成品油混油掺混实验与临界比例计算

混油处理是成品油长距离输送管道运行管理的关键环节之一。基于将混油以掺混的方式部分或全部回掺到纯净油品中的混油处理方法,以GB 17930-2006《车用汽油》和GB/T 19147-2003《车用柴油》规定的质量控制指标和测试方法为依据,结合国内顺序输送管道运行的实际情况,针对特定管道开展了顺序输送油品的掺混实验。结果表明:在柴油中掺入汽油,对掺混比例最敏感的质量项目是闭口闪点;在汽油中掺入柴油,受到显著影响的质量项目有终馏点、研究法辛烷值、抗爆指数,而终馏点的敏感性表现最突出。依据测试结果,以敏感质量项目为控制目标,推荐了生产实际可采用的临界掺混比例计算公式。     

乌鄯线冬季冷热油交替输送运行方案

为保障西部原油管道乌鄯线安全平稳运行,实现节能降耗输送,分析了乌鄯线和阿独乌线外输哈国油物性、沿线油温、地温数据,进而探讨了乌鄯线冬季运行冷热油交替输送的可行性。研究结果表明：长输原油管道冬季低输量运行,其进站油温差距不大并与地温的变化趋势一致,沿线地温为冬季冷热油交替输送的重要参数;采用冷热油交替输送工艺,哈国油常温输送对北疆油物性影响不大;乌鄯线冬季运行采用冷热油交替输送,节约燃料天然气约51.6%,节能降耗效果明显,说明乌鄯线冬季运行采用冷热油交替输送具有可行性。     

稠油降黏减阻及其流变学性质

针对稠油的管道输送问题,从降黏减阻的角度开展研究工作。采用管流实验和流变仪测试相结合的方法,探讨了升温、充气和掺混稀油对稠油降黏减阻的作用效果。结果表明:对于具有牛顿流体本构关系的稠油,升温和掺混稀油均具有明显的降黏减阻作用,其减阻效果呈指数关系衰减;充气减阻仅在大流量、低温度的条件下发生,且黏度的降低幅度不大。针对掺稀油减阻,提出了一个指数关系式对混合黏度进行预测,该公式是稠油黏度、稀油黏度及稀油体积含率的函数,通过与实验数据进行对比,证明了其预测精度较高。     

油品混合输送在西部原油管道的应用

对塔里木油、哈国油和北疆油以不同比例混合后进行凝点测试,分析不同热处理温度与相同热处理温度下不同加剂量对油品凝点的影响,得到不同混油比例热处理温度及加剂量对油品凝点的影响规律,即重复热处理温度需高于40℃,加剂量控制在25 mg/kg.基于实验室研究结果,在西部原油管道输送混合原油的过程中,沿线取样进行凝点测试,获得不加剂和加剂混合原油经沿线复杂热历史和剪切历史作用后凝点的变化情况,由此得出:首站一站启炉即可保证管道的安全运行,同时可结合管道特点制定安全、经济的运行方案.     

加剂高凝原油析蜡规律研究

以2008年西部原油管道加剂输送吐哈和哈油时油头油尾出现油品凝点超高现象为例,应用DSC热分析技术分析了加剂油品物性突变原因,测定了原油的析蜡点、析蜡高峰点、析蜡热焓等特性参数,并根据测试结果计算了原油含蜡量.     

鲁宁输油管道初凝应急处置与思考

鲁宁管道输送胜利原油与进口原油的混合油，其具有高黏易凝的特点。2022年2月，该管道因焊缝破裂泄漏停输近30 h，启输后，站间距147.1 km的宁阳—滕州段出现在最高允许出站压力下流量和出站温度持续下降的初凝趋势，通过在其沿线注入热柴油，成功处置了此次初凝事件，约6天后管道流量恢复正常。鲁宁管道初凝事件及应急处置为大口径、长站间距加热输送管道安全积累了宝贵经验：(1)管道出现初凝趋势而出站压力趋近允许高限时，及时提升管道流量是关键；(2)优先向后半段及“瓶颈”段注入热稀油，疏通关键段及节点；(3)初期热稀油注入比例适当高于理论值，随运行工况趋稳适当调减比例；(4)通过站内热油循环保证加热设施正常运行，以便提高管输原油出站温度。最后提出建议：(1)热输原油管道设置站内循环流程是极其必要的；(2)深入研究鲁宁管道管输油品性质、管输运行规律及流动保障技术；(3)基于运行数据挖掘明确、细化管道初凝应急预案。（图11，表2，参21）     

