第十二章 原油降凝和减阻输送技术
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原油管道顺序输送的管理与技术分析探讨原油管道顺序输送是指通过多条管道将原油分批次地从一个地点输送到另一个地点的一种输送方式。
这种方式相较于连续输送更加灵活,可以根据需要进行有序管理和调度。
原油管道顺序输送的管理包括以下几个方面:需要建立完善的管道调度系统。
该系统可以实时监测管道的流量、压力等参数,并根据需要进行调整。
还可以记录每次输送的时间、批次等信息,便于后期分析和评估。
需要制定合理的管道运行计划。
在管道输送中,每个批次的原油都有其特定的属性,如温度、密度、粘度等。
需要根据不同批次的要求制定适当的调度计划,确保原油可以顺利输送并达到目标地点。
还需要进行定期的管道检修和维护工作。
管道输送中,可能会出现漏损、堵塞等问题,为了确保输送的安全和高效,需要定期对管道进行检查和维护。
可以使用智能巡检机器人对管道进行检测,及时发现问题并进行修复。
还需要建立完善的安全管理体系。
原油输送是一项高风险的工作,可能会引发火灾、爆炸等事故。
需要制定相关的安全规程和操作规范,并加强对员工的培训和安全意识的培养,确保工作的安全进行。
从技术的角度来看,原油管道顺序输送涉及到流体力学、传热、传质等多个领域的知识。
需要对管道的流量、压力、速度等参数进行准确的计算和控制。
流体力学的理论和技术可以提供相关的方法和工具,如雷诺数计算、液体泵的选择等。
还需要进行原油的加热和冷却处理。
原油在输送过程中可能会发生温度的变化,如果温度过低或过高都会影响原油的流动性和品质。
需要对原油进行加热或冷却处理,确保其在输送过程中的稳定性。
利用传热学的理论和技术可以确定适当的加热和冷却方式,并进行相应的设备设计和操作控制。
原油中可能含有杂质、溶解物等物质,需要进行分离和净化处理。
传质的理论和技术可以帮助确定适当的分离方式,并进行相应的设备设计和操作控制。
可以使用离心分离机、过滤器等设备进行净化处理,提高原油的质量。
原油管道顺序输送的管理和技术分析是一个复杂的系统工程,需要综合运用多个学科的知识和技术,并且需要根据实际情况进行具体的应用和调整。
原油降凝剂研究浅析李恺翔;徐仿海;孙忠娟【摘要】With the deterioration and heavier of crude oil quality at home and abroad,huge challenge appeared during the process ofmining,transportation and processing.However,the adding of crude oil pour point depressant can ease the burden,and so many researchers devoted to the study of crude oil pour point depressant.The development progress,species and mechanism of depressing pour point were reviewed,and the factors on the effects of crude oil pour point and application were also analyzed to provide useful reference for the research on crude oil pour point depressant.%随着国内外原油质量变差、变重,原油在开采、储运、加工过程中都面临着巨大的挑战,原油降凝剂的加入将会缓解原油的开采、储运负担,于是众多研究者致力于原油降凝剂的研究。
文章对原油降凝剂的发展、种类、降凝机理做了简单的阐述,并对影响原油降凝的因素及应用进行了分析,希望对原油降凝剂的研究有所借鉴作用。
