南输成品油管道冬季输送柴油的析蜡分析

南输成品油管道冬季输送柴油的析蜡分析 第34卷第4期 2005年8月 当代化工 ContemporaryChemicalIndustry Vo1.34.No.4 August,2005 南输成品油管道冬季输送柴油的析蜡分析 才德权,赵玲 (中国石油抚顺石化公司储运公司,辽宁抚顺113000) 摘要:从近年来南输成品管道输送柴油析蜡的实际生产情况出发,通过对其温度变化曲线 和析蜡数据的分析,总结了析蜡的原因,并给出了解决柴油析蜡的措施. 关键词:管道输送;低温;柴油;析蜡;措施 中图分类号:TE626.24文献标识码:A文章编号:1671—0460(2005)04—0225—05 抚顺至营口鲅鱼圈南输成品油管线(简称南 输成品油管线)为埋地管线,1995年建成投产,管 道全长245.8km,在抚顺,鞍山,鲅鱼圈分别设有 首站,中间站和末站. 1999年3月,南输成品油管线汽油顶+5#柴 油输送时,由于+5#柴油析蜡,造成混油段延长, 混油量从正常的50t左右上升为2433t,末站1 台2×10m罐因此在长达1年的时间里储存该 油而没有正常投入生产,影响了抚顺至营口的油 品输转工作.在后来的生产中发现0#柴油也有 不同程度的析蜡现象,而且每年都有个别装船油 品头几舱不合格的问题.近几年来,由于采取了 一 些措施,柴油析蜡造成混油量增加的数量有所 减少,但是并没有从根本上解决问题,影响了正常 生产. 本文从分析南输成品油管线输送柴油析蜡的 实际情况出发,揭示了南输成品油管线的温降曲 线走势,探讨了地温在低于柴油析蜡点时输送柴 油防止析蜡的途径. 1南输成品油管线柴油温降曲线走 势分析 南输成品油管线为等温输油管线,即该输油 管道的介质为轻质的汽柴油,沿线不需加热,油品 从首站进入管道输经一定的距离后管内油温就会 等同于管线埋深处的地温.为了分析南输成品油 管线析蜡的过程,有必要按照热油管道的工艺原 理来确定该管线输送柴油时的温降曲线. 根据苏霍夫温降公式(忽略油流的摩擦热及 析蜡潜热的影响): In(一tO)/('L—to)=KTrDL/(GC)(1) 式中:——油品在管路起点的温度,?; '0——周围介质温度,即是管路埋深处的自然地温,?; —— 油品在管路中输送L距离后的终点温度,?; K——油品经管路至周围土壤传热系数,kJ/m2?h??; D——管路的外径.m; C——柴油在管路中的质量热容,kJ/kg??; L——管路的长度,m; G——油品在管路中的质量流量,kg/h. 总传热系数K是指当油流与周围介质的温 差为1?时,单位时间内通过单位传热 表 关于同志近三年现实表现材料材料类招标技术评分表图表与交易pdf视力表打印pdf用图表说话 pdf 面所传 递的热量,用来表示油流至周围介质的散热强弱. 该埋地长输管线散热的过程由3部分组成,即油 流至管壁的放热,钢管壁,防腐绝缘层的热传导和 管外壁防腐绝缘层至周围土壤的传热(包括土壤 的导热和土壤对大气及地下水的放热).忽略内 外径的差值,对于无保温的大直径管路,可近似按 ?收稿日期:2005.06.04修订日期:2005.06.15 作者简介:才德权(1967一).男,高级工程师,1990年毕业于抚颅石油学院石油储运 专业,现在抚颅石化公司储运公司从事技术工 作.电话:0413—65220墙. 226当代化工第34卷第4期 式(2)计算: K=l/[口1+?(f/11f)+口2](2) 式中:a.——从油品至管内壁的放热系数.在紊流时对K的影响 很小(南输成品油管线在紊流下运行),可以忽略,层 流时必须计入,kJ/(m.h??); —— 钢管,沥青绝缘层的厚度.m; A——钢管,沥青绝缘层的导热系数,kJ/(m-h??); a2——管外壁绝缘层至周围介质(土壤)的放热系数.kJ/ (m2?h-?). 当(h)>2时,可忽略土壤至空气间界面 热阻的影响,近似取 .2:2,1/{D[M(4h/D)]}(3) 式中:h——从地面至管路中心的深度,取1.5m; ,it——周围介质(土壤)的导热系数,kJ/m?h??. 由上可知,南输管线的总传热系数主要决定 于管一土传热系数2,n1和?(/2)可以忽略 不计. 抚顺至营口鲅鱼圈的地质情况为:抚顺至白 塔段为黄土状亚黏土,厚度20,30m;白塔至鞍 山段为黄褐色亚黏土及亚沙土,厚度10,25m; 鞍山至虎庄段为褐棕色亚黏土,厚度5,15m;虎 庄至鲅鱼圈为亚沙土或亚黏土,厚度5,15m. 