关于长输原油管道运行及原油调和的优化

（中石油云南石化有限公司，云南  昆明  650399）

摘  要：随着全球石油炼化企业的发展，进口含硫混合原油的加工逐步成为各炼化企业发展的新趋势，进口含硫油无论是通过海运还是长距离管道输送的方式，都存在运输周期长，输送及调和难度大的问题，本文以某长输原油长输管道及配套加工炼厂为基础，分析长输管道运行及原油调和过程优化，为炼化企业平稳、长周期运行提供基础。

关键词：长输管道; 原油调和；运行优化

随着某长输原油管道项目顺利投产，标志着中国的东北（中俄原油管道）、西北（中亚原油天然气管道）、西南陆上（某长输油气管道）和海上（经过马六甲海峡的海上通道）四大油气进口通道的战略格局已初步成型，某长输油气管道缓解了中国对马六甲海峡的依赖程度，降低海上进口原油的风险。某长输原油管道的平稳运行对炼厂长周期安全、平稳运行起着重大的作用，本文以某长输原油管线配套千万吨炼厂加工为基础，分析原油调和及长输管道的优化运行。

1  长输原油管道基本信息

某长输原油管道项目起自境外的原油首站，经长输原油管道自边境进入中国境内，全长1418km。

1.1  首站

首站与新建30万吨级原油码头相邻，包含12×104原油外浮顶油罐，3台额定流量为1050m3/h的给油泵、3台额定流量为1050m3/h的输油主泵，主要负责接卸海运原油到港，储存并转输原油至原油管道。

1.2  某长输原油管道

长输原油管道分为两段，境外段全长约770.5km，管径Φ813mm。境内段长度605.9km，管径Φ813mm，支线42.8km，管径Φ610mm。某长输原油境外段管道共计充装38.7万立原油，境内段管道充装共计31.7万立原油。某长输原油管道正常运行工况下，自首站启输，至油种到达炼厂，需经过约23天时间。

2  储罐基本信息

2.1  首站储罐

首站设计12座10×104m3原油储罐。操作弹性为60%~130%。码头设置2条Φ914mm的来油管线。配置有30万吨级原油码头，配合远洋油轮到港卸船。

2.2  炼厂储罐

原油罐区设计10座10×104m3原油储罐，其中包含2个罐组和1个泵区，操作时数8400小时。年周转量为1000万吨，操作弹性为60%~130% 。原油末站来油经1条DN600管道，输送能力为1786 ～1807m3/h，结合首站12座10×104m3的库容，可满足远洋运输的储存天数。

2.3  中间储罐

边境罐区设置3座5×104m3原油储罐，设置3×1080m3/h给油泵，5×1080m3/h输油泵，主要用于接收某长输原油管道境外段来油，采用旁接罐运行模式。

3  原油管道运行及调和方案

3.1  长输管道运行及调和架构

某炼厂主要加工中东高硫原油，原油采购完成后需通过船运至中转首站，在首站通过长输管道按照特定顺序逐一输送单一或多种原油，原油经过管道进入炼厂之后将多种油品分罐储存。在炼厂内，根据常减压装置平稳运行的生产需求，将多种油品按照一定比例进行调合。通过化验分析数据及在线分析数据，修正调合比例，最终供炼厂装置加工一种性质稳定的混合油品，原油调和基本框架如图3-1所示：

图3-1原油调和基本框架图

3.2  原油调和关键指标

原油调和过程中，调和原油密度、各馏程切割数据、硫含量、酸值是作为调和控制的关键指标，多种原油调和过程中，各组分原油性质差别大，特别是生产初期，采购原油与设计原油差别较大，在调和过程，需对关键指标进行设防，严格控制一次调和率，以保证常减压装置进料平稳。

3.3  三种原油定比例调和及管道运行方案

3.3.1  输送方案的制定

长输原油管道运行情况较为复杂，船期、管道、储罐运行过程中不可预知性较大，在运行过程中输送方案的制定是运行的基础，制定的输送方案应遵循以下几点原则：1）、首站、分站、厂内原油罐区储罐罐容均在合理范围内；2）、输送顺序可以满足调和原油性质较为稳定；3）、输送顺序与船期、检修期等衔接合理。

(1) 首站及罐区储罐合理罐容分配

原油首站是船运卸港末端，同时，首站也是长输管道的起始端，厂内原油罐区是长输管道的末端，首站及原油罐区的罐容情况是原油输送及调和的重要控制因素，合理安排首站及原油罐区的罐容、罐空，才能合理的安排原油输送计划。

(2) 调和原油性质稳定

无论是管道输送方案选择还是调和方案的优化，最终都是为了满足常减压装置的进料指标合格且稳定，为提高原油调和的一次调和率，通常需设定原油调和关键指标及限定值。

原油调和过程中，通常设定原油的组分馏程、硫含量、酸值、密度、金属含量等指标为关键控制指标，根据实际加工工艺需求，区分各项指标的权重，调和过程设定过程控制优先层级，含硫含酸原油加工过程中关键管控指标为酸值、硫含量、组分馏程。 

