原油管道摻混輸送運(yùn)行風(fēng)險(xiǎn)分析

李嘉誠(chéng)

原油管道摻混輸送運(yùn)行風(fēng)險(xiǎn)分析

李嘉誠(chéng)

（四川科宏石油天然氣工程有限公司， 四川 成都 610051）

日東原油管道適應(yīng)性改造工程為通過向委內(nèi)瑞拉稠油中摻入一定量的中東原油，利用靜態(tài)摻混器進(jìn)行在線摻混，降低委內(nèi)瑞拉稠油的黏度，以實(shí)現(xiàn)委內(nèi)瑞拉稠油的常溫輸送。適應(yīng)性改造工程實(shí)施后，日東原油管道可以實(shí)現(xiàn)常溫輸送中東原油和進(jìn)行中東原油和委內(nèi)瑞拉稠油摻混輸送。增加了管道輸送油品的種類，提高了管道的利用率，實(shí)現(xiàn)管線增輸增效。

原油管道； 油氣儲(chǔ)運(yùn)； 風(fēng)險(xiǎn)分析； 摻混輸送

日照-東明原油管道是一條長(zhǎng)距離常溫輸送中東中質(zhì)原油及重質(zhì)原油的輸油管道，起于日照首站，途經(jīng)日照、臨沂、濟(jì)寧、菏澤四市，終止于東明末站，全長(zhǎng)445.9 km，設(shè)計(jì)壓力8.0 MPa，管道系統(tǒng)采用常溫、密閉輸送工藝。全線共設(shè)4 座工藝站場(chǎng)，21座干線線路截?cái)嚅y室（其中監(jiān)控閥室5 座、單向閥室5座、手動(dòng)閥室11 座）。四座工藝站場(chǎng)依次分別為日照輸油站、平邑清管站、兗州輸油站、東明輸油站[1]。

自2014年10月以來，日東原油管道適應(yīng)性改造工程開始進(jìn)行摻混輸送試驗(yàn)運(yùn)行，在這過程中，我公司根據(jù)自身生產(chǎn)運(yùn)行情況和模式，結(jié)合前期實(shí)驗(yàn)提供的數(shù)據(jù)，積極推進(jìn)適應(yīng)性改造工程試驗(yàn)進(jìn)程。在保證全線安全輸油生產(chǎn)的前提下，根據(jù)輸油運(yùn)行安排，結(jié)合輸油設(shè)備的運(yùn)行情況以及下游用戶東明石化集團(tuán)的需求，進(jìn)行了多個(gè)摻混比例的摻混試驗(yàn)，分別對(duì)摻混比例2∶1、3∶1、5∶2、5∶3、8∶5等進(jìn)行摻混輸送試驗(yàn)。截止目前，日東原油管道試驗(yàn)運(yùn)行已經(jīng)累計(jì)輸送委內(nèi)瑞拉原油44.5萬t，累計(jì)外輸混油241.5萬t[2-3]。

在適應(yīng)性改造摻混輸送試驗(yàn)運(yùn)行中，結(jié)合日東原油管道的運(yùn)行情況，對(duì)適應(yīng)性改造摻混輸送運(yùn)行情況可能出現(xiàn)的風(fēng)險(xiǎn)點(diǎn)進(jìn)行分析和控制，以確保摻混輸送輸送安全平穩(wěn)運(yùn)行[4]。

1 黏度變化風(fēng)險(xiǎn)及控制措施

1.1 摻混油品受地溫影響風(fēng)險(xiǎn)

適應(yīng)性改造摻混輸送運(yùn)行，中東稀油和委內(nèi)瑞拉稠油在日照首站按照一定的摻混比例通過在線摻混器進(jìn)行在線摻混，降低委內(nèi)瑞拉原油的油品黏度，從而滿足常溫輸送的要求[5]。日東原油管道為常溫輸送管道，管道全長(zhǎng)445.9 km，全線不設(shè)加熱設(shè)施，其油品的黏度變化對(duì)于輸送運(yùn)行具有很重要的影響。

