CN106764448A - 一种成品油顺序输送混油段切割方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种成品油顺序输送混油段切割方法，包括：计算末站的混油浓度分布；计算混油段中与前行油品浓度相对应的混油长度比例；计算混油段中前行油品与后行油品的允许掺混浓度；分别计算在前行油品油罐中允许掺入后行油品的第一最大体积和后行油品油罐中允许掺入前行油品的第二最大体积；计算允许进入前行油品油罐的第一浓度阈值和进入后行油品油罐第二浓度阈值；判断第一浓度阈值是否小于第二浓度阈值，是则执行下一步，否则将混油段进行三段式切割；计算最优切割浓度，并对混油段进行对应的两段式切割。本发明通过对混油段的浓度以及油罐的实时状态进行监测和计算，实现了满足切割条件的混油段的零混油量切割，有效地降低了运行成本。

Description

一种成品油顺序输送混油段切割方法

技术领域

本发明涉及管道运行管理管理技术领域，尤其是涉及一种成品油顺序输送混油段切割方法。

背景技术

成品油管道为了满足不同市场的需求，基本都采用顺序输送的方式来进行油品的运输，不同批次、不同型号的油品在顺序输送过程中，在对流传递和扩散传递的作用下，必然会在管线内形成混油段，混油的妥当处理直接影响到输送油品的质量问题及管输的运行成本。

国内成品油管道顺序输送产生的混油基本集中在输油末站处理。国内外对混油的处理方法一般有两种：一种是就近送回炼厂重新加工，另一种是掺混油供用户使用或降级处理。混油处理是顺序输送成品油管道以及油品储存的重要生产环节，也是降低管道输送成本、提高管输经济效益的重要影响因素。

国内汽油-柴油混油段一般采用三段式切割，将混油按比例切割为三段，将能够参入前后两种纯净油品罐内的混油切入两种纯净油品的储罐内，中间段作为待处理的混油进入混油罐，而切割比例的确定较为保守，混油切割量较大。如某成品油管道全长1858km，全年汽油-柴油混油段的混油总量可达到40000m³以上，即使是仅300km的管线，全年混油总量也可达到3000m³以上。处理汽油-柴油界面的混油使管线末站的压力过大、造成的经济损失也不容忽视。

在《油气储运》第30卷第7期(2011年7月)上发表的“西部成品油管道末站混油切割改进措施”改进了汽油-柴油界面的切割，采用3％～8％的切割浓度，但此方法生成的混油量单次仍可达到900m³以上，混油量仍然较大。

