姚店—甘泉管線加降凝劑運行安全與經濟性分析

安家榮 李健（中國石油大學（華東）儲運與建筑工程學院）

姚店—甘泉管線加降凝劑運行安全與經濟性分析

安家榮 李健（中國石油大學（華東）儲運與建筑工程學院）

由于低輸量熱油管道在冬季運行中會遇到安全停輸時間過短的安全隱患，生產單位所采取的措施有加入降凝劑和提高原油的出站溫度。通過室內實驗方法確定降凝劑 GY-3的最佳添加濃度和最佳熱處理溫度，進而得出在最優加劑條件下的原油的物性及流變特性。通過管道模擬軟件建立姚店—甘泉管線模型，對加劑前后管線運行工況計算，得出相應參數；并建立經濟比較模型，通過經濟分析后確定添加降凝劑的工況，為現場生產提供依據。

原油管道 低輸量 降凝劑 仿真模擬 經濟比較

姚店—甘泉線起自姚店聯合站，止于甘泉輸油站，中間站有川口輸油站、南泥灣插輸站，全長90.82km。管輸原油有：三處原油、長慶青化砭原油、南泥灣原油、川口原油和各原油的混合油。管線投產以來輸量一直低于設計輸量。目前的運行工況中，各站的出站溫度較高，具有節能潛力。管線在冬季運行中，采用加劑加熱輸送和加熱輸送兩種輸送方式。

表1 姚店—甘泉線管道概況

1 降凝劑的室內試驗

影響降凝劑改性效果的主要因素如下：原油的組成、降凝劑與原油的適配性、降凝劑的添加量、改 性 處 理 溫 度 等[1]。 在 對 管 輸 原 油 添 加 降 凝 劑 實 驗前，首先分別對每種原油進行原油物性測量和流變性測量。測量后發現，管線各原油凝點約為20℃，各原油在牛頓流體范圍內黏度較小。由于管輸原油黏度較低，評價降凝劑效果時以凝點的降低幅度作為主要的參考。

1.1最佳加劑濃度的確定

確定降凝劑最佳加劑濃度和加劑溫度的室內實驗是在已經確定了降凝劑類型為GY-3的基礎上進行的。對于已經確定的降凝劑，降凝效果并非是隨著加劑濃度增加和處理溫度升高而呈線性增加。

配置加入不同濃度降凝劑的各原油，通過測量相同熱處理溫度條件下加劑原油的凝點，進而確定出最佳加劑濃度（表2）。

表2 管線各原油不同加劑濃度下的凝點

由實驗結果可知，降凝劑的最優加劑濃度為50×10-6。

1.2最佳加劑溫度的確定

確定了加劑濃度后，通過測量不同加劑溫度條件下原油的凝點，確定出最佳加劑處理溫度（表3）。

由表3可知，原油的凝點在加劑后有所降低，但并非加劑濃度越大熱處理溫度越高，凝點降低幅度才越大。根據經濟性分析，降凝劑的最佳加劑濃度為 50×10-6，最佳熱處理溫度為 50 ℃。

1.3降凝劑對原油流變性的影響

對加劑濃度為 50×10-6、熱處理溫度為 50 ℃的川口原油進行流變分析并與空白油樣進行對比。實驗所采用的流變儀為HAKKEVT550。

根據黏度測量結果發現，姚甘管線原油在牛頓流體范圍內黏度較小，加劑后的原油在此范圍內并沒有降黏。在非牛頓流體范圍內添加降凝劑后原油黏度有所降低 （圖1）。

圖1 剪切速率為 40s-1時空白油樣與加劑油樣表觀黏度對比

此外，影響降凝劑改性效果的外部因素還有重復加熱、冷卻速度、過泵剪切、管流剪切等。

2 添加降凝劑的安全與經濟性分析

加劑輸送后不僅能降低低輸量帶來的安全隱患 ，并且帶 來 了 經 濟 效益[2]。

表4 加劑前后管輸原油比較

管 道 安全運行 的 約 束 條 件[3]是 ：

◇出站溫度小于設備或設計允許最大出站溫度；

◇進站溫度大于安全生產的允許最小進站溫度；

◇出站壓力小于管道允許最大出站壓力；

◇進站壓力大于生產允許最小進站壓力。

在2月份某輸量下，加劑前管道運行參數與根據軟件模擬計算出的加劑后管道運行參數的對比見表5。

表5 加劑前后運行工況對比

通過經濟比較計算得到，在此工況下運行1天，如果管道采用加劑加熱運行可節省費用約為3000 元。

3 結論

1）姚店—甘泉管線的降凝劑最佳的加劑溫度為 50 ℃、加劑濃度為 50×10-6，能有效降低管輸原油的凝點。在較低溫度下加劑后的原油表觀黏度比加劑前有所降低。

2）根據姚店—甘泉管線實際運行工況，通過仿真軟件的模擬、分析、計算得到，只有冬季較低輸量時添加降凝劑才具有經濟性。

[1]楊筱蘅,輸油管道設計與管理[M].東營:中國石油大學出版社,2006.

[2]李傳憲,原油流變學[M].東營:中國石油大學出版社, 2009.

[3]謝英,袁崇明,肖燕.在役埋地熱油管道低輸量運行的經濟研究[J].油氣儲運,2008(4):10-13.

10.3969/j.issn.2095-1493.2013.010.018

2013-06-03）

安家榮，副教授，1987年畢業于中國石油大學 （油氣儲運專業），從事油氣管輸技術、油氣集輸及節能減排方面教學與 科 研 工 作 ， E-mail： anjiar@126.com， 地 址 ： 青 島 經 濟 技 術 開 發區長江西路 66號中國石油大學 （華東）儲運與建筑工程學院，266580。