成品油管道顺序输送的混油分析

石油库与加油站第29卷第4期总第170期2020年8月出版数质量管理OIL DEPOT AND GAS STATION VOL.29NO.4NO.170aly Auu20,2020QUANTITY AND QUALLY MANAGEMENT管输成品油质量不合格的原因分析及控制措施柳红旗〔中国石化销售华中分公司安徽输油处六安输油站安徽六安237143〕摘要:针对成品油一条输油管道顺序输送多种油品易发生油品质量事件的问题，对载库汽油罐底部油品终馆点不合格、另一下载油罐顶部油品闪点不合格及某油库产生异常混油的3起油品质量事件的原因进行了分析，提出了在尽量减少管输混油量和避免罐内油分层的制管输油品质量的措施：一是长时间不动罐或长时间高液位发油；二是优化油品下载工艺操作规程；三是制定设备管理流程；四是优化混油切割后行油品下载量；五是减少站内管道系统混油；六是根据油下载量的变化优化混油；七是优化设备选型，提高混油回掺率。

关键词:成品油管道油品质量控制措施成品油作为易燃易爆的高危险性流体，与铁路、公路和运比，管道运输成品油量大、投、丿、污染小、安全性高、成本和势。

但是因管道送油品，不可避生混油，而且利用设备多，流程，操作步骤多，影响因素多，油品质量控制难度大。

近年来，随着成品油管道里程和管输量的增加，成品油质量事发生。

本近年来发生的3起管载油品质量不的，分析原因，提出管输油品质量控制，可为管输成品油质量管理工作提供借鉴。

1管输油品质量不合格的案例分析1.1某下载库汽油碓底部油品终镭点不合格载库下载后，取样化验92号汽油G1罐样的终I点为226七，超标。

分层取样化验（表6显示罐底lm样终I点227.5O C, 3m样终I点226C,]0m样终I点224.5C，进油罐油样化验终I点223C。

表1G1汽油罐分层取样结果表总位Tm样高度/m标2/•m-I点/C7.2831747.420257.2832747.32067.2833747.22067.2835747.120502086747.4204.5G1罐是上批次下载结束最后的进油罐,92号汽油顶2号车油,完后下载222t92号汽油后停输。

兰郑长成品油管道减少混油的方法(中国石油北京油气调控中心，北京100007) 摘要：针对兰郑长成品油管道在顺序输送过程产生大量混油的问题，文中从初始混油、沿程混油、黏度、停输界面、不满流等方面分析混油形成原因，并结合兰郑长成品油管道实际运行情况，从4个方面进行具体分析，最后提出减少停输时间、增大输量、合理安排顺序输送次序、切外输前避免切罐操作等解决措施。

关键词：成品油管道；顺序输送；混油1 顺序输送过程中混油形成原因兰郑长成品油管道干线全长2 086 km，采用常温密闭顺序输送工艺输送多种油品，设计最大年输量1 500万t[1]。

兰郑长管道在兰州、长沙、咸阳、郑州设有首末、中间站罐区，干线分段运行，可分为兰州-咸阳段、咸阳-郑州段、郑州-长沙段等多个水力系统，全线共有7个混油切割点，混油年切割200多次，混油量超过10万m3。

郑州站、长沙站混油处理装置即将超过负荷。

除此之外，大量的混油给管道安全运行及油品质量控制带来风险。

成品油管道混油的形成主要包括初始混油、沿程混油、过站混油等[2]，另外，管道不满流、分输等也会对混油造成一定程度的影响。

1.1 初始混油管道首站进行批次切割时，批次切割阀门先开后关，若柴油推汽油运行，首先全开柴油路批次切割阀，关闭汽油路批次切割阀，反之相反。

在批次切割过程中，两种不同种类的油品有一定程度的混合，该段混合油品称为管道初始混油。

1.2 沿程混油管道运行过程中，沿程混油是形成混油的最主要原因。

沿程混油的产生是基于对流传递和扩散传递。

两种油品交替输送时，流态对混油量有很大影响，流态不同，其混油机理不同。

层流状态下，造成混油的主要原因是管道横截面上流速分布不均匀。

管道运行一般都是在湍流状态下。

湍流状态下，管道截面上的流速接近于平均流速，对流传递不明显，仅在层流底层由于局部流速不均匀而存在，扩散传递过程成为影响混油形成的主要原因。

湍流中的涡流扩散引起一个附加的扩散，在径向上，该附加扩散比分子扩散大得多，显著加强了径向分子扩散的作用，使得湍流时的混油明显少于层流时。

成品油管道影响混油的因素和减少混油的方法黄春芳　孟凡强中国石油管道公司管道科技研究中心　河北省廊坊市　065000臧国安安徽省蚌埠热电厂　安徽省蚌埠市　233010 【摘要】提出有四种因素对成品油顺序输送时的混油量产生影响:即初始混油,流速变化、粘度差异,密度和停输的影响。