发明内容

本发明提供一种成品油顺序输送混油段切割方法，通过对混油段的浓度以及油罐的实时状态进行监测和计算，实现了满足切割条件的混油段的零混油量切割，有效地降低了运行成本。

根据上述目的，本发明提供了一种成品油顺序输送混油段切割方法，其特征在于，所述方法包括：

S1、计算输油管线距离末站最近的站点的混油浓度分布，并根据所述混油浓度分布曲线确定输油管线末站的混油浓度分布；

S2、根据所述末站的混油浓度分布，计算所述输油管线末站的混油段中与前行油品浓度相对应的混油长度比例；

S3、根据所述输油管线中的前行油品与后行油品的输送参数，计算所述末站的混油段中所述前行油品与后行油品的允许掺混浓度；

S4、分别计算在前行油品油罐中允许掺入后行油品的第一最大体积和后行油品油罐中允许掺入前行油品的第二最大体积；

S5、根据所述第一最大体积和第二最大体积，计算允许前行油品进入前行油品油罐的第一浓度阈值和前行油品允许进入后行油品油罐第二浓度阈值；

S6、判断所述第一浓度阈值是否小于所述第二浓度阈值，是则执行下一步，否则将所述混油段以第一阈值和第二阈值进行三段式切割；

S7、对所述末站的混油浓度分布的数据进行计算，得到所述第一浓度阈值和第二浓度阈值范围内的最优切割浓度，并对所述混油段进行对应的两段式切割。

其中，所述计算输油管线距离末站最近的站点的混油浓度分布，具体为：

测量所述输油管线距离末站最近的站点的混油过站的“密度-时间-流量”数据；

根据所述“密度-时间-流量”数据，计算所述输油管线距离末站最近的站点的混油浓度分布。

其中，所述输油管线距离末站最近的站点的混油过站的“密度-时间-流量”数据通过数据采集与监视控制系统测量得到。

其中，所述允许掺混浓度具体包括：

前行油品允许掺入后行油品的浓度、前行油品油罐内死油允许掺入后行油品的浓度、后行油品允许掺入前行油品的浓度以及后行油品油罐内后行油品允许掺入前行油品的浓度。

其中，所述第一最大体积V_B和第二最大体积V_A的计算公式为：

V_B＝K_BgA(V_AT-V_AC)+K_BgADV_D

V_A＝V_InK_AgBIn+V_BCK_AgB

其中，所述V_AT为所述前行油品的总量、V_AC为前行油品接入最后一个前行油品油罐时已经进罐的前行油品的体积、V_D为前行油品油罐内死油的体积、V_In为后行油品油罐内原有油品的体积、V_BC为后行油品油罐内接入后行油品的体积、K_BgA为前行油品允许掺入后行油品的浓度、K_BgAD为前行油品油罐内死油允许掺入后行油品的浓度、K_AgB为后行油品允许掺入前行油品的浓度、K_AgBIn为后行油品油罐内原有后行油品允许掺入前行油品的浓度。

其中，所述第一浓度阈值K_At1和第二浓度阈值K_At2的计算公式为：

其中，A为输油管线的管道内截面积、L为所述混油段总长度，为所述输油管线末站的混油段中与前行油品浓度相对应的混油长度比例、为混油段中前行油品浓度为1％时所对应的混油长度比例、为混油段中前行油品浓度为2％时所对应的混油长度比例、为混油段中前行油品浓度为99％时所对应的混油长度比例、为为混油段中前行油品浓度为98％时所对应的混油长度比例、n为安全系数。

本发明的成品油顺序输送混油段切割方法，通过对混油段的浓度以及油罐的实时状态进行监测和计算，在保证油品质量的前提下，充分考虑油品的质量，实现了满足切割条件的混油段零混油量切割，有效地降低了运行成本。

附图说明

通过参考附图会更加清楚的理解本发明的特征和优点，附图是示意性的而不应理解为对本发明进行任何限制，在附图中：

图1示出了本发明的一种成品油顺序输送混油段切割方法的流程图。

图2示出了本发明的一个实施例的汽油-柴油的混油浓度曲线示意图。

具体实施方式

下面将结合附图对本发明的实施例进行详细描述。

图1示出了本发明的一种成品油顺序输送混油段切割方法的流程图。

参照图1，本发明实施例的一种成品油顺序输送混油段切割方法，并且为了说明清楚方便，本实施例的前行油品设定为A油品，后行油品设定为B油品，其方法具体包括：

S1、计算输油管线距离末站最近的站点的混油浓度分布，并根据所述混油浓度分布曲线确定输油管线末站的混油浓度分布；

具体地，对距离管线末站最近站场的数据采集与监视控制系统，即SCADA系统测得的混油过站“密度-时间-流量”数据进行处理，即可得到混油段通过该站场时的浓度分布曲线；若该站场距离末站较近，可将该曲线视为末站混油浓度分布曲线，否则应以该曲线为基础进行计算，得到末站混油浓度分布预测曲线。

S2、根据所述末站的混油浓度分布，计算所述输油管线末站的混油段中与前行油品浓度相对应的混油长度比例；

本实施例中，将管线末站的混油浓度预测数据进行处理后得到与前行油品浓度K_At相对应的混油长度比例长度比例与实测混油段总长度L的乘积则为相应A油浓度混油段长度L_KAt，即

S3、根据所述输油管线中的前行油品与后行油品的输送参数，计算所述末站的混油段中所述前行油品与后行油品的允许掺混浓度；

具体地，输油管道末站A/B油品允许的掺混浓度，取决于前后两种油品性质、油品的质量指标和储罐的有效容积等输送参数。

首先，在距离末站最近的前一站场取得该混油段前、后行纯油油样，利用两种油品及罐内原有油品进行掺混实验，分别得到A油允许掺入B油浓度K_BgA、A油罐内死油允许掺入B油浓度K_BgAD、B油允许掺入A油K_AgB及B油罐内原有B油允许掺入A油浓度K_AgBIn。