【期刊名称】《广州化工》【年(卷),期】2012(040)024【总页数】4页(P27-29,42)【关键词】原油降凝剂;降凝机理;应用【作者】李恺翔;徐仿海;孙忠娟【作者单位】延安职业技术学院化工化学系,陕西延安716000;延安职业技术学院化工化学系,陕西延安716000;延安职业技术学院化工化学系,陕西延安716000【正文语种】中文【中图分类】TE869原油按照特性因数分类法可以分为:石蜡基原油、中间基原油和环烷基原油,我国大多数油田所产原油属于石蜡基原油,大部分原油含蜡量高,蜡含量在10%~40%,个别原油蜡质量分数可以超过40%,此外原油还含有胶质、沥青质从而导致其凝点升高,流动性变差,尤其在低温条件下易凝固,从而对原油的储运及加工带来了负担,也使成本大幅度攀升,于是降低原油凝点、提高流动性能显得极其重要,为了改善原油的流动性,原油在输送方面采用了热处理、加减阻剂和水悬浮等多种方法,但这些方法能耗大、设备投资费用高,效果不佳。
原油长输管道输送节能降耗技术探讨本文通过对输送能量损耗大的原因、运行模式优化以及节能措施应用等方面分析和探讨了长输管道节能降耗技术的应用和发展。
标签:原油长输管道输送;节能降耗;节能技术1 输送能量损耗大的原因1.1外输泵效率低在新油田开发初期和老油田发展末期,都会存在管输量下降,管道运行时率降低的现象,导致外输泵的特性无法满足随时变化的油田产量的需求,造成外输泵的效率降低,设备寿命减少、能量消耗增加。
1.2 原油储存温度高在原油外输时,为减少功率消耗,会采取一些措施尽量降低原油的黏度,提高原油储存温度就是其中一种,提高原油温度在降低泵功率的同时却增加了原油的热量损失和蒸发损耗,造成产品和能量的双重损失。
1.3 管道结蜡在长输管道输油过程中,原油结蜡会导致管道内径变小,管道特性曲线发生变化,与外输泵特性曲线发生偏差,造成泵效下降,增加原油输送的动力损耗。
1.4 加热设备清洁不到位因节能降耗观念未形成或相关措施落实不到位,造成很多加热设备没有得到及时清洁和保养,油垢、水垢附着在设备内表面,使设备热传导系数变大,热效率下降明显。
2 运行模式优化我国原油长距离管道输送一般采用传统的管道加热输送,这种输送方式耗能主要为热消耗和动力消耗两方面,故输油管道优化运行就以动力和热力总费用为最小目标函数,而降低热消耗与动力消耗就成为节能降耗的关键。
为降低动力消耗,运行模式可优化为油气序输和改质加剂输送。
2.1 油气序输油氣序输指的是在同一输油管道内按照一定的顺序依次将原油跟天然气输送的输送方式。
这种输送方法使管道内的原油跟天然气以单相流的形式进行输送,适合油田规模较小或者油田开发初期与尾期的低输量时期且油气外输方向一致的情况,其优点包括节约输送成本、不需对设备进行改造、有利于设备的高效运行等。
2.2 改质加剂输送原油改质输送指的是通过对油田生产出来的原油进行脱蜡、热裂化加工、加氢裂化等方法将原油初加工以改变其原有的化学成分及物理性质,大幅提高原油改质后的流动性。
减阻剂在原油管道运行中的应用戴超摘要:在输油生产过程中,使用减阻剂可以有效的提升管道输送能力,是一种常用的输送工艺。
文章对原油管道添加减阻剂进行了现场实验分析,研究了减阻剂添加后对管道运行的影响。
通过对实验进行分析可以,减阻剂的使用可以有效的提升管道输送能力,满足了炼化企业原油加工需求,提升了企业生产运行调节和管理水平。
关键词:原油管道;减阻剂;增输一、HG减阻剂现场试验以A、B、C三处为试验对象,在原油管道进行了添加减阻剂运行的现场试验,并获得了完满成功。
①确定减阻剂注入点。
为确保减阻效果,减阻剂注入点应尽可能避开弯头、阀门等节流设备,注入点后不应有可对减阻剂产生严重剪切的设备。
因此,注入点选择在输油泵后出站直管段。
注入管线为DN57mm至DN15mm的变径管线。
②对管线进行停输密闭开孔作业,安装高压阀门。
③在添加HG减阻剂输送现场试验期间,分三个阶段实施,第一阶段是在仪征、和县、无为、怀宁四站满负荷运行,最大限度的提高输送能力,使进站压力尽可能低,出站压力尽可能高,稳定后采集未加剂情况下的空白基础数据;第二阶段,考察四站同时添加浓度为10mg/L情况下的减阻和增输效果;第三阶段,考察四站同时添加浓度为15mg/L情况下的减阻和增输效果。
第一阶段:输送鲁宁油和进口油的比例为1:1.5,混油密为886kg/m3当仪征--黄梅管段不加减阻剂时,全线最大输量稳定运行时,管线平均流量为3699m3/h。
仪征干线的输量为7.86万吨/天,安庆支线的输量为1.36万吨/天,九江支线的输量为1.35万吨/天,武汉支线的输量为1.98万吨/天,洪湖支线的输量为0.93万吨/天,长岭的输量为2.24万吨/天。
