长输原油管道运行及原油调和的优化_杨江聆.pdf

化学工程与装备 2022 年 第 12 期 116 Chemical Engineering&Equipment 2022 年 12 月 长输原油管道运行及原油调和的优化长输原油管道运行及原油调和的优化 杨江聆（中石油云南石化有限公司，云南 昆明 650399）摘摘 要：要：随着全球石油炼化企业的发展，进口含硫混合原油的加工逐步成为各炼化企业发展的新趋势，进口含硫油无论是通过海运还是长距离管道输送的方式，都存在运输周期长，输送及调和难度大的问题，本文以某长输原油长输管道及配套加工炼厂为基础，分析长输管道运行及原油调和过程优化，为炼化企业平稳、长周期运行提供基础。关键词：关键词：长输管道；原油调和；运行优化 随着某长输原油管道项目顺利投产，标志着中国的东北（中俄原油管道）、西北（中亚原油天然气管道）、西南陆上（某长输油气管道）和海上（经过马六甲海峡的海上通道）四大油气进口通道的战略格局已初步成型，某长输油气管道缓解了中国对马六甲海峡的依赖程度，降低海上进口原油的风险。某长输原油管道的平稳运行对炼厂长周期安全、平稳运行起着重大的作用，本文以某长输原油管线配套千万吨炼厂加工为基础，分析原油调和及长输管道的优化运行。1 1 长输原油管道基本信息长输原油管道基本信息 某长输原油管道项目起自境外的原油首站，经长输原油管道自边境进入中国境内，全长 1418km。1.1 首站 首站与新建 30 万吨级原油码头相邻，包含 12104原油外浮顶油罐，3 台额定流量为 1050m3/h 的给油泵、3 台额定流量为 1050m3/h 的输油主泵，主要负责接卸海运原油到港，储存并转输原油至原油管道。1.2 某长输原油管道 长输原油管道分为两段，境外段全长约 770.5km，管径813mm。境内段长度 605.9km，管径813mm，支线 42.8km，管径610mm。某长输原油境外段管道共计充装 38.7 万立原油，境内段管道充装共计 31.7 万立原油。某长输原油管道正常运行工况下，自首站启输，至油种到达炼厂，需经过约23 天时间。2 2 储罐基本信息储罐基本信息 2.1 首站储罐 首站设计 12 座 10104m3原油储罐。操作弹性为 60%130%。码头设置 2 条914mm 的来油管线。配置有 30 万吨级原油码头，配合远洋油轮到港卸船。图图 1 1 原油调和基本框架图原油调和基本框架图 DOI:10.19566/35-1285/tq.2022.12.076 杨江聆：长输原油管道运行及原油调和的优化 117 2.2 炼厂储罐 原油罐区设计 10 座 10104m3原油储罐，其中包含 2 个罐组和 1 个泵区，操作时数 8400 小时。年周转量为 1000万吨，操作弹性为 60%130%。原油末站来油经 1 条 DN600管道，输送能力为 1786 1807m3/h，结合首站 12 座10104m3的库容，可满足远洋运输的储存天数。2.3 中间储罐 边境罐区设置3座5104m3原油储罐，设置31080m3/h给油泵，51080m3/h 输油泵，主要用于接收某长输原油管道境外段来油，采用旁接罐运行模式。3 3 原油管道运行及调和方案原油管道运行及调和方案 3.1 长输管道运行及调和架构 某炼厂主要加工中东高硫原油，原油采购完成后需通过船运至中转首站，在首站通过长输管道按照特定顺序逐一输送单一或多种原油，原油经过管道进入炼厂之后将多种油品分罐储存。在炼厂内，根据常减压装置平稳运行的生产需求，将多种油品按照一定比例进行调和。通过化验分析数据及在线分析数据，修正调和比例，最终供炼厂装置加工一种性质稳定的混合油品，原油调和基本框架如图 3-1 所示。3.2 原油调和关键指标 原油调和过程中，调和原油密度、各馏程切割数据、硫含量、酸值是作为调和控制的关键指标，多种原油调和过程中，各组分原油性质差别大，特别是生产初期，采购原油与设计原油差别较大，在调和过程，需对关键指标进行设防，严格控制一次调和率，以保证常减压装置进料平稳。