臨?；A(chǔ)油儲(chǔ)運(yùn)企業(yè)碼頭及罐區(qū)工藝設(shè)計(jì)

中國(guó)石化潤(rùn)滑油有限公司濱海分公司

當(dāng)前，世界知名潤(rùn)滑油企業(yè)和國(guó)內(nèi)眾多潤(rùn)滑油制造商選擇在長(zhǎng)三角、珠三角和環(huán)渤海灣經(jīng)濟(jì)區(qū)建設(shè)潤(rùn)滑油調(diào)配廠，充分發(fā)揮臨海優(yōu)勢(shì)，利用安全高效的海上運(yùn)輸大通道輸轉(zhuǎn)儲(chǔ)存基礎(chǔ)油，降低了企業(yè)運(yùn)營(yíng)成本，激發(fā)了市場(chǎng)主體活力。

潤(rùn)滑油調(diào)配原材料主要為基礎(chǔ)油，配方中基礎(chǔ)油比例占到90%，添加劑10%左右，降低基礎(chǔ)油儲(chǔ)存運(yùn)輸成本是潤(rùn)滑油生產(chǎn)企業(yè)提高利潤(rùn)的主要途徑之—。鑒于水運(yùn)成本低于陸運(yùn)，因此國(guó)內(nèi)外有實(shí)力的潤(rùn)滑油企業(yè)都將調(diào)配廠設(shè)置在毗鄰水運(yùn)碼頭的位置，使國(guó)內(nèi)外優(yōu)質(zhì)基礎(chǔ)油資源以最低的價(jià)格和便利的途徑進(jìn)行供應(yīng)。

基礎(chǔ)油的性質(zhì)不同于原油和成品油，品種較多，根據(jù)中國(guó)石油天然氣集團(tuán)公司企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)《通用潤(rùn)滑油基礎(chǔ)油》（Q/SY44—2009）和國(guó)際通用API分類方法，基礎(chǔ)油分為3大類7個(gè)品種，56個(gè)牌號(hào)。在碼頭接卸至儲(chǔ)罐的輸轉(zhuǎn)過(guò)程中，不可能采取單罐單線和單品種單線的方式，只能采用—根管線對(duì)應(yīng)多個(gè)品種和多個(gè)儲(chǔ)罐的輸轉(zhuǎn)方式，同時(shí)確保輸轉(zhuǎn)的基礎(chǔ)油質(zhì)量符合指標(biāo)要求。通球掃線技術(shù)的應(yīng)用和合理的罐區(qū)布局能夠提高基礎(chǔ)油輸轉(zhuǎn)效率，同時(shí)保證產(chǎn)品質(zhì)量。在整體設(shè)計(jì)中要充分考慮運(yùn)用先進(jìn)的技術(shù)和創(chuàng)新的理念，融合智能化工廠建設(shè)理念，達(dá)到工藝設(shè)計(jì)最優(yōu)。

碼頭至罐區(qū)基礎(chǔ)油輸轉(zhuǎn)工藝設(shè)計(jì)

基礎(chǔ)油性質(zhì)及主要工藝設(shè)計(jì)參數(shù)

碼頭基礎(chǔ)油的接卸工作首先要明確油品的性質(zhì)，裝卸工藝系統(tǒng)要適應(yīng)油品特性。碼頭輸轉(zhuǎn)量較大的油品為API Ⅰ類、Ⅱ類、Ⅲ類基礎(chǔ)油。部分基礎(chǔ)油性質(zhì)見(jiàn)表1。

由表1可以看出，APIⅠ類基礎(chǔ)油150BS運(yùn)動(dòng)黏度較大，在長(zhǎng)距離管道輸送中對(duì)工藝系統(tǒng)的要求更高?；A(chǔ)油閃點(diǎn)較高，火災(zāi)危險(xiǎn)性較低。

設(shè)計(jì)原則及主要設(shè)備設(shè)置

基礎(chǔ)油裝卸碼頭至罐區(qū)的工藝設(shè)計(jì)原則，應(yīng)結(jié)合油品裝卸船作業(yè)的實(shí)際情況，確保工藝流程完善，采用先進(jìn)的生產(chǎn)設(shè)備，建立嚴(yán)格、高效的管理體系，工藝設(shè)計(jì)滿足裝卸需求，同時(shí)做到節(jié)能環(huán)保和整齊美觀。