仪长线全线外管道的总压降为43.91 MPa,其中仪征---黄梅外管道的总压降为21.06MPa。
第二阶段:加入H(}减阻剂浓度为10mg/L运行后,全线最大输量稳定运行时,管线平均流量为3954m3/h ,管线的实际增输率为6.89%。
原油管道输送方法与损耗预防摘要:文章主要介绍了国外高蜡原油改性常温输送方法,阐述原油管道输过程中减少损耗的预防措施。
关键词:原油管道;输送方法;损耗Abstract: This paper mainly introduces the foreign high wax oil modified normal temperature transportation methods, including crude oil piping process of the loss of reduce precautionary measures.Key Words: crude oil pipeline; transportation methods; loss我国盛产高粘易凝原油,低输量运行既不经济又很不安全。
解决管道低输量问题,要求在确保安全运行的前提下,尽量做到节能降耗。
就国内外情况和我们的实践来看,常温输油工艺是解决低输量问题的基本途径。
1国外高蜡原油改性常温输送方法国外改善原油流动性的方法分成四大类,即改变蜡晶结构的物理改性法;带悬浮输送法;预脱蜡法及改变化学组分的化学改性法。
1.1物理改性法:不改变原油化学组成的前提下,采用热处理或降凝剂改变蜡晶结构,及施加磁场、超声波或机械振动以破坏含蜡原油的胶凝结构。
热处理:高含蜡原油加热至凝点以上某一温度,再控制一定的冷却速度,一步或分步降至常温,然后再管输。
该技术由英国石油公司和布尔马赫石油公司于1962年获英国专利。
加降凝剂:降凝剂最早用于改善润滑油的低温使用性能。
常用的流动改进剂多为高分子聚合物,可分为较简单的共聚物和较复杂的共聚物。
磁场处理:在磁场作用下,蜡晶的生长不是在管壁上,而是在油流中被油流所带走,可防止石蜡沉积。
振动筛处理。
1.2带蜡悬浮输送法当原油凝固点高于常温时,仍让蜡以固体状态出现,设法使蜡被水、油或气携带输送。
伴水输送,用简单的混合器把水和原油混合成水包油蜡的悬浮液,然后管输,在悬浮液中颗粒状油蜡球会从管壁向管中移动。
原油管道输送方式及工艺流程一、组成长距离输油管道由输油站和线路组成;输油站就是给油流一定的能量(压力能和热力能),按所处位置分首站、中间站、末站;中间站按任务不同分加热站、加压站、热泵站(加压、加热);首站:输油管道起点的输油站,任务是接受(计量、储存)原油,经加压、加热向下一站输送;输油管道终点的输油站称末站,接受来油和把油品输给用油单位,配有储罐、计量、化验及运转设施。
二、输送工艺1、“旁接油罐”式输送工艺:上站来油可进入泵站的输油泵也可同时进入油罐的输送工艺,油罐通过旁路连接到干线上,当本站与上下站的输量不平衡时,油罐起缓冲作用特点;a各管段输量可不等,油罐起缓冲作用;b各管段单独成一水力系统,有利于运行调节和减少站间的相互影响;c与“从泵到泵”相比,不需较高的白动调节系统,操作简单。
2、“从泵到泵”输送工艺:为密闭输送工艺,中间站不设缓冲罐,上站来油全部直接进泵特点:a可基本消除中间站的蒸发损耗;b整个管道成一个统一的水力系统,充分利用上站余压,减少节流, 但各站要有可靠的白动调节和保护装置;c工艺流程简单。
三、输油站的基本组成1、主生产区(1) 油泵房(输油泵机组、润滑、冷却、污油回收等系统);(2) 加热系统(加热炉和换热器);(3) 总阀室(控制和切换流程);(4) 清管器收发室;(5) 计量间(流量计及标定装置);(6) 油罐区;(7) 站控室;(8) 油品预处理设施(热处理、添加剂、脱水等)。
2、辅助生产区(1) 供电系统(变、配、发电);(2) 供热系统(锅炉房、燃料油系统、热力管网等);(3) 给排水系统(水源、循环水、软化水、消防水等);(4) 供风系统(仪表风、扫线用风);(5) 阴极保护设施;(6) 消防及警卫、机修化验、库房、办公后勤设施等。
四、确定工艺流程的原则1、满足输送工艺及各生产环节(试运投产、正常输送、停输再启动等)的要求。