上述数据在计算初期需要对每个批次都进行掺混实验，在后期可以根据以往的经验值来进行计算。即分别根据GB/T261(闪点)和GB/T6536-1997(终馏点)和规定的步骤与方法进行柴油中掺入汽油的闪点和汽油中掺入柴油的终馏点的检测实验，以此确定允许掺混浓度。上述计算方法为现有技术中的常用手段，再次不做具体的描述。

S4、分别计算在前行油品油罐中允许掺入后行油品的第一最大体积和后行油品油罐中允许掺入前行油品的第二最大体积；

设该批次A油总量为V_AT、A油即将切入最后一个A油罐时已经接收进罐的A油体积为V_AC、前行A油品油罐内死油体积V_D、后行B油罐内原有油品体积V_In及切入B油罐B油体积V_BC，由此则可求出A罐内允许掺入B油最大体积V_B和B油罐允许掺入A油最大体积V_A。

V_B＝K_BgA(V_AT-V_AC)+K_BgADV_D

V_A＝V_InK_AgBIn+V_BCK_AgB。

S5、根据所述第一最大体积和第二最大体积，计算允许前行油品进入前行油品油罐的第一浓度阈值和前行油品允许进入后行油品油罐第二浓度阈值；

设管道内截面积为A，选取安全系数n，为混油段中前行油品浓度为1％时所对应的混油长度比例、为混油段中前行油品浓度为2％时所对应的混油长度比例、为混油段中前行油品浓度为99％时所对应的混油长度比例、为为混油段中前行油品浓度为98％时所对应的混油长度比例，则在某时间段内，进入A油罐的B油量利用累积叠加法可得：

通过掺混得出最大体积V_A、V_B，实测数据得出长度比例由此即可反算出第一判断浓度阈值K_At1及第二判断浓度阈值K_At2。

S6、判断所述第一浓度阈值是否小于所述第二浓度阈值，则说明该混油段可进行两段式切割，执行下一步；否则将所述混油段以第一阈值和第二阈值进行三段式切割，即仍需要按照原始切割方法进行混油接收。

S7、对所述末站的混油浓度分布的数据进行计算，得到所述第一浓度阈值和第二浓度阈值范围内的最优切割浓度，并对所述混油段进行对应的两段式切割。

将所得混油浓度曲线分段进行公式回归，对混油浓度分布的数据回归公式进行数学积分、导数计算，求出K_At1与K_At2范围内函数最小值则为混油切割浓度K_A，按照该浓度进行一次切割，即可实现零混油量目标，且前后行油品相互掺混总量最小。

本发明的成品油顺序输送混油段切割方法，通过对混油段的浓度以及油罐的实时状态进行监测和计算，在保证油品质量的前提下，充分考虑油品的质量，实现了满足切割条件的混油段零混油量切割，有效地降低了运行成本。

以下通过具体实施例详细描述本发明的成品油顺序输送混油段切割方法。

某成品油管道全长293.3km，沿线设有三座站场。末站的汽/柴油界面主要是采用固定混油切割浓度的三段式切割法，将富含前行油品的混油头按一定浓度切入前行油品纯油罐，将富含后行油品的混油尾按一定浓度切入后行油品纯油罐，而中间段的混油部分则切入到专门的混油罐中，单次平均切割混油量在50m³左右，年切割量可多达3000m³，混油处理带来的经济损失不容忽视。

针对某次93#汽油与-35#柴油的混油段，选取距离末站最近前一站场SCADA系统测得的实时“时间-密度-流量”数据，安全系数取2，该混油界面前行93#汽油的接收罐为20000m³纯油罐，而该批次后行-35#柴油仅为2000t，无法注满接收罐，因此后行-35#柴油中可用于稀释的油品仅按照该批次-35#柴油的油品总量2000t为准。

混油浓度曲线如图2所示。

根据上述方法，其各个参数的计算结果如下表所示：

KBgA

KBgAD

KAgB

KAgBIn

VA

VB

KAt1

KAt2

KA

0.9710％

0.9259％

1.5％

--

39.6

176.6

18.4％

77.5％

62.3％

上述表格中，由于接收B油罐为空罐，因此无需测量K_AgBIn值。

第一判断浓度阈值K_At1小于第二判断浓度阈值K_At2，可判定该93#汽油与-35#柴油混油段可进行两段式切割。

将混油浓度曲线划分为三部分，并拟合出关于前行A油浓度与混油长度的函数关系式为：

对该函数进行对x积分求最小值数学计算，求红色阴影面积最小，可求出切割浓度为62.3％，按该浓度进行混油段接收可实现零混油量切割。

由该实例可看出，本发明的汽油-柴油混油段切割方法可实现满足切割条件的混油段零混油量切割，有效降低运行成本。

虽然结合附图描述了本发明的实施方式，但是本领域技术人员可以在不脱离本发明的精神和范围的情况下做出各种修改和变型，这样的修改和变型均落入由所附权利要求所限定的范围之内。