在摻混輸送運(yùn)行中，油品進(jìn)罐溫度較高，日照首站摻混后混油出站時(shí)油溫一般在30 ℃左右，在輸送過程中，油品需要經(jīng)過6~7天的時(shí)間到達(dá)東明末站，由于全線不設(shè)加熱設(shè)施，油溫會(huì)受地溫的影響而不斷降低，其中沿線地溫在夏季約為20 ℃左右，冬季約為10 ℃左右，最終混油溫度降至和地溫溫度持平。

根據(jù)油品的黏溫特性，溫度的下降，會(huì)造成油品黏度的上升。在前期科技中心對(duì)摻混輸送進(jìn)行的試驗(yàn)數(shù)據(jù)以及前期運(yùn)行規(guī)程中的要求，日東原油管道摻混輸送的混油黏度控制在200 mPa·s以下。

日東原油管道在3座工藝站場(chǎng)（日照首站、兗州輸油站、東明末站）內(nèi)設(shè)有在線黏度計(jì)，可以實(shí)時(shí)監(jiān)控經(jīng)過站場(chǎng)時(shí)混油的黏度，然后站場(chǎng)之間距離較長(zhǎng)，無法實(shí)時(shí)監(jiān)控管道內(nèi)油品黏度受地溫影響的變化情況，一旦油品黏度由于地溫的影響上升達(dá)到控制值200 mPa·s以上，則會(huì)造成管道發(fā)生初粘特性（壓力上升、流量下降），且日東原油管道調(diào)整摻混比例地點(diǎn)為日照首站，管道發(fā)生初粘特性或在其他站場(chǎng)檢測(cè)到油品黏度過高時(shí)，再調(diào)整首站摻混比例亦無法立刻降低管道內(nèi)油品的黏度。油品受地溫的影響?zhàn)ざ劝l(fā)生變化，對(duì)摻混輸送會(huì)帶來一定的安全風(fēng)險(xiǎn)。

1.2 風(fēng)險(xiǎn)控制措施

日東原油管道為接收海外來油，每一批次油品均存在差異性，在每批次油品進(jìn)行摻混輸送前，提前安排人員上罐取樣，在日照首站就地對(duì)兩種油品按照預(yù)定摻混比例進(jìn)行摻混試驗(yàn)，利用實(shí)驗(yàn)室旋轉(zhuǎn)黏度計(jì)進(jìn)行人工黏度化驗(yàn)，且黏度化驗(yàn)溫度階梯選取當(dāng)前全線最低地溫?cái)?shù)值進(jìn)行黏度化驗(yàn)，最大程度模擬混油在輸送至下游站場(chǎng)時(shí)黏度變化情況。在需要調(diào)整摻混比例時(shí)，亦采用同樣的方法，提前對(duì)該摻混比例下的混油進(jìn)行黏度化驗(yàn)，模擬油品輸送至下游站場(chǎng)時(shí)黏度的變化情況。同時(shí)密切關(guān)注站場(chǎng)內(nèi)線黏度計(jì)顯示數(shù)值，同時(shí)安排人員每天對(duì)混油黏度進(jìn)行人工化驗(yàn)，比對(duì)在線黏度計(jì)數(shù)值，確保在線黏度計(jì)顯示數(shù)值真實(shí)有效[6]。

2 油品種類、批次不同帶來的風(fēng)險(xiǎn)

日東原油管道為接收海外來油，由下游用戶東明石化集團(tuán)負(fù)責(zé)海外油品的采購(gòu)，受諸多方面因素的影響，其油品種類和性質(zhì)往往無法固定，同種油品不同批次亦會(huì)有一定差別。有時(shí)還會(huì)有日照港其他庫(kù)區(qū)的油品置換至我?guī)靺^(qū)進(jìn)行外輸，油品種類比較復(fù)雜，難以進(jìn)行監(jiān)控。且在摻混輸送運(yùn)行中，委內(nèi)瑞拉原油儲(chǔ)存于中石油山東輸油有限公司（中聯(lián)油）庫(kù)區(qū)內(nèi)，我單位無法直接對(duì)其進(jìn)行控制和管理。在摻混輸送中，油品種類的不同會(huì)直接決定摻混后油品的性質(zhì)以及外輸?shù)捻樌M(jìn)行。對(duì)于不同油品的摻混輸送，其摻混比例亦是無法固定的，這對(duì)摻混輸送試驗(yàn)運(yùn)行和總結(jié)摻混輸送經(jīng)驗(yàn)帶來很大的難度。