本文认为,短管初始混油量比长管大;流速变化或管截面发生变化时会加大混油量;多种油品顺序输送时粘度相差大的油品相邻尤其是高粘度油在前,低粘度油在后的方法会增大混油量;不同密度的油品在崎岖不平管段尤其高密度油品在上,低密度油品在下时混油量会增大;停输时大口径管的混油会有明显增加。

文章认为,用平行的两条小口径管和管道保持相同流速比用一条大口径管输送不同油品时混油量可以大幅度降低。

在文章的最后,提出采用隔离措施是减小混油的有效手段并提出三种常见的隔离方法及处理混油的方法。

关键词:成品油管道　混油量　影响因素　措施The Ana lysis of I nf luence Factor of O il Product Con tam i na ted and the Effective M ethod to Con trol the M ixed Con tam i na tion Volu m e for Product P ipel i neHuang Chunfang　M eng Fangq i angT he P i p eline Science and T echno logy R esearch O rgan izati on of Ch ina O il&Gas P i p eline Co rpo rati on,L angfang H ebei065000 Abstract:T he au tho r con siders that fou r facto rs w ill influnce on the m ixed con tam inati on vo lum e fo r thep roduct p i peline w ith batch tran spo rtati on,that is in itial con tam inated p roduct,variati on of flow rate,visco sitydifference,and den sity and o r shu tdow n of p i peline.T he analytical resu lts show that the con tam inated vo lum e w illgrow up under bellow situati on s;the in itial con tam inated vo lum e w ith in the sho rt-p i pe is b igger than that of long-p i pe;the variati on of flow rate o r the p i pe secti on;the o il p roducts w ith great visco sity difference are tran spo rtedtogether,especially the h igh-visco sity p roduct goes ahead and low-visco sity p roduct fo llow s beh ind;the p roductsw ith differen t den sities w ith in the uneven p i pe secti on,especially the h igh den sity p roduct is flow ing at the top andlow den sity p roduct is flow ing at the bo ttom,and the shu tdow n of large diam eter p i peline.T he con tam inatedvo lum e can be decreased by a b ig m argin w hen o il p roducts are tran spo rted w ith tw o parallel s m all-diam eterp i pelines under a certain flow rate,w h ich is mo re than a b ig-diam eter p i peline.It is po in ted ou t that the batch ingsphere of som eth ing like that can effectivelly cu t dow n the con tam inated vo lum e.M eanw h ile,th ree k inds ofcommon sapatati on m ethods of con tam inated p roducts are p resen ted in the article.Key W ords:P roduct p i peline,con tam inated p roduct vo lum e,influence facto r,m easu res.1　前　言所谓顺序输送就是利用一条输油管道同时先后输送几种不同的石油产品。

浅析成品油管道顺序输送特性及优化运行方案成品油管道顺序输送应在保障安全性、可靠性、稳定性的基础上，尽量节约管道输送运行费用和投资费用，最大程度地减少混油的经济损失。

根据成品油管道输送特性，结合最优化理论，全面分析多种影响因素，构建成品油管道顺序输送优化模型，提高成品油管道顺序输送的经济效益和安全稳定性。

本文简要介绍了成品油管道顺序输送的水力特征，分析了成品油管道顺序输送中产生混油的原因，阐述了成品油管道顺序输送优化方案，以供参考。

标签：成品油管道；顺序输送；优化近年来，我国成品油管道输送快速发展，其顺序输送主要是按照合理顺序，在一条管道中输送不同油品，在整个成品油管道输送过程中会产生人工费用、管道维护费用、混油贬值损失、电费等，因此应加强顺序输送优化分析研究，减少成品油管道输送的经济损失。

1 成品油管道顺序输送的水力特征成品油管道顺序输送优化应考虑到输送单一油品和不同种类油品管道顺序输送的水力特性。

在实际的成品油管道顺序输送中往往需要经常更换不同种类的成品油，使得成品油管道中流体的密度和粘度发生较大变化，导致成品油管道系统形成不同的工作点，因此成品油管道设计时，应考虑到高温季节输送低粘度成品油和低温季节输送高粘度成品油的情况。