南输成品油管线全线呈锅底形状,抚顺首站为海 拔132m,鲅鱼圈末站62m,鞍山至鲅鱼圈基本维 持在海拔10m的水平线上波动,在营口地区管线 在地下水以下.因此,沿线土壤的导热系数相差 非常大,但是鉴于南输管线是等温敷设的管线,油 品在到达营口地区之前已与地温相同的实际情 况,土壤的导热系数以抚顺至鞍山段的地质情况 为准(因此不考虑该管线鞍山中间站变径问题), 取0.87kJ/(m?h-?),相应地可以算出总传热系 数K为2.0kJ/(m2?h??). 本文所分析的柴油析蜡问题都是在每年的3 月初,当时的地温接近于4?,因此,油品的重量 热容C取4?时柴油的热容为0.448kJ/(kg - ?). 将上述数据带人式(1)中,并取南输管线首站 现在生产中的最大泵匹配9#+1#+2#+4#串 联运行输送柴油时的质量流量310t/h进行计 算,通过取点描图可以得到图1. 由图1可以看出: (1)南输成品油管线在管输柴油到达鞍山中 间站(130.8km)之前已经与地温非常接近,中间 站至末站的管输油品基本上在地温条件下运行. p \ 越 赠 306090l2015018021O24O 距离/km 图1南输成品油管线油温变化曲线(质量流量310t/h) Fig.1Temperaturechangecurve(310t/h) (2)首站至大线90km处是该管线的柴油温 降梯度最大区间,90km以后管输油品基本上在 地温条件下运行. (3)首站发出的柴油如果出站温度一定,则 在不同的季节其温降曲线随地温的升高而升高并 变得走势更加平坦;反之,当首站发出的柴油出站 温度不同时,则在相同的季节其温降曲线随首站 出站油品温的升高而在首站至90km段温降梯 度加大. (4)用提高首站出站温度的 办法 鲁班奖评选办法下载鲁班奖评选办法下载鲁班奖评选办法下载企业年金办法下载企业年金办法下载 来提高末站 的油温,不会有收效. (5)上述计算结果经与南输成品油管线生产 运行参数比对完全吻合.如2004年8月9日,10 日,该管线输送柴油,出站温度为44?,距首站 101km处向首山分输,分输油品的温度为23?, 与图1完全一致. 2管输油品流量对其温降曲线的影 响 在上面计算油品温降曲线过程中可以看出, 苏霍夫温降公式还有一个参数是变量,即质量流 量.在上述分析温降曲线过程中,是取南输管线 首站现在生产中的最大泵匹配9#+1#+2#+ 4#串联运行输送柴油时的质量流量310t/h进行 计算的,现在取质量流量为350t/h和260t/h,再 次计算,取首站出站温度为27?,地温为3.5?, 计算结果见图2.由图2可以看出: (1)提高管线的输油量能够有效地降低南输 管线0,90km段的温降梯度. (2)提高管线的输油量虽然能提高管线末端 2005年8月才德权,等:南输成品油管道冬季输送柴油的析蜡分析227 的油品温度,但提高量非常小,增加50t/h的输 油量其温度变化量为上升0.5?,在实际生产中 意义不大. \ 赠 306090I20I50I80210240 离/km 图2不同的管输油品流量对其温降曲线的影响 Fig.2Therelationoffluxandthetemperaturechangecurve 3南输成品油管线的地温曲线变化 南输成品油管线鲅鱼圈末站出口的油温变化 如图3所示. /\/\. |\|1 .|\f\? 2002年2003年2004年 图3南输成品油管线地温变化曲线 Fig.3Nanshuproductoilpipelinerealtemperaturechange CUrVe 图3真实地反映了管输油品与地温相同后随 地温变化的规律.其波动范围基本上在4,21? 之间,但每年的2,3月份问都有2,8天时问地 温接近3?,并且在2003和2004年的2,3月份 间还出现了每月探底3?2次的现象. 4柴油析蜡分析 1999年抚顺石化分公司第1次在3月份从 南输成品油管线输送+5#柴油,并于该年的4月 1日首次发现管线析蜡,以后每年的3,4月份都 不同程度地发现柴油析蜡现象(详见表1),造成 汽油顶柴油顺序输送时将管壁上的析出蜡溶解在 后续汽油当中,拉大了混油头至混油尾的距离,使 混油量大幅增加. 表1南输成品油管线溶蜡统计表 Table1ThestatisticofNanshuproductoilpipelinedissolved WaX 项目 质量指标 0—5—1O一2O 号号号号 标准 excel标准偏差excel标准偏差函数exl标准差函数国标检验抽样标准表免费下载红头文件格式标准下载 凝点/'C? 