混油的形成因素及处理方法

以格拉成品油管道为例，分析了输送距离，油品的剪切速度，中间泵站，翻越点、停输和落差6种因素对成品油管道混油产生的影响，指出把性能相近的两种油品，按轻质油品在前，重质油品在后的顺序进行输送，采用球阀切换油品；简化泵站工艺流程，严格控制翻越点后各泵站的进站压力和避免停输等一系列方法对减少混油效果显著，介绍了处理混油的工艺流程和掺混比例。强调指出，油顶油的直接输送方式经格拉成品油管道实践证明简单易行，推荐在我国成品油顺序输送中采用。     

冷热原油顺序输送过程混油浓度的数值模拟

基于Fluent多相流(VOF)模型,采用有限容积法建立了顺序输送混油数学模型,针对冷热原油顺序途经90弯头、10m落差的管输过程进行了数值模拟。以大庆原油和俄罗斯原油为例,分析了不同输送顺序、流速、油温对混油浓度的影响。研究表明:在冷热原油顺序输送过程中,提高输送速率可以缩短混油段长度,且在流速一定的情况下,前行密度小、粘度低的俄油,后行大庆油的温度相对越低,掺混量越少;当后行密度小、粘度低的俄油,前行大庆油的温度相对越高,掺混量越少。该数值模拟结果与管道的实际运行情况相符。     

中哈原油管道冬季运行问题分析

针对中哈原油管道冬季运行期受地温低及油品凝点高等因素的影响而易发生油泥沉积及蜡堵等现象,认为应采取低输量运行、改变输送方式、连通旁通管等解决措施,并提出了掺混稀释输送、添加降凝剂、调整清管程序、设立增压站等建议.     

加热与常温输送在役原油管道对调运行投产技术

【目的】原油管道Q₁线与Q₂线对调运行是中国首例加热与常温输送在役原油管道对调运行工程,其采用“一边改造,一边运行”不停输方式进行对调运行,涉及工艺流程复杂、工程实施难度大、分输与注入用户多等众多因素制约。【方法】开展加热与常温输送管道水力、热力系统改造研究,分析对调运行投产期间影响常温管道预热、热油管道温降的各项因素及不同对调运行置换方式的优缺点,确定合理的改造及对调方式,以减少其对正常生产运行带来的影响;校核Q₂线常温输送管道改造为加热输送后预热模拟计算的准确性,并通过实际工程数据验证模拟结果是否满足工程实际需求,同时积累Q₁线热油管道改造为常温输送后油品置换的现场实践经验,并针对对调运行期间的关键节点提出合理建议。【结果】在役常温输油管道改造为加热输送,其预热方式要结合现场实际情况来选择,以Q₂线为例,其采用“提前加热管输俄油+高温俄油预热”的方式,可使管道满足庆油输送要求。由加热输送方式改为常温输送方式应考虑采取相应措施使站间油品温度逐渐降低,如采用按批次定量输送温度逐...     

风城超稠油外输管道掺稀输送工艺

参考国内外应用成熟的稠油降粘工艺，结合克拉玛依石化公司的加工技术，提出了风城稠油掺柴降粘外输方案。重点研究了风城稠油特性，掺柴后的混油特性，掺柴工艺流程，不同输量下管道运行的水力、热力条件，以及最小启输量、最大输量及安全停输时间等。结果表明：掺柴后的混油在一定温度下表现出牛顿流体特性；掺稀工艺满足事故工况和投产初期低输量运行要求，低黏度下满足设计输量的最小掺柴质量分数为20％，高黏度下满足设计输量的最小掺柴质量分数为25％，且低黏度和高黏度下管道外输量适应范围较大。风城超稠油外输管道的顺利投产，可为我国今后设计线路更长、输量更大的稠油外输管道提供参考。     

原油含水对管道运行的影响

介绍了水在原油中的存在状态及含水率的测量方法,结合马惠宁管道近期的实际情况,就原油含水对原油流变性、管道运行及设备的影响等问题进行了试验研究,指出:(1)在一定范围内,原油的粘度和凝点随含水率增加而增大,含水率低于5%,对原油流变性影响不大;(2)高含水原油进入管道会造成管道运行不稳定,并使管输能耗明显增加;(3)靖马原油所含水分对管道和设备具有较强的腐蚀性,并影响了加热炉的正常操作;(4)应避免3m罐位以下的高含水靖马原油集中进入管道,对这部分原油可采取与马岭原油掺合的输送工艺。     

一种由混合油粘度求混合油比例的新方法

系统研究了鲁宁管道所输胜利油，进口油按不同比例，不同温度混合时的粘度，提出了根据混合油粘度求混合油比例的一种新方法，该方法的原理是首先测量不同比例，不同温度混合原油粘度，回归混合原油比例与混合原油粘度，温度的关系式，利用回归公式对混合油比例进行计算，为管道安全运行提供科学依据。     