输油站的主要操作:a、来油与计量;b、正输;c、反输(投产前预热管道或末站储罐已满、或首站油源不足,被迫正、反输以维持热油管道最低输送量);d、越站输送(全越站、压力越站、热力越站);e、收发清管器;f、站内循环或倒罐(机组试运转或烘炉);g、停输再启动。
含蜡原油失去流动性缘于在低温下析出蜡晶,这些蜡晶大多呈板状或针状,互相结合在一起形成三维网目结构,并把低凝点的油分、油泥、胶质和沥青质等吸附在其周围,或包围在网状结构内形成蜡膏状物质,而使原油失去流动性。
原油降凝剂的作用在于影响蜡晶的网目构造的发育过程,从而使原油的凝固点(倾点)降低。
但必须指出,降凝剂不能抑制蜡晶析出,而只能改变蜡晶的形态。
亦即加入降凝剂后,原油的浊点不会改变,只是蜡晶的形态变成了松散的蜡晶结构( Slack Wax),在施加一定的剪切力后,其网目结构易于破坏,或根本不形成网目结构,因而增加了原油的流动性,达到降低原油凝点的作用。
近几十年来,国内外有许多学者对降凝剂的作用机理进行过研究,目前公认的原油降凝剂的作用原理是吸附与共晶理论。
原油降凝剂改变蜡晶发育历程大致可分为三种类型:(1)晶核作用。
原油降凝剂在高于原油浊点温度下结晶析出,它起着晶核的作用,并成为蜡晶发育的中心,使原油中的小蜡晶增多,从而不易形成大的蜡晶。
(2)吸附作用。
原油降凝剂在略低于原油浊点的温度下析出,它被吸附在已经析出的蜡晶晶核的活性中心,从而改变蜡晶的取向性,使其难于形成三维网目结构,并且减弱了蜡晶间的黏附作用。
(3)共晶作用。
原油降凝剂在原油浊点温度下与蜡共同结晶析出,从而破坏蜡晶的结晶行为和取向性并减弱蜡晶继续发育的趋向。
添加降凝剂后蜡晶形态的改变情况,可利用馏分油进行显微镜观察。
Lorensen等曾在 -40℃低温下进行显微观察后证实,不含降凝剂的基础润滑油中的蜡晶呈 20—150 靘的针状结晶,加降凝剂后蜡晶变小、且形状也发生了变化。
当然,加入不同的降凝剂其作用的形式也是不同的。
如,使用烷芳族降凝剂时,蜡晶表面吸附了芳香族基团,而使蜡晶不再继续按原来的取向发展;而使用聚甲基丙烯酸酯类梳状结构聚合物降凝剂时,侧链的烷基与蜡形成共晶。
此外,结晶的分枝随降凝剂浓度增加而增加,这是由于降凝剂对蜡晶发育的取向性起支配作用,从而使其不能形成牢固的三维网目结构。
【降凝剂在原油管输中的应用】原油降凝剂陕北原油具有石蜡含量高、黏度高、凝点高等特点,现管道运输是其主要的运输方式,针对陕北三高原油主要通过逐站加热的输送方法,因为在部分出油少的油区不能满管输送,小管线输送过程中温降大等实际情况,高凝点原油的输送不但制约了停输时间,还带来了很大的凝管危险性,另外也增大了能源浪费和设备投资率。
对此,延长石油管道运输公司已开始探索应用降凝剂,并取得了不错的成效,减阻剂可以有效降低原油凝点,而实现较低温安全输送。
降凝剂的主要成分是一些高分子聚合物,当它加注于原油时,可以有效改变原油中的蜡的结晶习性、蜡晶体的结构形态以及晶体之间相互作用的性质,使原油凝固点下降、也降低在低温时的粘度等物性,从而改善了三高原油的低温流通性。
添加降凝剂是实现低温输送的有效途径,但降凝剂种类繁多,化学反应机理各不相同,加上不同地区产出原油物性也有很大的不同,所以在降凝剂的应用中,必须有针对性的选择,合理配对才能提高成效。
1 原油凝结的主要原理原油是一种多组分的半流动的复杂有机化合物,不同组成,决定了其不同的粘稠度和流动性,一般具有一定的刺鼻臭味。
他的流动性主要取决于其中蜡含量的多少,含蜡越高凝固点越高。
当原油的温度降到一定值时,蜡状晶体颗粒在范德华力、共价键和氢键等力的作用下,碰撞频率大大增加,非常容易相互结合,形成特点的网络结构,使原油凝结而失去了原来的流动性,从而形成不同形态的蜡晶附着在管路内壁致使原油的流动性受到了阻碍难以输送。
2 降凝剂对含蜡原油的改性原理2.1降凝剂的作用机理含蜡原油凝结的主要机理是原油在温度较低时使原油中高凝固点、高粘性有机成分易形成蜡状晶体,这些蜡状晶体以不同的形态相互结合在一起并且形成了三维的网络结构,将低凝点的油分、胶质、沥青质、污泥、水等等一些组分吸附并包在里面,形成蜡膏状的物质,而使原油失去其流动性。
添加降凝剂可以有效影响和改变原油中高凝成分蜡晶的发育历程,并改变蜡晶的形态结构,阻碍和阻止高凝成分形成空间网络结构从而改善原油的低温的流通性。