一般情况下，按照全年最低月平均地温度，合理设计高粘度油品管道输送，按照全年最高月平均地温度，仔细校核低粘度油品管道输送[1]。

另外，在油品交替时输送管道系统的管道特性和泵站特性会发生一些变化，管道特性随着输送油品的变化而变化，并且其需要经历很长时间，泵站特性变化主要受到泵站混油段长度和泵站位置的影响。

成品油管道顺序输送过程中，若管道口径较大并且输送距离很长，就需要管道必须具有非常的溶剂，并且整个管道输送线上经常有几种油品，而由于各个泵油站的成品油管道输送能力存在一定差异，输送管道最大流量受到管道输送高粘度油品能力的影响，而不同泵站之间输送低粘度油品的能力相对较强，但是会加大下一站的进站压力，若中间泵站之间的管道输送不同粘度的油品，需要及时调整泵站运行状况，将出站压力控制在输送管道强度和承载力允许范围内，进站压力控制在最低进站压力允许范围内。

随着成品油消费量的迅猛增长，管道顺序输送成品油以灵活、快捷、批量大和低成本的优势被越来越多的企业广泛应用，但管输过程产生的汽柴油混油处理周期长、成本高，因此国内同行企业围绕油品质量合格开展了混油在线回掺的有益尝试。

1 管道顺序输送成品油混油的产生及处理鉴于管道建设成本和运行管理最优的考虑，除少量炼油厂距消费地或转运能力较大、距离较短的机场、码头、成品油储备库采用单品种单管道独立运行外，其它用于输送成品油的管道均采用单管道多品种顺序输送运行。

管道顺序输送两个以上不同品号的油品时，在前行品号油品与后行品号油品的交界面，因液体承压作用，致使一定数量的两种油品相互浸入，就产生了前行品号油品与后行品号油品的混合油品，俗称混油，如下图：管道顺序输送产生的混油，主要依据管道末站前方的在线密度检测系统与管道输油控制系统，将混油切割细分为：富柴混油（即主要含量是柴油）、富汽混油（即主要含量是汽油）分别储存于管道末站专用混油罐内，混油处理直接影响管道顺序输送的安全运行和效率。

目前，混油处理主要有拔头、回炼和比例回掺，拔头、回炼受装卸作业、运输条件制约，耗时长、风险大、成本高，混油在线回掺具有耗时短、风险小、成本低的优点，缺点在于影响油品质量的因素较多，质量管控难度较大。

2 影响混油在线回掺油品质量的主要因素混油在线回掺是通过回掺泵将混油按一定比例均匀注入顺序输送的对应油品中，利用管输过程中油品的流速及压力，将混油掺混到具备油品质量富裕指标的纯油中，使掺混后的油品质量合格的过程。

影响混油在线回掺油品质量的因素较多，混油在线回掺的油品质量受多个因素影响，在此仅对主要因素进行阐述。

2.1 用于混油在线回掺的纯油质量富裕指标经过实验室纯柴油与纯汽油按比例调和化验，发现纯柴油掺混入纯汽油后，柴油所有指标，变化最明显的为闭口闪点，在柴油闭口闪点合格的情况下，柴油其它指标均全部合格；纯汽油掺混入纯柴油后，汽油所有指标，变化最明显的为终馏点，在汽油终馏点合格的情况下，汽油其它指标全部合格。

西部成品油的管道顺序输送混油控制作者：宋青云来源：《中国化工贸易·上旬刊》2017年第04期摘要：本文笔者主要分析研究现阶段在西部成品油的管道顺序输送过程中的混有控制体系，同时分析混油运输的控制原理以及与混油浓度、输送距离之间的关系。

在西部成品油的管道顺序运输过程中，往往需要克服各种自然条件因素，地势起伏、环境温度等，因此在运输的过程中需要综合考虑各方面因素，保证油品的运输质量以及运输效率。

关键词：成品油；管道顺序运输；混油控制现阶段，我国西部成品油长距离管道运输大多数都是通过顺序输送的方式进行，顺序运输方式的原理主要是根据在同一管道上按照相应的顺序来输送多种不同的油品。

