成品油長輸管道支線油品渾濁乳化淺析

管道運輸作為一種高效、安全、環保的油氣資源輸送方式已在全球廣泛應用。隨著管道網絡的不斷擴張和地形環境的日益復雜化，成品油在運輸過程中渾濁及乳化現象頻發，既影響了油品的品質又威脅著管道的安全。在我國西南地區，由于地形起伏大、氣候條件多變，成品油管道支線在運行過程中面臨著諸多挑戰。因此，深入分析油品乳化的成因及影響因素，提出有效的管控措施，對于保障管道安全運行、提升油品質量具有重要的意義。

1.1油水乳化類型

1.油品渾濁乳化的形成機理

成品油乳化是指油水兩相在特定條件下形成穩定乳狀液的過程。這種乳狀液具有獨特的界面性質，根據界面性質的不同，可分為油包水 （W/O）和水包油（O/W）兩種類型。在W/O型乳狀液中，水滴被油膜包裹，而在O/W型乳狀液中，油滴則被水膜包裹。這兩種類型的乳狀液在外觀、穩定性和應用方面存在顯著差異。

在W/O型乳狀液中，親油基團朝向油相，親水基團朝向水相，形成穩定的油膜包裹水滴的結構。而在O/W型乳狀液中，親水基團朝向水相，親油基團朝向油相，形成穩定的水膜包裹油滴的結構。這兩種乳狀液的形成與穩定性受到多種因素的影響，包括水分來源、剪切作用以及穩定劑的存在等。

1.2形成條件

（1）水分來源：管道殘留水、環境濕氣冷凝以及油源自帶水分是成品油乳化的主要水分來源。當這些水分進入管道后，與油品混合形成油水兩相體系。

（2）剪切作用：在管道輸送過程中，高壓泵送和管道彎頭處產生的紊流會對油水兩相體系施加強烈的剪切力。這種剪切力促使水滴分散至微米級大小，為乳狀液的形成提供了必要條件。

（3）穩定劑：管道內的雜質（如銹渣、微生物等）作為乳化劑，能夠降低油水界面的張力，延長乳化液的穩定期。這些雜質的存在進一步加劇了油品的乳化現象。

2.乳化成因的多維度分析

以某成品油管道某支線為例，該管道輸送距離長且途經山區、河流等，地勢起伏較大。自2016年投油后多次出現不同程度的油品渾濁乳化。為了深入解析乳化成因，本文將從管道途徑的地形、管道的潔凈度、運行參數的波動、油源質量的控制等維度進行分析，以期為解決乳化問題提供科學的指導和建議。

2.1管道途徑地形

該支線輸油管道全長 7 9 1 . 7 k m 管道途經山區、烏江等地勢起伏較大的地形，存在較大落差，海拔最大落差達8 3 0 m （見圖2）。大落差成品油管道由于存在高點，往往會出現充水掃線不充分、低點積水、高點排氣不徹底、高點不滿流等現象[。

2.2管道潔凈度影響

管道潔凈度直接關系著油品質量和輸送安全。乳化現象形成的乳狀液能長時間滯留在管路中造成油品浪費及安全隱患。我們在某次清管作業后的檢測中發現，每升 （ m g / L） 管道中銹渣含量高達 同時，微生物菌落超過103CFU/ml。這部分雜質除了作為乳化穩定劑與油品發生反應外，還會降低管路內壁的光滑度，在輸送中增加了油品的流動阻力，增加了能耗，降低輸送效率。定期清管作業能有效清除管內積存的積物（包括銹渣、微生物等雜質），使管內管壁恢復光滑度，減少油流阻力。管道內的潔凈度起著舉足輕重的作用，雜質含量過高，不僅使乳化現象加劇，而且使輸油效率降低，管道壽命縮短。所以，定期的清管作業和嚴格的管道維護是保證油品質量和運輸安全必不可少的舉措。

