冀東油田高凝原油與進口輕質原油混合儲存、輸油工藝研究

王立華（中國石化管道儲運有限公司曹妃甸油庫，河北 唐山 063200）

進入21世紀以來，隨著我國國民經濟的增長，我國的能源消耗數量大幅上升，特別是對原油、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運公司在中國最北方鋪設的輸油管道，主要肩負著為天津石化、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口原油的任務，年設計輸送能力為2000萬噸。由于進口原油凝點（原油在測試條件下失去流動性的最高溫度）較高，所有曹津線輸油管道自投產運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境內，年生產原油量約150萬噸，均為高凝點（凝點約23℃-26℃）、高品質原油。由于曹妃甸原油碼頭所進口原油主要以中東地區原油品種為主，凝點約-29℃，屬于高硫油品，品質較差。為滿足華北地區各煉廠的需求，曹妃甸油庫將為其輸送冀東油田原油。

2 傳統輸送工藝

根據近幾年對高凝原油儲存、輸送工藝的研究，傳統儲存、輸送工藝為加熱爐對原油進行加熱，然后經長輸管道進行輸送，若輸送距離較長的管道，中間站隊需要對原油進行二次加熱，以滿足輸送的工藝要求。

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

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

冀東油田原油通過管道進入曹妃甸油庫時是高溫原油，冀東油田已經對原油進行了加熱處理，根據了解冀東油田滿罐（10萬立方米儲油罐）外輸原油出站溫度約30℃，預計到達曹妃甸油庫儲油罐時原油的溫度約28℃，根據曹妃甸油庫地溫統計報表（2013.9.1—2014.8.31）（見附表）中數據可知1月份曹妃甸油庫平均低溫約5.6℃。

曹妃甸油庫地溫統計報表（2013.1—2013.12）

考慮到冀東油田原油的凝點在23℃-27℃，所以原油進站后必須加溫到30℃，才能在油罐中進行儲存。假設將8萬噸原油從28℃進站原油加熱至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·℃)（此數據來自冀東油田）

T1——原油加熱前溫度

T2——原油加熱后溫度

通過計算可知Q=1.372E+12 J=38.1E+4kW·h

曹妃甸油庫單臺加熱爐的最大功率為8000kW，則計算可知單臺加熱爐需要連續運行47.5小時，將消耗大量的燃料油，燃燒產生的廢氣也對控制造成很大的污染，鑒于上述原因我們開展了國產高凝原油與進口低凝原油配比儲存、外輸技術研究。

3 混合配比研究

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

通過研究發現兩種凝點不同的原油按照一定比例混合后凝點的變換并不是呈現線性變化，根據在實驗室研究的結果發現通過對按照固定比例混合后的原油進行凝點測定得出結論如圖表1所示：

圖表1

曹妃甸地區冬季最低氣溫在-20℃，所以按照試驗結論可知將進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低于-20℃，可以滿足要求。

曹妃甸油庫擁有原油比例混合外輸的先進經驗，可以通過站內工藝操作將進口原油和冀東油田原油在儲罐內充分混合。為保證混合比例的精確，操作人員需實時監控原油儲罐罐位變化。首先將冀東油田進站原油輸送至特定混合儲罐內，然后通過來油量確定需配比的進口原油量，然后通過站內攪拌流程將進口原油輸送至混合儲油罐內，達到所需比例后將兩種原油充分融合。

站場內主要設備完成工藝參數采集、控制參數采集、接受控制系統信號完成相關功能實現，主要設備包括：

（1）數據參數采集設備，如雷達液位計，壓力變送器，超聲波流量計等；

（2）調節控制及執行設備，如SCADA系統、電動調節閥等。

4 結語

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

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

[2]陳俊，張俊軍，張帆.計算混合原油凝點的一種新方法，石油大學學報，2003,27(5):77-80.

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