3.3.2  调和方案的制定

(1) 调和方式选择

目前国内大多数炼化企业均是加工混合原油，无论是管道输送还是海运至港口，原油的调和方式基本为两种：

1）单罐静态混合方式：利用油品密度差扩散理论，采用单罐沉降的调和工艺，原油依照先重后轻的原则，将待调和的原油分批从底部进罐线送入调和目标罐，各批次油品进入后经过沉降自然调和。此种调和方式一次调和率高，能耗小，调和过程可控性较大，但调和时间较长，且因是自然调和关系，静止后调和原油可能出现分层现场，混合不均匀。目前大多数沿海炼化企业均采用此方法。

2）静态混合在线调和方式：利用多台调和泵及静态混合器，多批次原油同时调入目标调和罐，多种原油在混合器和储罐内调和。此种调和方式调和时间较短，原油混合程度较高，但调和过程可控性较差，一次调和率稍低。目前炼厂采取的此种方式。

(2) 原油在线调和

采用静态混合调和方案，首先需初步核算原油调和比例，依据各组分的评价数据核算调和比例，根据初步调和比例计算的混合原油酸值0.288 mgKOH/g，硫含量1.727%，各组分馏程基本与上一阶段和设计原油组分馏程一致，调和比例基本判定合理。

在实际调和过程中，计算的调和比例为基本数据，实际调和还需要多方面的参数进行修正，以含硫油过渡期加工阿曼原油为例，阿曼原油评价数据酸值为0.55mgKOH/g，实际分析数据酸值为0.6-0.7mgKOH/g，远大于炼厂加工极限，实际管输及调和过程中，将酸值作为重点管控指标进行原油调和。将酸值作为最重要的关键指标进行管控，则返回调和比例中将阿曼原油调和量自20000立降低至15000立，此时，原油的硫含量稍有降低，各组分馏程数据也发生相应变化，在关键指标管控的前提下，此两项控制指标的波动则在可接收范围内。

3.4  多种原油调和及管道运行方案：

随着炼厂加工负荷的逐步提升及产品需求的综合考虑，炼化企业加工原油的种类也会逐步增加，后期将存在多种原油顺序到港、顺序输送及调和的工况，结合原油罐区组分原油罐罐容不足而只能进行三种原油调和的情况，需对多种原油管道输送及调和方案进行优化选择，根据实际不同产销需求及加工情况进行调整

3.4.1  等量替换方案

1）原则：存在多种原油需顺序输送工况时，且其中某两种（或多种）原油的各项性质指标接近，或某些炼厂加工过程的关键管控性质相近时，可采用等量替换的方案。

2）输送及调和方案：将性质相近的此两种（或多种）原油判定为一种原油，重新计算调和比例，按照新的调和比例安排此两种（或多种）原油与其他组分油间断输送，将除此两种（或多种）原油以外的组分油判定为关键组分油，此两种（或多种）在关键组分油前后分批次输送，厂内原油罐区接收过程中，若储罐有罐空则将多种原油分罐储存，若不能满足，则将此两种（或多种）原油混合储存，同时依据管道分析结果记录此两种（或多种）原油起止液位，将其作为一种原油参与原油调和。

3.4.2  混合输送方案

1）原则：存在多种原油需顺序输送工况时，无两种（或多种）原油性质相近时。某两种不同的原油到港时间接近且首站具备同时接收条件。

2）输送及调和方案：核算多种原油计划加工比例，明确其中某两种船期接近的组分原油的调和比例，将此两种原油在原油首站单罐单储，输送过程中，按照既定的调和比例同时输送此两种原油，利用长输管道23天的运行周期，将此两种原油在管道内充分混合，到达末站原油罐区后，依据原油快评数据将此混合油当作一种全新的油品，单罐单储，然后用于原油调和。

4 小结

1）长输原油管道运行顺序输送过程中，应当遵循把控关键控制指标，综合考虑船运周期、到港时间、管道运输周期、储罐合理利用等相关因素，以原油调和比例为基础，模拟初步管道运行输送计划，通过相关因素影响程度进行修正，最终完成输油计划的执行。

2）原油调和过程中，根据关键组分管控的优先级别，对主要管控指标设定内控值，以满足常减压装置稳定、长周期运行为基本原则，优化调和比例，同时，根据实际分析数据，对关键管控指标进行修正，优化调和比例。

3）多种组分原油顺序输送较为复杂，简单的顺序输送可能导致厂内原油调和性质波动大，甚至无油可调的情况，根据实际储罐能力，合理判定油品性质，及时调整加工计划，采用等量替换或混合输送等方式，将多种原油变为2-3种原油进行输送，可以有效的减轻因储存能力导致的输送困难。

作者简介：杨江聆（1990-），男 ，石油炼制中级工程师。

　　来源：化学工程与装备 - 官方网站 - 创刊于1972   2022年第12期   在线投稿  >>