2.3運行參數波動

管道的流量、壓力等運行參數對油品尤其是乳化油品現象的質量和穩定性產生一定影響。當這些操作參數出現波動時，油水兩相系統的流動狀態就會發生變化，特別是在非計劃停輸期間。在這種情況下，油水兩相體系在管道中的停留時間會延長，靜置過程中油水會自然分層，而重新啟動時，如果流速突變，會造成劇烈的剪切作用，這就是所謂的“啟動沖擊”。這種劇烈的剪切作用破壞了油水界面的穩定性，使油品中的油和水混合，進而形成乳化。有研究顯示，持續運轉的管路乳化發生率為 2 % ，而需要經常開閉的管道系統一一頻繁啟停的管路系統，乳化發生率可高達 為了減少乳化現象的發生，可通過嚴格控制管道的運行參數，優化管道設計來提高系統的運行效率和穩定性，減少不必要的啟停，保障油品質量和后續應用的安全。

2.4油源質量控制缺陷

決定油品易乳化與否的關鍵指標之一就是油中的含水量。水分是一種極性物質，能促進油滴與水分子的結合，形成乳化液，通過油水界面的界面活性劑作用，使油水界面張力降低。油源中除水分外，還可能含有金屬離子、有機物、鹽類等其它雜質，也可能影響油品的穩定性，間接造成乳化現象的發生。某批次柴油在實際生產過程中，經檢測水分含量為 0 . 0 8 % ，該水平與油品乳化門檻（ 0 . 1 % ） 接近，這意味著柴油中的含水量已經足夠高，即使是微小的水分差異，也可能導致油品在運送過程中乳化。當這批水分含量超標的柴油進入管道系統后，與殘留在管道內的水分疊加，造成局部水分濃度迅速升高，在這種情況下，油液的穩定性會大大降低，油液和水的界面張力降低，油液中的油滴和水分子很容易混合在一起，在外界的剪切力作用下形成乳化液。石化企業必須加強油品質量的檢測和控制，尤其要嚴格控制水分含量，才能防止此類情況的發生。同時，為了減少殘留水分，保證油品的穩定輸送，也需要對管道系統進行定期的清理。此外，也可增加脫水設備進一步降低油品中的含水量，防止油品乳化的風險。總之，油品水分含量控制是避免乳化現象發生的關鍵措施。

3.綜合管控措施與實踐驗證

3.1源頭管控：油品預處理

（1）高效過濾：在油品進入管路前，使用高效過濾系統對油品進行預處理，將其中的水分及雜質去除，保證在合理的范圍內控制油品中的水分及雜質含量。

（2）油罐排水：加強油罐排水管理，安裝自動排水閥，定時放水，減少油源含水量。同時定期對罐體進行清洗保養，使罐體內部保持干凈。

3.2管道運行優化

（1）恒流速控制：采用先進的變頻泵技術，調節管道輸送流量，確保管道輸送系統的高效安全。這種方式能在合理范圍內保持流速，避免由于流速過低而造成層層遞進的情況發生。此外，還要根據管線沿途地形變化和運行狀況實時調節流速參數，確保向目的地穩定安全地輸送油品。

（2）停輸管理：在計劃外停輸期間加強管理措施，盡可能縮短停輸時間，避免開、停輸過頻。在停輸過程中，為了減少油水界面擾動的風險，對管道進行充分的排氣和排水處理。在重新啟動時，為了避免流速突變造成劇烈剪切力作用，將流速逐步提升并加強監控，保證系統的安全穩定運行。

3.3定期維護與監測

清管作業：對管道進行經常性的清管作業，以保持管道的清潔、暢通。該支線管道內壁存在潛在污染物，如銹蝕、微生物等，也有以前清理時積聚起來的水。我們采用了智能清管器，在減少物理損害的同時，還能提高清管的效率及準確度。在清管完畢以后，為了發現并及時處理任何潛在問題，保證管道的長期穩定運行，我們對管線進行了詳細的質量檢測及性能分析。通過這樣的經常性維護和監控，在保證油品輸送安全高效的同時，還保證了管道系統的健康環境，延長其使用壽命。

3.4工程實踐效果

通過上述措施的實施，成品油管道支線的乳化發生率明顯下降，油品質量合格率也有所提高。

4.結論與展望

實踐表明，以上措施使乳化風險顯著降低，提升了管道運行的安全性與油品品質。未來隨著技術進步，高精度在線水監測可實現實時水分監控，納米材料改性內壁技術有望減少管壁不良反應，為乳化控制提供更高效的解決方案，推動成品油管道技術革新。

作者單位：國家管網集團西南管道公司貴陽輸油氣分公司