在西南部地区的成品油长距离运输过程中，采用0号油、航空油、93号油和97号油运输是较为常见的顺序运输方式。

但是在顺序运输的过程中往往由于成品油密度等特点上的不同会导致混油层的出现，导致相应的指标降低而不符合国家的指标，因此在顺序油运输的过程中需要控制混油问题。

1 成品油管道顺序输送的优化设计成品油在进行顺序输送的过程中，应当根据管道的运输特性等来确定成品油输送的种类。

在成品油的顺序运输过程中，由于管道内层表面的粘度以及密度会根据成品油运输种类发生定期的变化，因此管道系统自身工作点也会出现变化。

在考虑成品油管道顺序输送的优化设计过程中，应当根据两种极端情况来调整。

一方面当全面最低温度的阶段下，所输送的油品种类以及具体的顺序；另一方面在全面高温环境下输送种类。

根据环境特性确定同一个阶段下输送同一粘度的油品能够显著的提升油品的运输效率。

2 西部成品油顺序输送混油量的控制西部成品油在顺序运输过程中，往往前后两个批次的油品运输之间会产生一定数量的混油，而这部分混油在自身的特性、物理性质化学性质上都发生了一定的变化，大大影响到实际油品的质量。

出现混油的另一方面原因是由于前后所运输的两个批次的油品粘度相近，就会产生混油现象。

在油品的运输过程中，影响实际管道混油量的因素为油品的运输速度以及不同油品运输的切换时间。

第一节管道顺序输送混油机理一、沿程混油管内互相接邻的油品在流动过程中发生的混油称为沿程混油，若无严重的意外情况发生，它是主要的混油。

沿程混油有以下三个水力和物理特性在起作用：（一）流速伸展流速伸展是一种水力特性，由液流横截面流速分布不均匀造成，可称流速不均扩散。

根据流体力学理论，管流横截面上流速的分布规律为：式1表明，管流横截面上的流速呈圆锥形分布，最大流速与平均流速之比，层流为2:1，紊流为1.14:1，。

在顺序输送过程中，密度的差异对层流状态的流速分布有一定影响，对紊流状态则基本上没有影响。

圆锥形的流速分布使后行油品像楔子那样向前行油品突进，造成不断延伸的混油段。

层流的楔子最尖突，混油更为严重。

横截面上流速分布不均是沿程混油的基本根源。

如果混油过程仅有流速伸展这一个因素起作用，就会出现两种油品分层共处、各层异速前进的局面，这是极其危险的。

按式1可以推导出纯流速伸展的混油长度，在紊流状态可为管道长度的68%左右，而在层流状态竟可延伸为管道长度的4.5倍。

幸而有分子扩散和紊流扩散作用，使分层异速流动现象在层流状态下有所改善，在紊流状态下则可完全避免。

（二）分子扩散分子扩散是一种物理特性，由油品浓度梯度造成。

当分子扩散时，既有径向的扩散又有轴向的扩散，其强度取决于物质特性。

轴向扩散使混油增加，是不利的扩散，不过该扩散速度与前述流速不均的伸展速度相比较是微不足道的。

径向扩散使横截面浓度趋于均匀，可缩短混油长度，是有利的扩散，其实际效果依液流的流态而不同。

在层流状态下，各层油品的掺混完全依靠这种作用，可惜由于分子扩散速度不大，其消除分层流动的作用是有限的。

在紊流状态下，分子扩散速度远远低于紊流扩散速度，对油品掺混的作用不需考虑。

（三）紊流扩散紊流扩散是一种水力特性，由液体质点的不规则运动造成，仅存在于紊流状态。

像分子扩散那样，紊流扩散既有径向的扩散又有轴向的扩散，其强度取决于紊流特性，比分子扩散大得多。

分析变流量、变管径时混油量的计算方法成品油管道工程设计过程中，混油量大小是确定最佳输送批次和末站混油罐容的重要参数，因此准确计算混油量具有重要意义。

混油量的计算公式大致分为两类：由扩散理论推导再经试验修正得到的扩散理论公式和从实测数据归纳而得的经验公式。

经验公式中应用最广的是英国研究者J.E.Austin和J.R. Palfrey总结的经验公式，我国国家标准《输油管道工程设计规范》（GB50253-2003）中也推荐采用该公式。

在成品油顺序输送管道中，常遇到变流量和变管径的情况，本文以Austin经验公式为基础，尝试分析变流量、变管径时混油量的计算方法。

1 变流量、变管径时混油量计算步骤如下例子，某管道顺序输送A、B两种油品，中间设1座分输站对A、B油品进行分输，故以分输站为界可将该管道分为2段，长度分别为L1和L2，前有两段流量分别为qv1和qv2，管道内径为d1和d2。