冷滤点/'C? 0—5—1O一2OGB/r510 4—1—5—14SH厂r0248 南输成品油管线析蜡是1999年在低于+5# 柴油析蜡点的地温下输送+5#柴油发现的,而该 管线1995年投产至1998年这3年中并未发现析 蜡现象,并且在1996年首,末站停掉了柴油加热 设施,这说明抚顺石化分公司的柴油在1999年以 后组分中含蜡量较高.由南输管线地温变化曲线 可以看出,每年的1,2,3,4月份管线地温都在8 ?以下,管线地温在4?以下的时间最大不超过 8天(主要集中在3月份),而表2说明在8?以 下+5#柴油将出现析蜡现象,在4?以下0柴 油也将出现析蜡现象.1999年储运公司在首站 化验室进行了+5#柴油和0#柴油的析蜡挂壁试 验,试验表明:在实验室条件下,+5#柴油和0 柴油在接近8?和4?时就开始在玻璃烧杯的内 壁出现蜡结晶.钢质管道内壁对柴油析出蜡的吸 附能力要比玻璃烧杯强,因此可以确认:+5柴 油和0#柴油在南输成品油管线内都有析蜡现象, 只是时间的长短不同,但由于地温在任何1个月 内都是有较大波动的,因此不能说+5#柴油在3, 4月份都有析蜡现象(+5#柴油3月份以后生 产),也不能说0#柴油在3月份有连续最大不超 过8天的析蜡现象. 在计算管线内油品温度变化曲线的时候,土 一 228当代化工第34卷第4期 壤的导热系数是以抚顺至鞍山段的地质情况为准 的,因为营口段的管线大部分浸在水中,导热系数 要比抚顺至鞍山段大得多,也就是说,油品沿管线 移动到营口段时散热更快,油品温度与地温更加 一 致. 每年的3月中旬至4月中旬,是南输管线盘 出4?左右的最低地温并进入8?以上温度区间 的时候,4月中旬以后管线内壁的结蜡就会开始 自行脱落.按照顺序输送的工艺特点,当地温开 始进入上升期(小于8?)的时候用汽油顶柴油输 送,一方面由于管线内壁的结蜡有自行脱落的要 求,另一方面汽油比柴油溶解结晶蜡的能力强,混 油量就会大幅增加.南输成品油管线溶蜡统计表 (表1)中所列溶蜡事件全部集中在3月中旬至4 月中旬就是这个道理. 另外,营口鲅鱼圈末站装船析蜡问题也是比 较严重的,从表3可以明确地看出这一点. 表30柴油装船析蜡统计表 Table3O#dieseloilseparatingoutwaxstatlstics 时间船名析蜡舱蒿凝煮滤 在每年的1,4月份都存在装船析蜡问题,原 因是析蜡集中在装船的头几个舱内,其他大部分 船舱不存在析蜡问题;海水温度在一3?,远低于 冷滤点,且头几舱在海水中停留时间较长,使末站 的柴油罐油品温度在0#柴油冷滤点(标准)之下, 但接近于冷滤点,末站柴油罐储存的油品的凝点 在一4?左右,冷滤点在1?左右,而抚顺首站发 出的0#柴油凝点在一1?左右,冷滤点在3?左 右,证明1,4月份管线存在析蜡现象,末站油品 潜力增大. 5南输成品油管线析蜡的解决 方案 气瓶 现场处置方案 .pdf气瓶 现场处置方案 .doc见习基地管理方案.doc关于群访事件的化解方案建筑工地扬尘治理专项方案下载 分析 由于南输管线在每年冬季,输送0#,+5#柴 油及末站装船过程中出现柴油析蜡问题,导致部 分用户的油轮到达目的港后无法将全部油品卸下 油轮.这种现象的发生严重影响了抚顺石化分公 司油品质量的良好声誉,也严重损害了抚顺石化 分公司及储运公司的经济效益.解决这一问题势 在必行. (1)调整炼油厂生产方案 每年3月中旬大线地温是全年的最低地温, 约4?,这期间南输管线输送0#柴油会有析蜡现 象,而4月中旬是管壁结蜡脱落的时间,是每年长 输管线溶蜡的多发时间.炼油厂应根据这一情况 调整每年生产+5#柴油时间.建议抚顺石化分 公司调整季节性油品的生产,在每年4月末安排 输送+5#柴油入南输管线.同时,炼油厂还可以 根据管线的实际情况,在1,4月份调整柴油的组 分,降低含蜡量,如降低残渣比. (2)在长输管线上在线加降凝剂 析蜡的主要原因是油温低于柴油的冷滤点, 长输管线地温不可能改变,降低柴油冷滤点是一 个方向.在每年的1,4月份输送0#和+5#柴 油时在线加入降凝剂,降低柴油冷滤点防止蜡结 晶析出.降凝剂加入比例需要根据分析结果和生 产实际而定. (3)调整长输管线输油批次 在3,4月份尽可能减少切混油次数,尽量避 免汽油溶解析出蜡的可能性,防止管壁结蜡集中 析出,而尽量让柴油将管壁结蜡溶解. (4)柴油溶解 南输管线集中溶蜡均发生在每年的3月或4 月间,而且是在90#汽油顶0#柴油或十5#柴油后 发生的.