站时的状态，过站后其混油量必有增加，因此采用修正系数对曲线进一步修正。

取605站实测浓度曲线上A油浓度为92%的点为例，对应 Z 值为 0.994，其距起始接触面距离为264.04 m，湍流扩散系数为 0.091 788，根据上面关系式，可得该点在管道内输送时间为 192 189.6 s，605 站与 JG 末站距离为 85 300 m，计算得该点到末站时间为 266 330.39 s，代入关系式求得混油段到达JG 末站时 92%浓度点距起始接触面距离为 310.83 m，同理求得所有点距起始接触面距离，JG 末站混油段浓度曲线如图3计算值，考虑到进站混油量增加的影响，乘以修正系数 1.08，得到 JG 末站混油段浓度曲线如图3修正值。

图 3 经验公式法得到 JG 密度曲线图Fig.3 The density curves attained by empirical equation method

由计算结果可以看出，拟合得到的 JG 混油段密度曲线能较好的与实测的混油段密度曲线吻合，该方法研究价值较高。

4 结 论

根据混油接收站前一站的现场实测密度曲线，采用经验公式法计算得到混油接收站密度曲线，该方法具有以下优点：

（1）可以减少全线计算的累积误差

由于实际管道的管径、长度等参数与管道数据资料存在误差，管道变径对混油产生影响，停输时混油扩展等因素，使实际管道内混油的变化比较复杂，采用公式从首站计算得到的结果将产生较大的累积误差。而以前一站的实测数据为基础，则不存在以上所述因素引起的累积误差。

（2）两站之间的误差可以采用经验系数修正

前一站的混油段密度数据为进站时密度计检测数据，混油经过站场后密度曲线会发生变化，混油段增长，可以将各个浓度点的混油长度乘以经验系数加以修正。

［1］武士坤．长输成品油管道顺序输送的混油切割与处理[J]．广东化工，2011，38（11）：98-99．

［2］桑广世，孙宇．成品油管道批次/批量和各站库容的计算[J]．油气储运，2000，19（2）：16-19．

［3］程玲．让管输混油回掺比例最大化[J]．中国石化，2010（3）：34．

［4］杨筱蘅，张国忠：输油管道设计与管理[M]，石油大学出版社（山东），1996.

［5］ 朱峰，梁静华等．成品油混油切割与掺混试验[J]．油气储运，2011，30（5）：364-368．19(1)：66-72．．

丙烯市场“风向标”难填需求缺口

近年来，山东地区丙烯下游装置扩能速度加快。以丁辛醇为例，截止 2013 年底山东丁辛醇产能为 142.5 万吨/年，较 2012年增加 54.5 万吨，增幅达 61.93%。另外，像 PP 粉料、丙烯酸、环氧丙烷等亦有不同程度扩能，而与此同时地炼的丙烯产量并没有明显增加，这就导致近两年山东丙烯需求的缺口更加明显。

作为国内丙烯市场的“风向标”，山东市场一直以来都是大家关注的焦点，这里的任何风吹草动似乎都牵动着场内人士脆弱的神经。

2014 年以前，山东地区丙烯产能集中在中石化齐鲁、济南、青岛、胜利等子公司以及 36 家地方炼厂。中石化系统原油加工量相对稳定，且装置开、停车时间基本固定，故丙烯产出量比较稳定，但其均配套有下游装置，丙烯常年以自用为主，外销量十分有限。地方炼厂受政策影响更加明显，特别是原油配额问题始终困扰着地方炼厂，据金银岛统计，地方炼厂常年开工率仅在 40%左右，而这也间接限制了其丙烯产量。据统计，山东地区丙烯日均商品量在 2000-2400 吨之间，而日均消费量则在 4000 吨以上，也就是说山东市场每日有 2000 吨左右的丙烯缺口，这 2000 吨的缺口需要周边地区如东北、天津、河北等地以及进口货源来补充。在此背景下，当地有实力的企业纷纷将目光投向了丙烯产出率更大的 MTO、PDH 项目上，意图分享山东市场这块“蛋糕”。据已经确认的消息，如烟台万华的 20 万吨/年 PDH 项目、阳煤恒通在临沂的 30 万吨/年 MTO项目、京博石化的 25 万吨/年混烷脱氢项目、鲁清石化的 20 万吨/年 MTP 项目等纷纷上马，以上装置投产后有的以满足自用为主，有的则全部外销。

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文献标识码： 1671-0460（2014）07-1376-03

2014-05-06

王凤娟（1990-），女，中国石油大学在读研究生，现主要从事成品油顺序输送相关研究工作。