1.1 步骤1计算混油的粘度：=（式-1）式中：υ——混油的计算运动粘度，m2/sυA——A油品在输送温度下的运动粘度，m2/sυB——B油品在输送温度下的运动粘度，m2/s1.2 步骤2计算第1段管道的雷诺数和临界雷诺数：= （式-2）= （式-3）式中：Re1——第1段管道的雷诺数qv1——第1段管道的体积流量，m3/sd1——第1段管道的内径，mRelj1——第1段管道的临界雷诺数1.3 步骤3计算第1段管道末端混油段长度：若Re1>Relj1，则：C1= （式-4）若Re1<relj1，则：< p=""></relj1，则：<>C1= （式-5）式中：C1——第1段管道末端混油段长度，mL1——第1段管道长度，m1.4 步骤4计算第1段管道末端混油量Vh1= （式-6）式中：Vh1——第1段管道末端混油量，m3如果整条管线没有变径、恒流速，则到此计算结束。

1.5 步骤5计算第2段管段初始混油长度：= （式-7）式中：C2s——第2段管道初始混油长度，md2——第2段管道的内径，m1.6 步骤6计算第2段的雷诺数和临界雷诺数：= （式-8）= （式-9）式中：Re2——第2段管道的雷诺数qv2——第2段管道的体积流量，m3/sd2——第2段管道的内径，mRelj2——第2段管道的临界雷诺数1.7 步骤7计算第2段初始混油对应管道当量长度：若Re2>Relj2，= （式-10）若Re2≤Relj2，= （式-11）式中：L2eq——第2段初始混油对应管道当量长度，m 1.8 步骤8计算最终混油长度：若Re2>Relj2，则：= （式-12）若Re2≤Relj2，则：= （式-13）式中：C2T——最终混油长度，mL2——第2段管道長度，m1.9 步骤9计算最终混油量：Vh2= （式-14）式中：Vh2——最终混油长度，m2 计算实例某管道顺序输送柴油和汽油2种油品，油品物性和管道参数见表-1和表2。

论车用汽柴油管道顺序输送的混油回掺管理陈斯煊（中国石化销售有限公司华南分公司，广东深圳518000)摘要：根据现行生产情况,及实践中的工作经验，讲解管道顺序输送中进行混油切割的检测方式、不同品号汽柴油的切割与汽柴 油间的切割，并描述汽柴油的混油回掺中影响指标、计算方法、稀释、调整等操作，希望对改进相关工作有借鉴作用。

关键词：混油、切割、回掺、质量0弓丨言轻质成品油管道运输大多采用顺序输送的方式，即在一条 管道中按一定顺序连续输送多个品种的油品。

顺序输送的工艺 产生的混油会降低管输油品的质量，甚至使管输油品质量不合 格，所以混油的管理极为重要。

其中，混油回掺比调和、回炼、降 价销售等其他混油处理方式更经济实惠、操作简便，为主要的 混油处理方式。

1混油切割输油时，油库或炼厂将成品油通过管道顺序输给外输站，外输站场加压油品输送至下游站场，下游站场将油品下载至油 库，混油切割出来下载到站场的混油罐,下载的混油在容许范 围内回掺至下载的汽柴油，无法回掺的部分移库则进行其他处 理。

所以混油回掺前必须先要进行混油切割，混油切割需要注 意以下方面：1.1混油位置在线监测不同批次油品的物理化学性质中密度区别最为明显,所以通 常使用密度计等设备在线监测下载油品密度以快速精确的确定 混油的位置。

柴油和汽油之间的混油因为前后两种油品不同的密 度范围，通过密度监测很容易区分混油的位置。

不同品种的柴油 和不同品种的汽油之间的混油也会因为前后两种油品密度的不 同而检测到混油的位置。

如果前后两种油品的密度差较小，应该 更换其他批次的油品管输,以便管输时确定混油界面的位置。

1.2不同品种的柴油和不同品种的汽油之间混油的切割因为不同品种的柴油主要是凝点的差别而且凝点的差別 不大，可以将两种不同品种柴油之间的混油切进两种柴油中较 低品号的柴油,即将混油直接降级成低品号的柴油。

如果高品号 的柴油批量足够大且凝点指标富余时，也可将部分混油切进高品 号的柴油以消耗其质量潜力降低油品降级产生的生产成本，切 割比例需要根据具体批量、混油量、两种柴油的凝点指标等参数 按实际计算。