利用这一时期管壁结蜡开始脱落的特 点,在抚顺首站柴油罐留出5000t一5#柴油或 一 10#柴油,并结合地温的变化,在3月或4月间 输送90#汽油之前,用该预留油顶0#或+5#柴油 输送,将长输管线挂在管壁上的大量结蜡溶解在 一 5#柴油或一10#柴油中,进入末站0#柴油罐, 降档处理. (5)通球清管 每年的1,4月在长输管线上通球清管,以刮 掉管壁上的析出蜡.通球时间根据生产需要而 定,但选择在柴油换汽油时为最佳(因为汽油不析 蜡),这样清除的蜡可以随混油头进入混油罐. (6)加热?(下转第232页) 232当代化工第34卷第4期 动态检定中还要包括混编,就是用5节以上的载 重车辆与标准检衡车混合编组,主要检查对不同 车型的判别能力.只有拿到检定合格证后,才能 投人使用[2l.石油三厂安装的电子轨道衡也同 样存在这样的问题. 参考文献 [1]陆德民.石油化工自动控制设计手册[M].北京:化 学工业出版社,1988 [2]黄梦钊,姚至德.电子轨道衡与电子汽车衡[J].上海 师范大学,1998,(5):28—30 ApplicationofElectronicRailroadScalesintheRefinaryMetrology CHANGYan—hua,YANDe-ping (ChinaPetroleumEngineeringFushunCompany,Fushun113006,China) Abstract:Characteristics,workprinciples,basiccompositionandtechnicalindexofelectron icrailroadscaleswere summarized.Severalitemsshouldbeconsideredinapplicationofelectronicrailroadscalesd uringengineeringdesign. Keywords:electronicrailroadscales;sensor;refinary;metrology;app~cation (上接第228页)根据末站装船出现的析蜡问题分 析,末站柴油罐需要加温,装船管线需要伴热. 6结论 (1)抚顺至营口鲅鱼圈南输成品油管线和末 站装船工艺系统在每年的1,4月份不同程度地 存在柴油析蜡问题. (2)提高首站油品的出站温度和提高输油量 对降低南输成品油管线析蜡没有显着效果,在生 产中没有应用意义.但是可以通过通球清管,柴 油溶解,调整长输管线输油批次,调整炼油厂生产 方案等无需进行大的投资且损失小的措施解决这 一 问题. (3)末站装船出现的析蜡问题与末站柴油罐 的储存温度及装船管线的环境温度有关.末站柴 油罐需要恢复加热设施,装船管线需要恢复伴热 设施. (4)在南输管线的冬季生产过程中,应根据 地温的变化优化输油批次,对每次汽油顶柴油输 送前的柴油末罐油品要精心选择,保证将首站单 罐凝点,冷滤点最低(冷滤点为主)的柴油在一个 批次中柴油输送段的末端输送,以溶解管壁的结 蜡. (5)在每年的3,4月份地温开始上升时,如 果管线所输油品正好赶上汽油顶柴油输送,那么 必然要发生因管壁结蜡脱落和汽油溶蜡而造成混 油量大幅上升的现象.此时,应采取措施防止这 一 问题发生,即在输送汽油之前输送一定量的一 5#柴油或一10#柴油,将管线内结蜡全部溶解;或 者继续输送柴油而不输送汽油,待地温升高到10 ?左右再输送汽油,这样也可以避免大量油品不 合格问题的发生. AnalysisofDieselOilSeparatingOutWaxinNanshuProductOilPipelineinWinter CAIDe-quan,ZHA0Ling (PetroChinaFushunPetrochemicalCompanyStorage&TransportationCompany,Fushun113001,China) Abstract:AccordingtOtheanalysisofthetemperaturechangecurveandtheseparatingOUtwaxdataofdieseloil separatingOUtwaxinNanshuproductoilpipelineinwinter,thearticlesumupthereasonoftheseparatingOUtwax andgivethemethodstOresolvethisquestion. Keywords:pipelinetransport;lowtemperature;dieseloil;waxseparatedOUt;resolvent