提前關(guān)注和控制中東稀油和委內(nèi)瑞拉稠油的種類和物性，重點(diǎn)關(guān)注油品的種類、凝點(diǎn)和黏度，對(duì)于不符合外輸條件和進(jìn)行摻混輸送條件的油品，堅(jiān)決不予接收和外輸。對(duì)于日照港其他庫(kù)區(qū)置換至我?guī)靺^(qū)的油品，要求東明石化集團(tuán)聯(lián)系商檢公司取儲(chǔ)油罐上、中、下層油品分別進(jìn)行化驗(yàn)，全面分析油品的物性后決定是否接收來油。摻混輸送前期，提前對(duì)罐內(nèi)油品取樣，按照預(yù)定摻混比例進(jìn)行摻混實(shí)驗(yàn)，提前了解摻混后油品的黏度。

3 摻混輸送對(duì)輸油設(shè)備的影響

日東原油管道在原設(shè)計(jì)中，為輸送中東中質(zhì)原油和重質(zhì)原油，適應(yīng)性改造后，增加摻混輸送委內(nèi)瑞拉稠油工藝系統(tǒng)。結(jié)合目前摻混輸送試驗(yàn)運(yùn)行情況，委內(nèi)瑞拉稠油物性較差，油品黏度高，雜質(zhì)較多，且儲(chǔ)存委內(nèi)瑞拉原油的中石油山東儲(chǔ)運(yùn)有限公司（中聯(lián)油）庫(kù)區(qū)以前為儲(chǔ)存重質(zhì)原油和燃料油，罐底油雜質(zhì)較多，在摻混輸送運(yùn)行時(shí)，對(duì)站內(nèi)主要輸油設(shè)備的正常運(yùn)行帶來安全風(fēng)險(xiǎn)隱患。

在摻混輸送試驗(yàn)運(yùn)行中，由于摻混油品黏度過高、雜質(zhì)較多，往往會(huì)造成輸油主泵機(jī)組（離心泵）機(jī)械密封泄漏量低，溫度高、機(jī)械密封出現(xiàn)磨損、泵驅(qū)動(dòng)端和非驅(qū)動(dòng)端振動(dòng)高等報(bào)警，增加了輸有設(shè)備的檢修頻次，造成主要輸油設(shè)備不處于備用狀態(tài)，由于油品雜質(zhì)過多，全線過濾器經(jīng)常出現(xiàn)壓差報(bào)警堵塞現(xiàn)象，造成全線清理過濾器頻次大大增加。

密切關(guān)注輸油設(shè)備運(yùn)行情況，如輸油泵機(jī)組各項(xiàng)保護(hù)參數(shù)以及過濾器前后壓差情況，出現(xiàn)報(bào)警或異常及時(shí)切換輸油設(shè)備，防止出現(xiàn)其他安全運(yùn)行風(fēng)險(xiǎn)。在輸油過程中，密切關(guān)注中聯(lián)油庫(kù)區(qū)外輸油罐和運(yùn)行罐位，了解和控制外輸稠油物性和種類。罐底油往往雜質(zhì)較多，對(duì)輸油設(shè)備會(huì)造成極大的安全風(fēng)險(xiǎn)，當(dāng)中聯(lián)油庫(kù)區(qū)罐位較低時(shí)，不進(jìn)行摻混輸送，要求東明石化集團(tuán)安排汽車或火車進(jìn)行外運(yùn)，以保證輸油設(shè)備的安全平穩(wěn)運(yùn)行。

4 停輸再啟動(dòng)風(fēng)險(xiǎn)

日東原油管道為接受海上來油，沒有穩(wěn)定的油源，間歇運(yùn)行一直以來采用間歇輸送的方式運(yùn)行。適應(yīng)性改造進(jìn)行中東稀油和委內(nèi)瑞拉稠油摻混輸送，由于存在管線停輸?shù)膯栴}，則必須考慮管道停輸時(shí)間以及管內(nèi)油品分層和管線再啟動(dòng)的問題和風(fēng)險(xiǎn)。日東原油管道全長(zhǎng)445.9 km，全管程管容約為15萬方，如停輸時(shí)間過長(zhǎng)，混油在管道內(nèi)出現(xiàn)分層現(xiàn)象，則會(huì)發(fā)生局部管道粘管現(xiàn)象，給管道再啟動(dòng)帶來十分嚴(yán)重的安全風(fēng)險(xiǎn)。