原油差温顺序输送最大安全停输时间

原油差温顺序输送管道最大安全停输时间的确定是目前原油顺序输送技术领域重要而又尚无公认可行方法的技术难点。为此,基于数值模拟结果,从“再启动难易程度”的角度对停输安全性进行分析。通过一系列理论分析,导出了既能满足生产需求又简便易行的原油差温顺序输送管道最大安全停输时间的确定方法：对于不存在停输危险性的停输时机,理论上最大安全停输时间为无穷大;对于存在停输危险性的停输时机,通过数值模拟分析,先找到刚好使无量纲排空时间趋于无穷大的停输时间,再进一步在该停输时间附近找到满足判定条件“只要再启动过程出现进站流量随时间减小的现象都不安全”的停输时间,即最大安全停输时间。该方法同时适用于普通含蜡原油管道。     

河口稠油掺水降粘输送试验研究

由于胜利油田河口稠油粘度高、密度大,因此稠油的开采、输送和加工处理都比其它石蜡基原油困难得多.为了寻求更经济、有效、可靠的稠油输送方法,通过大量的室内环道试验和现场试验,研究分析了稠油掺水输送的技术条件及降粘效果,并通过优化得出了河口稠油的最佳输送工艺参数,表明了稠油掺水降粘输送是一种比较经济、有效的稠油输送方法.     

混合原油温度对流变性的影响

在室内试验的基础上,研究了混合原油温度对流变性的影响,提出了混合原油凝点、粘度、稠度系数、流变指数等参数与混合原油温度的关系式,通过对鲁宁输油管道现场实测证明,该关系式的计算结果能够满足管道运行的需要,为鲁宁输油管道的生产决策提供了可靠的试验数据.     

含蜡原油管道含蜡量计算及加剂油头跟踪方法

针对高含蜡原油因结蜡导致管道堵塞和停输再启动困难的问题,基于运行参数分析,通过长输管道水力摩阻计算公式变换及SPS模型拟合,计算得到了管道内以结蜡为主的不可流出物的含量,并利用加剂油头到达末站引起过滤器堵塞及油头凝点变低的现象,得到了管道内实际不可流出物的体积,与模型计算结果对比表明：计算含蜡量与实际含蜡量相吻合,模型基本满足要求。由于乍得加剂高凝油与非加剂高凝油的黏度差别较大,提出了一种根据各阀室站场间压力差变化来跟踪加剂油头的方法,用于判断加剂油头到达的大概位置,为高凝高含蜡原油管道加剂时间及加剂量的确定提供参考。     

管流剪切对加剂原油低温流动性的影响

在长距离的加剂常温输送管道中,加剂原油必然经受长时间的管流剪切。研究表明,在缓慢降温过程中的管流剪切会对油样的低温流动性产生显著影响,影响程度的大小与降温速率及剪切时间密切相关,而且存在一个“最佳降温剪切率”。描述了最佳降温剪切率在加剂原油粘度变化和倾点(凝固点)变化中的体现。研究证实,油样中高碳蜡的含量对中低速剪切效应有影响,影响程度的大小与降温速率及剪切时间密切相关。     

一种新的胶凝原油管流启动屈服应力测算方法

准确预测胶凝原油的启动屈服应力,是实现含蜡原油管道安全经济输送、避免"凝管"事故发生的关键所在。以管流试验数据为基础,分析了管道轴向受压时间差异对胶凝原油启动屈服应力测量结果造成的影响。结果表明:在管流装置中,启动屈服应力的测量值随测量管段长度的增大呈减小的趋势。结合三参数双曲模式触变方程,提出了一种基于非线性最小二乘拟合原理的数据处理方法,能够求得测量管长趋于无限短时胶凝原油的启动屈服应力,统一了对特定工况下凝油结构强度的评价标准。     

华北成品油管网混油控制及处理改进措施

成品油管道运行过程中产生的混油难以全部回掺处理.混油拖尾、油源油品质量潜力、管输油品品种变化、清管操作及油品质量标准等因素均会对混油量和混油处理工作产生影响.基于对以上因素的分析结果,华北成品油管网逐步在管输运行管理环节采取限定最小顺序批量、合理安排输油顺序、调整油品流向及控制注入油品质量等措施;在站场工艺环节,进行注入及下载切换流程改造、增加中间站混油回掺设施等技术改造.实际应用结果表明：上述措施可有效控制批次混油量,增加管网混油回掺处理能力及灵活性,实现混油全部回掺处理.针对管道设计阶段,提出增加末站混油罐容、合理设置结点站连通流程等建议.