王立華（中國石化管道儲(chǔ)運(yùn)有限公司曹妃甸油庫，河北 唐山 063200）

進(jìn)入21世紀(jì)以來，隨著我國國民經(jīng)濟(jì)的增長，我國的能源消耗數(shù)量大幅上升，特別是對(duì)原油、天然氣等資源需求量正在逐年遞增。2014年全國石油消耗量已超過4×108噸。

1 概述

曹津線輸油管道是中石化管道儲(chǔ)運(yùn)公司在中國最北方鋪設(shè)的輸油管道，主要肩負(fù)著為天津石化、燕山石化、石家莊煉化和滄州煉油廠輸送由曹妃甸原油碼頭所進(jìn)口原油的任務(wù)，年設(shè)計(jì)輸送能力為2000萬噸。由于進(jìn)口原油凝點(diǎn)（原油在測(cè)試條件下失去流動(dòng)性的最高溫度）較高，所有曹津線輸油管道自投產(chǎn)運(yùn)行以來一直采用常溫輸送的工藝。

冀東油田位于河北省唐山市曹妃甸區(qū)境內(nèi)，年生產(chǎn)原油量約150萬噸，均為高凝點(diǎn)（凝點(diǎn)約23℃-26℃）、高品質(zhì)原油。由于曹妃甸原油碼頭所進(jìn)口原油主要以中東地區(qū)原油品種為主，凝點(diǎn)約-29℃，屬于高硫油品，品質(zhì)較差。為滿足華北地區(qū)各煉廠的需求，曹妃甸油庫將為其輸送冀東油田原油。

2 傳統(tǒng)輸送工藝

根據(jù)近幾年對(duì)高凝原油儲(chǔ)存、輸送工藝的研究，傳統(tǒng)儲(chǔ)存、輸送工藝為加熱爐對(duì)原油進(jìn)行加熱，然后經(jīng)長輸管道進(jìn)行輸送，若輸送距離較長的管道，中間站隊(duì)需要對(duì)原油進(jìn)行二次加熱，以滿足輸送的工藝要求。

以曹妃甸油庫工藝流程為例進(jìn)行分析，曹妃甸油庫共有已投用10萬立方米儲(chǔ)油罐8臺(tái)，總庫容共計(jì)80萬立方米。在向站外輸油時(shí)，原油經(jīng)過儲(chǔ)油罐罐前管線進(jìn)入給油泵進(jìn)行一次加壓，然后加壓后的原油通過加熱爐進(jìn)行加熱，加熱后的原油通過加熱爐出口匯管進(jìn)行外輸泵外輸出站。

曹妃甸油庫共有管式加熱爐三臺(tái)，其中型號(hào)為GW8000-Y/6.4Y型兩臺(tái)，功率為8000KW，型號(hào)為GW5000-Y/6.4Y2型一臺(tái)，功率為5000KW。在原油外輸和儲(chǔ)存過程中，需對(duì)冀東油田高凝原油進(jìn)行加熱處理，特別是進(jìn)入秋冬季以后，曹妃甸油庫低溫較低，而且低于該油品的凝點(diǎn)，所以在儲(chǔ)存和輸送冀東油田原油時(shí)，我們必須對(duì)原油進(jìn)行加熱處理。

冀東油田原油通過管道進(jìn)入曹妃甸油庫時(shí)是高溫原油，冀東油田已經(jīng)對(duì)原油進(jìn)行了加熱處理，根據(jù)了解冀東油田滿罐（10萬立方米儲(chǔ)油罐）外輸原油出站溫度約30℃，預(yù)計(jì)到達(dá)曹妃甸油庫儲(chǔ)油罐時(shí)原油的溫度約28℃，根據(jù)曹妃甸油庫地溫統(tǒng)計(jì)報(bào)表（2013.9.1—2014.8.31）（見附表）中數(shù)據(jù)可知1月份曹妃甸油庫平均低溫約5.6℃。

曹妃甸油庫地溫統(tǒng)計(jì)報(bào)表（2013.1—2013.12）

考慮到冀東油田原油的凝點(diǎn)在23℃-27℃，所以原油進(jìn)站后必須加溫到30℃，才能在油罐中進(jìn)行儲(chǔ)存。假設(shè)將8萬噸原油從28℃進(jìn)站原油加熱至35℃，則需要吸收的熱量為：