為防止油品分層，可以采取稀油進(jìn)行全管程置換混油和采取啟輸活動(dòng)管線的方式。采用全管程稀油置換混油的方法，則需準(zhǔn)備約15萬方稀油用于管線置換，采用啟輸活動(dòng)管線的方法，即為外輸結(jié)束前預(yù)留一定量的油品，每隔5~7天進(jìn)行啟輸活動(dòng)管線。

在摻混輸送輸油運(yùn)行安排上，需要全面考慮停輸以及下一批次來油情況。主動(dòng)聯(lián)系東明石化集團(tuán)，獲取半年內(nèi)或兩個(gè)月之內(nèi)的來船信息和來油物性，盡量做到連續(xù)輸送，避免過長(zhǎng)時(shí)間管線停輸。在無法避免管線停輸?shù)那闆r下，根據(jù)下一批次來油安排，采取啟輸活動(dòng)管線或使用稀油置換全管程混油的方式，避免管道內(nèi)混油出現(xiàn)分層現(xiàn)象。

5 結(jié)束語

目前日東原油管道適應(yīng)性改造摻混輸送試驗(yàn)運(yùn)行正在持續(xù)開展之中，由于進(jìn)行兩種物性相差較大的油品進(jìn)行在線摻混輸送，在國(guó)內(nèi)尚無可以借鑒的先例，關(guān)于摻混輸送運(yùn)行的管理經(jīng)驗(yàn)和方法還需要不斷進(jìn)行探索和研究。

［1］徐亮，艾月喬，李海娜，等. 日東原油管道高黏油摻混輸送工藝[J].油氣儲(chǔ)運(yùn)，2019，38 (9): 1009-1014.

［2］趙選烽，敬加強(qiáng)，王思汗，等. 南陽(yáng)含蠟原油混合輸送的結(jié)蠟特性[J]. 石油化工，2019，48 (1): 65-70．

［3］王國(guó)濤. 中洛線中原原油與普托原油摻混增輸方案比選[J]. 油氣儲(chǔ)運(yùn)，2018，37 (10): 1135-1141．

［4］王琪，羅浩，陳國(guó)平. 原油順序輸送水平管混油段的分析[J]. 當(dāng)代化工，2014 (10): 2153-2155..

［5］張志玉，孫建華. 臨邑首站原油混輸工藝改造[J]. 油氣儲(chǔ)運(yùn)，2009，28 (8): 75-77．

［6］于濤. 油品混合輸送在西部原油管道的應(yīng)用[J]. 油氣儲(chǔ)運(yùn)，2013，32 (2): 162-165．

Risk Analysis of Mixed Crude Oil Pipeline Transportation

（Sichuan Kehong Petroleum and Natural Gas Engineering Co., Ltd., Sichuan Chengdu 610051, China）

The adaptability reconstruction project of Ridong crude oil pipeline is to mix a certain amount of Middle East crude oil into Venezuelan heavy oil by using static mixer to reduce the viscosity of Venezuelan heavy oil, so as to realize the normal temperature transportation of Venezuelan heavy oil. After the implementation of the adaptability transformation project, the transportation of Middle East crude oil at normal temperature and the mixed transportation of Middle East crude oil and Venezuelan heavy oil can be realized by Ridong crude oil pipeline.The types of oil products transported by the pipeline are increased, the utilization ratio of the pipeline is also increased as well as the pipeline transportation efficiency.

crude oil pipeline; oil and gas storage and transportation; risk analysis; mixed transportation

2019-11-06

李嘉誠(chéng)（1982-），男，四川隆昌人，碩士，2009年畢業(yè)于西南石油大學(xué)，研究方向：從事石油天然氣地面建設(shè)設(shè)計(jì)工作。

TE 832

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1004-0935（2020）01-0080-03