碼頭至罐區(qū)的主要設(shè)備為機(jī)泵、管線、掃線系統(tǒng)。機(jī)泵選擇方面，低黏度油品可以選擇離心泵和齒輪泵，較高黏度油品可以選擇齒輪泵和螺桿泵，高黏度油品可以選擇高黏度螺桿泵和滑片泵。

由于基礎(chǔ)油品種較多，在輸送管道選擇方面可以根據(jù)大類設(shè)置碼頭至罐區(qū)輸送主管道，罐區(qū)內(nèi)可以選擇單罐單線，這樣既可以保證油品質(zhì)量，又確保操作的可靠性。目前，南港工業(yè)區(qū)潤(rùn)滑油組團(tuán)企業(yè)按照APIⅠ類基礎(chǔ)油設(shè)置1根碼頭至罐區(qū)主管線，APIⅡ類、Ⅲ類基礎(chǔ)油設(shè)置1根碼頭至罐區(qū)主管線的方式進(jìn)行油品輸送，管道根據(jù)儲(chǔ)罐大小和裝卸船量選擇DN200—DN300。

鑒于在同類基礎(chǔ)油內(nèi)還存在諸多品種，部分基礎(chǔ)油黏度大，輸送油品為確保工藝質(zhì)量要求，必須進(jìn)行通球掃線，采用清管器和海綿球是比較理想的方式，可以選用自動(dòng)化程度高的清管器和帶自動(dòng)追蹤的掃線球[1]。

表1 部分基礎(chǔ)油性質(zhì)

碼頭至罐區(qū)主要裝卸工藝設(shè)計(jì)

碼頭至罐區(qū)卸船采用船泵，根據(jù)輸送油品黏度和流量選擇并聯(lián)或串聯(lián)，高黏度油品需要加溫后泵送，管道需要保溫處理。根據(jù)設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)，輸送距離在5 km以內(nèi)，船泵揚(yáng)程和流量基本滿足輸送要求；大于5 km的輸送距離，需要增設(shè)中轉(zhuǎn)加壓泵，增加揚(yáng)程和輸送流量。

鑒于基礎(chǔ)油多品種、小批量的特點(diǎn)，為降低管道內(nèi)油品殘留，確保油品質(zhì)量，碼頭至罐區(qū)主管線采用通球掃線的方式?；A(chǔ)油裝卸掃線原理如圖1所示。

基礎(chǔ)油罐區(qū)工藝設(shè)計(jì)

儲(chǔ)罐設(shè)置

基礎(chǔ)油儲(chǔ)罐的設(shè)計(jì)要滿足相關(guān)設(shè)計(jì)規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)，《石油化工儲(chǔ)運(yùn)系統(tǒng)罐區(qū)設(shè)計(jì)規(guī)范》中明確，內(nèi)河及近海運(yùn)輸?shù)臐?rùn)滑油類周轉(zhuǎn)存儲(chǔ)天數(shù)為25～35 d，每年按250 d計(jì)算，年中轉(zhuǎn)次數(shù)為7～10次，根據(jù)年中轉(zhuǎn)量可以計(jì)算出倉(cāng)儲(chǔ)罐容。

單體罐容設(shè)計(jì)主要考慮船舶運(yùn)輸，應(yīng)滿足裝置連續(xù)生產(chǎn)和—次卸船量的要求?；A(chǔ)油特點(diǎn)是多品種小批量，—般單品種船運(yùn)量為3 000 t、2 000 t、1 000 t，考慮到安全容量和油品密度，罐容設(shè)計(jì)為5 000 m3、3 000 m3、1 500 m3適用性較強(qiáng)。

工藝路線設(shè)計(jì)

碼頭至罐區(qū)主管線設(shè)計(jì)

碼頭至罐區(qū)主管線根據(jù)油品大類進(jìn)行設(shè)置，APIⅠ類基礎(chǔ)油設(shè)置1根主管線，APIⅡ類和Ⅲ類基礎(chǔ)油設(shè)置1根主管線，裝卸油品時(shí)通過(guò)集管站與儲(chǔ)罐連接。集管站的作用是連通主輸油管線和罐區(qū)內(nèi)的單罐單線，保證油品輸轉(zhuǎn)質(zhì)量，同時(shí)做到靈活可靠。

罐區(qū)內(nèi)工藝管線設(shè)計(jì)

罐區(qū)內(nèi)工藝管線設(shè)計(jì)原則是單罐單線單泵，滿足裝卸船、裝卸汽運(yùn)槽車和裝卸火車的要求，還要做到油品具備儲(chǔ)罐之間倒運(yùn)功能。