Q=C*M(T2-T1)

其中：Q——原油吸收的總熱量

C——原油的比熱容2.450×103J/(kg·℃)（此數(shù)據(jù)來自冀東油田）

T1——原油加熱前溫度

T2——原油加熱后溫度

通過計(jì)算可知Q=1.372E+12 J=38.1E+4kW·h

曹妃甸油庫單臺(tái)加熱爐的最大功率為8000kW，則計(jì)算可知單臺(tái)加熱爐需要連續(xù)運(yùn)行47.5小時(shí)，將消耗大量的燃料油，燃燒產(chǎn)生的廢氣也對(duì)控制造成很大的污染，鑒于上述原因我們開展了國產(chǎn)高凝原油與進(jìn)口低凝原油配比儲(chǔ)存、外輸技術(shù)研究。

3 混合配比研究

考慮到傳統(tǒng)輸送高凝原油工藝中存在高能耗的缺點(diǎn)，而且冀東油田原油通過曹妃甸油庫年輸送量預(yù)計(jì)不超過100萬噸，曹妃甸油庫年進(jìn)口原油量約在1150萬噸，所以曹妃甸油庫具備將冀東油田來油與進(jìn)口油混合儲(chǔ)存、外輸所需要的貨源。

通過研究發(fā)現(xiàn)兩種凝點(diǎn)不同的原油按照一定比例混合后凝點(diǎn)的變換并不是呈現(xiàn)線性變化，根據(jù)在實(shí)驗(yàn)室研究的結(jié)果發(fā)現(xiàn)通過對(duì)按照固定比例混合后的原油進(jìn)行凝點(diǎn)測(cè)定得出結(jié)論如圖表1所示：

圖表1

曹妃甸地區(qū)冬季最低氣溫在-20℃，所以按照試驗(yàn)結(jié)論可知將進(jìn)口原油與冀東油田高凝原油按照5:1的比例混合后的原油的凝點(diǎn)低于-20℃，可以滿足要求。

曹妃甸油庫擁有原油比例混合外輸?shù)南冗M(jìn)經(jīng)驗(yàn)，可以通過站內(nèi)工藝操作將進(jìn)口原油和冀東油田原油在儲(chǔ)罐內(nèi)充分混合。為保證混合比例的精確，操作人員需實(shí)時(shí)監(jiān)控原油儲(chǔ)罐罐位變化。首先將冀東油田進(jìn)站原油輸送至特定混合儲(chǔ)罐內(nèi)，然后通過來油量確定需配比的進(jìn)口原油量，然后通過站內(nèi)攪拌流程將進(jìn)口原油輸送至混合儲(chǔ)油罐內(nèi)，達(dá)到所需比例后將兩種原油充分融合。

站場內(nèi)主要設(shè)備完成工藝參數(shù)采集、控制參數(shù)采集、接受控制系統(tǒng)信號(hào)完成相關(guān)功能實(shí)現(xiàn)，主要設(shè)備包括：

（1）數(shù)據(jù)參數(shù)采集設(shè)備，如雷達(dá)液位計(jì)，壓力變送器，超聲波流量計(jì)等；

（2）調(diào)節(jié)控制及執(zhí)行設(shè)備，如SCADA系統(tǒng)、電動(dòng)調(diào)節(jié)閥等。

4 結(jié)語

通過將兩種凝點(diǎn)不同的原油按照特定比例混合后，使混合原油達(dá)到了常溫輸送的條件，降低了原油長輸費(fèi)用，減少了加熱原油造成的空氣污染和能源浪費(fèi)。

[1]尚鳳山.原油混合輸送的技術(shù)問題.油氣儲(chǔ)運(yùn)，2004,23（5）6-7,12.

[2]陳俊，張俊軍，張帆.計(jì)算混合原油凝點(diǎn)的一種新方法，石油大學(xué)學(xué)報(bào)，2003,27(5):77-80.

[3]張曉東，王峰，萬樹志.黃青線高、低凝點(diǎn)原油混輸時(shí)出站油溫的確定，安全技術(shù)，2006,6(4):19-20.