3.3 三种原油定比例调和及管道运行方案 3.3.1 输送方案的制定 长输原油管道运行情况较为复杂，船期、管道、储罐运行过程中不可预知性较大，在运行过程中输送方案的制定是运行的基础，制定的输送方案应遵循以下几点原则：1）、首站、分站、厂内原油罐区储罐罐容均在合理范围内；2）、输送顺序可以满足调和原油性质较为稳定；3）、输送顺序与船期、检修期等衔接合理。（1）首站及罐区储罐合理罐容分配 原油首站是船运卸港末端，同时，首站也是长输管道的起始端，厂内原油罐区是长输管道的末端，首站及原油罐区的罐容情况是原油输送及调和的重要控制因素，合理安排首站及原油罐区的罐容、罐空，才能合理的安排原油输送计划。（2）调和原油性质稳定 无论是管道输送方案选择还是调和方案的优化，最终都是为了满足常减压装置的进料指标合格且稳定，为提高原油调和的一次调和率，通常需设定原油调和关键指标及限定值。原油调和过程中，通常设定原油的组分馏程、硫含量、酸值、密度、金属含量等指标为关键控制指标，根据实际加工工艺需求，区分各项指标的权重，调和过程设定过程控制优先层级，含硫含酸原油加工过程中关键管控指标为酸值、硫含量、组分馏程。3.3.2 调和方案的制定（1）调和方式选择 目前国内大多数炼化企业均是加工混合原油，无论是管道输送还是海运至港口，原油的调和方式基本为两种：单罐静态混合方式：利用油品密度差扩散理论，采用单罐沉降的调和工艺，原油依照先重后轻的原则，将待调和的原油分批从底部进罐线送入调和目标罐，各批次油品进入后经过沉降自然调和。此种调和方式一次调和率高，能耗小，调和过程可控性较大，但调和时间较长，且因是自然调和关系，静止后调和原油可能出现分层现场，混合不均匀。目前大多数沿海炼化企业均采用此方法。静态混合在线调和方式：利用多台调和泵及静态混合器，多批次原油同时调入目标调和罐，多种原油在混合器和储罐内调和。此种调和方式调和时间较短，原油混合程度较高，但调和过程可控性较差，一次调和率稍低。目前炼厂采取的此种方式。（2）原油在线调和 采用静态混合调和方案，首先需初步核算原油调和比例，依据各组分的评价数据核算调和比例，根据初步调和比例计算的混合原油酸值 0.288 mgKOH/g，硫含量 1.727%，各组分馏程基本与上一阶段和设计原油组分馏程一致，调和比例基本判定合理。在实际调和过程中，计算的调和比例为基本数据，实际调和还需要多方面的参数进行修正，以含硫油过渡期加工阿曼原油为例，阿曼原油评价数据酸值为 0.55mgKOH/g，实际分析数据酸值为 0.6-0.7mgKOH/g，远大于炼厂加工极限，实际管输及调和过程中，将酸值作为重点管控指标进行原油调和。将酸值作为最重要的关键指标进行管控，则返回调和比例中将阿曼原油调和量自20000立降低至15000立，此时，原油的硫含量稍有降低，各组分馏程数据也发生相应变化，在关键指标管控的前提下，此两项控制指标的波动则在可接收范围内。3.4 多种原油调和及管道运行方案：随着炼厂加工负荷的逐步提升及产品需求的综合考虑，炼化企业加工原油的种类也会逐步增加，后期将存在多种原油顺序到港、顺序输送及调和的工况，结合原油罐区组分原油罐罐容不足而只能进行三种原油调和的情况，需对多种原油管道输送及调和方案进行优化选择，根据实际不同产销需求及加工情况进行调整 3.4.1 等量替换方案（1）原则：存在多种原油需顺序输送工况时，且其中某两种（或多种）原油的各项性质指标接近，或某些炼厂加工过程的关键管控性质相近时，可采用等量替换的方案。（2）输送及调和方案：将性质相近的此两种（或多种）原油判定为一种原油，重新计算调和比例，按照新的调和比例安排此两种（或多种）原油与其他组分油间断输送，将除此两种（或多种）原油以外的组分油判定为关键组分油，此两种（或多种）在关键组分油前后分批次输送，厂内原油罐区接收过程中，若储罐有罐空则将多种原油分罐储存，若不能满足，则将此两种（或多种）原油 （下转第（下转第 122122 页）页）122 李金富：二次采油与三次采油结合技术 对巨大。