Claims (6)

1.一种成品油顺序输送混油段切割方法，其特征在于，所述方法包括：

S1、计算输油管线距离末站最近的站点的混油浓度分布，并根据所述混油浓度分布曲线确定输油管线末站的混油浓度分布；

S2、根据所述末站的混油浓度分布，计算所述输油管线末站的混油段中与前行油品浓度相对应的混油长度比例；

S3、根据所述输油管线中的前行油品与后行油品的输送参数，计算所述末站的混油段中所述前行油品与后行油品的允许掺混浓度；

S4、分别计算在前行油品油罐中允许掺入后行油品的第一最大体积和后行油品油罐中允许掺入前行油品的第二最大体积；

S5、根据所述第一最大体积和第二最大体积，计算允许前行油品进入前行油品油罐的第一浓度阈值和前行油品允许进入后行油品油罐第二浓度阈值；

S6、判断所述第一浓度阈值是否小于所述第二浓度阈值，是则执行下一步，否则将所述混油段以第一阈值和第二阈值进行三段式切割；

S7、对所述末站的混油浓度分布的数据进行计算，得到所述第一浓度阈值和第二浓度阈值范围内的最优切割浓度，并对所述混油段进行对应的两段式切割。

2.根据权利要求1所述的成品油顺序输送混油段切割方法，其特征在于，所述计算输油管线距离末站最近的站点的混油浓度分布，具体为：

测量所述输油管线距离末站最近的站点的混油过站的“密度-时间-流量”数据；

根据所述“密度-时间-流量”数据，计算所述输油管线距离末站最近的站点的混油浓度分布。

3.根据权利要求1所述的成品油顺序输送混油段切割方法，其特征在于，所述输油管线距离末站最近的站点的混油过站的“密度-时间-流量”数据通过数据采集与监视控制系统测量得到。

4.根据权利要求1所述的成品油顺序输送混油段切割方法，其特征在于，所述允许掺混浓度具体包括：

前行油品允许掺入后行油品的浓度、前行油品油罐内死油允许掺入后行油品的浓度、后行油品允许掺入前行油品的浓度以及后行油品油罐内后行油品允许掺入前行油品的浓度。

5.根据权利要求4所述的成品油顺序输送汽油-柴油混油段切割方法，其特征在于，所述第一最大体积V_B和第二最大体积V_A的计算公式为：

V_B＝K_BgA(V_AT-V_AC)+K_BgADV_D

V_A＝V_InK_AgBIn+V_BCK_AgB

其中，所述V_AT为所述前行油品的总量、V_AC为前行油品接入最后一个前行油品油罐时已经进罐的前行油品的体积、V_D为前行油品油罐内死油的体积、V_In为后行油品油罐内原有油品的体积、V_BC为后行油品油罐内接入后行油品的体积、K_BgA为前行油品允许掺入后行油品的浓度、K_BgAD为前行油品油罐内死油允许掺入后行油品的浓度、K_AgB为后行油品允许掺入前行油品的浓度、K_AgBIn为后行油品油罐内原有后行油品允许掺入前行油品的浓度。

6.根据权利要求5所述的成品油顺序输送汽油-柴油混油段切割方法，其特征在于，所述第一浓度阈值K_At1和第二浓度阈值K_At2的计算公式为：

其中，A为输油管线的管道内截面积、L为所述混油段总长度，为所述输油管线末站的混油段中与前行油品浓度相对应的混油长度比例、为混油段中前行油品浓度为1％时所对应的混油长度比例、为混油段中前行油品浓度为2％时所对应的混油长度比例、为混油段中前行油品浓度为99％时所对应的混油长度比例、为为混油段中前行油品浓度为98％时所对应的混油长度比例、n为安全系数。