智能化工廠設(shè)計(jì)理念應(yīng)用

儲(chǔ)罐儀表和信息管理系統(tǒng)應(yīng)用

對(duì)于新建項(xiàng)目，應(yīng)用RTU（遠(yuǎn)程終端單元）處理單元，把每個(gè)基礎(chǔ)油儲(chǔ)罐作為—個(gè)單元，儲(chǔ)罐上的儀表測(cè)量信號(hào)和脈沖系統(tǒng)、球站系統(tǒng)等控制信號(hào)作為此單元上的分單元，進(jìn)行儀表數(shù)據(jù)采集和控制單元的邏輯控制，通過(guò)MODBUS（串行通信協(xié)議）總線把每個(gè)RTU串聯(lián)起來(lái)與DCS（分布控制系統(tǒng)）控制柜相連，實(shí)現(xiàn)最終的通訊連接。優(yōu)點(diǎn)在于大大節(jié)省了罐區(qū)與機(jī)柜間的電纜，檢維修更加便捷。對(duì)儲(chǔ)罐儀表的配置要達(dá)到以下標(biāo)準(zhǔn)要求，配備雷達(dá)液位計(jì)、音叉液位報(bào)警、靜止壓力變送器、溫度變送器（包含溫度傳感器）、RTU罐旁柜。

儲(chǔ)罐儀表和信息管理系統(tǒng)與DCS控制系統(tǒng)通過(guò)OPC（工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)接口）接口進(jìn)行通訊，儲(chǔ)罐儀表信息數(shù)據(jù)均由DCS控制系統(tǒng)提供，實(shí)現(xiàn)對(duì)油罐液位、溫度、壓力等參數(shù)的實(shí)時(shí)讀取顯示。同時(shí)可以根據(jù)生產(chǎn)工藝情況設(shè)置參數(shù)報(bào)警，該系統(tǒng)可以自動(dòng)查詢存儲(chǔ)在數(shù)據(jù)庫(kù)里的容積分米表和小數(shù)表，結(jié)合液位數(shù)值，自動(dòng)計(jì)算油品質(zhì)量，支持多種查詢功能，并對(duì)歷史記錄進(jìn)行追蹤[2]。

圖1 基礎(chǔ)油裝卸掃線原理示意

自動(dòng)定量裝車系統(tǒng)應(yīng)用

接卸基礎(chǔ)油實(shí)現(xiàn)全過(guò)程智能化操作，包含槽車信息需求、GPS槽車軌跡跟蹤、槽車計(jì)量系統(tǒng)、現(xiàn)場(chǎng)槽車核對(duì)、自動(dòng)裝車等功能。系統(tǒng)配置車輛管理系統(tǒng)軟件、手機(jī)等移動(dòng)設(shè)備，面向承運(yùn)商的終端（APP和GPS），與計(jì)量系統(tǒng)交互、DCS操作和自動(dòng)裝車儀的交互，輔助視頻監(jiān)控，實(shí)現(xiàn)各環(huán)節(jié)信息的自動(dòng)流轉(zhuǎn)。

采用分布式定量裝車控制系統(tǒng)，由裝車控制儀、流量計(jì)、溫度計(jì)、液位開(kāi)關(guān)、接地開(kāi)關(guān)、控制閥門、防爆LED大屏幕、上位機(jī)等構(gòu)成自動(dòng)化定量發(fā)油系統(tǒng)。系統(tǒng)可單機(jī)運(yùn)行，由操作人員就地操作、監(jiān)視，也可以通過(guò)通信電纜線與控制室的計(jì)算機(jī)相連由計(jì)算機(jī)實(shí)現(xiàn)裝車作業(yè)控制，將現(xiàn)場(chǎng)裝車情況匯總到控制室，由計(jì)算機(jī)集中監(jiān)控、管理、顯示、打印各類裝車報(bào)表。

結(jié)論

臨?；A(chǔ)油儲(chǔ)運(yùn)企業(yè)通過(guò)可靠的碼頭至罐區(qū)接卸方案設(shè)計(jì)和罐區(qū)工藝設(shè)計(jì)，做到基礎(chǔ)油接卸和輸轉(zhuǎn)安全順暢。目前石油石化企業(yè)不斷向智能化方向發(fā)展?；A(chǔ)油儲(chǔ)運(yùn)企業(yè)可根據(jù)實(shí)際情況，科學(xué)合理地設(shè)計(jì)智能化工廠的發(fā)展思路，明確發(fā)展方向，積極促進(jìn)油品儲(chǔ)運(yùn)行業(yè)向智能化發(fā)展。