当前，国内外油田所应用的聚合物配套工艺不断成熟，且已经广泛应用于三次采油工作之中，由设备设施的改进，原材料的选择，高效的生产及技术成熟发展等出发，已经形成了整体产业规模。纳米技术在调驱材料之中的应用已经成为油田发展的主要趋势。2.3 油藏适应性评价技术 第一，水驱潜力评价技术，以往，其会针对剩余油潜力开展评估的主体对象作为单油层，应用这一技术，无法对油藏单砂体剩余油特征开展有效识别，无法对清油水分布规律进行厘清干预，无法对油藏动用状况及采收率奠定有效的研究基础。在此可以从油田开发规律及渗流力学原理之上，以科学合理的专业方式进行油藏精细化评估模型的建立，对油层进行具体化的定位，并借助全井指标检测模型精度，对单砂体之中合理注入采出量。在此过程中，数值模拟法及油藏工程方法为水驱开发效果评估的主要方式，但是其评估对象大都在具体油田之中存在，具有单一性的评价结果，无法有效开展油田适应性的预测与评估，也无法判定油藏的开发潜力。水驱潜力评估技术的应用，可以宏观性的开展区块及单位油田的评价，以成熟性的油藏工程方式开展，应用精细化分析形式，进行典型区块构建综合研究模型的选取，对其开展细化干预，使之形成单砂体，并作为评价对象，获取最终的评价结果。此外，典型区块评价结果之上，从大数据的理论曲线及构建成果知识库，对比非典型区块中的特征值，有效评价高渗老油田剩余油潜力，获得具体评估结果。第二，三次采油潜力评估技术，聚合物驱潜力技术在 1990 年被研发应用的基础，其可促进石油采收率的增长，构建了潜力预测模型，包括二氧化碳及化学驱混合的模型。为促进三次采油技术应用成熟度及实效性的提升，依靠建立精细化的潜力评价标准，从石油开采技术及社会经济发展出发，控制筛选标准的精准程度，从定量和定性角度出发，选择中药参数，设计排序分数，对权重因子进行明确。除此以外，还可以应用流管法和流线法，开展五点井网水驱动态的明确，开展具体流体驱替动态的明确，奠定化学驱的应用基础。3 3 结束语结束语 综上所述，当前，人们节能观念不断强化，对原油开发的重视程度不断提升，石油企业中，最为关注的为题就是原油的开采问题。二次与三次采油技术结合应用的主要目的为传统石油开发模式的创新，其可对不同类型油田开发中的开发潜力进行明确，最优化时机选择，进行精细水驱的实现，可借助剖调、三次采油等方式，借助油藏适应性评价，促进尤其采收效率的增长，最大程度促进经济效益的增长。参参考文献考文献 1 宁佳宇,南新丰.二次采油与三次采油的结合技术及其进展分析J.云南化工,2021(1):3.2 刘旭阳.二次采油与三次采油的结合关键技术分析J.化学工程与装备,2020(4):2.3 郭帅.油田三次采油驱油技术的应用与发展分析J.化学工程与装备,2020(4):2.（上接第（上接第 117117 页）页）_ 混合储存，同时依据管道分析结果记录此两种（或多种）原油起止液位，将其作为一种原油参与原油调和。3.4.2 混合输送方案（1）原则：存在多种原油需顺序输送工况时，无两种（或多种）原油性质相近时。某两种不同的原油到港时间接近且首站具备同时接收条件。（2）输送及调和方案：核算多种原油计划加工比例，明确其中某两种船期接近的组分原油的调和比例，将此两种原油在原油首站单罐单储，输送过程中，按照既定的调和比例同时输送此两种原油，利用长输管道 23 天的运行周期，将此两种原油在管道内充分混合，到达末站原油罐区后，依据原油快评数据将此混合油当作一种全新的油品，单罐单储，然后用于原油调和。4 4 小小 结结 （1）长输原油管道运行顺序输送过程中，应当遵循把控关键控制指标，综合考虑船运周期、到港时间、管道运输周期、储罐合理利用等相关因素，以原油调和比例为基础，模拟初步管道运行输送计划，通过相关因素影响程度进行修正，最终完成输油计划的执行。（2）原油调和过程中，根据关键组分管控的优先级别，对主要管控指标设定内控