油气集输工艺技术现状与展望-第二章 长距离输油管道输送工艺技术

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1、第二章             长距离输油管道输送工艺技术1.概述长距离输油管道通常是指距离长、管径大、输量高的原油管道，输送压力高而且平稳。由输油站和管路两部分组成，输油站分为首站、若干中间加压站、若干中间加热站及末站，其任务是供给油流一定的压力能和热能，将原油安全、经济地输送给用户；管路上每隔一定距离设有为减少事故危害、便于抢修，可紧急关闭的若干截断阀室以及阴极保护站。输送原油的粘度和凝固点比较低，可以采用不加热直接输送的方式，但是具有较高凝固点和粘度的原油，就需要经过加热后输送，或者经过改性，采用不加热的常温输送方式。北美国家的输

2、油管道多是输送低凝点、低粘度原油，所以多为不加热输送。对于凝点和粘度较高的原油均采用加热输送（如美国全美管道和科林加管道）。随着原油流变性的研究，原油添加化学降凝剂后常温输送技术也应用于一些原油管道运行管理中。由于实际生产需要和常温输送的工艺优越性，促使此项技术日趋成熟。近20年来，我国有10多条原油管道试验研究了添加化学降凝剂输送技术，取得的技术成果和经济效益是十分明显的。1.1高凝点、高粘原油的输送我国生产的原油多属高含蜡、高凝固点、高粘度原油，对于凝固点、粘度较高的原油来说，输送工艺可分为两种类型，一是加热输送，另一是常温输送。我

3、们在加热输送高凝、高粘原油方面积累了丰富非经验，但加热输送有其弱点，一是低输量受到热力条件的制约，二是一旦发生事故停输，必须立即抢修，及时恢复运行，否则，较长时间的停输会酿成凝管事故。1.1.1加热输送工艺加热输送是指将原油加热后进入管道加压输送，通过提高原油输送温度降低其粘度，来减少管路摩阻损失。原油管道加热输送存在两方面的能量损失，散热损失和摩阻损失。热油向下站输送过程中，由于其温度高于管路周围的环境温度，存在径向温差，热油携带的热能将不断地往管外散失，因而使油流温度在向前输送过程中逐渐降低，引起轴向散热损失，油流温度下降，粘度上升

4、，单位长度管路的压降逐渐增大。需要重视的是油流温度接近凝固点时，单位长度管路的压降会急剧上升，容易出现管道事故。我国原油大多具有粘度大、凝固点高的性质，加热输送工艺是国内原油管道常用的一种输送工艺。还有两种不常用的加热方式，一是以阿拉斯加管道为代表，该各管线原油流速达3.13m/s,原油在高速下摩擦所产生的热能足以弥补沿程热损失，这种方式一般来说不经济，只能在特定场合下使用。另一种是利用电集肤效应加热，以印尼贝鲁克到米那斯管线为代表，长114km。1.1.2常温输送工艺对于高含蜡原油管道输送，通常采用化学添加剂（降凝剂或流动改进剂、蜡晶

5、抑制剂）、进行热处理、用轻烃馏份稀释原油、用水作成乳化液或形成水环等方式。1.1.2.1热处理输送工艺热处理输送工艺是将原油加热到一定的温度，使原油中的石蜡和胶质－沥青质溶解分散在原油中，再以一定的温降速率和方式（动态或静态）将原油冷却下来，在石蜡的重结晶过程中，由于胶质－沥青质的作用，改变了蜡晶的形态、结构和强度，从而改善了原油的低温流动性，使原油在地温条件下的等温输送或特温度条件下的常温输送成为可能。国内外现行使用的原油热处理工艺有两种类型，一种是简易热处理工艺，另一种是完全热处理工艺。简易热处理工艺是指原油在首站加热至设计热处理温

6、度后，经过简单温降处理直接加压进入管道，沿管道向下站流动过程中受冷却速率和剪切速率的作用，降低原油凝固点和粘度，实现延长原油不加热输送距离的目标的一种输油工艺。这种热处理工艺的优点是工艺简单，操作方便；缺点是原油析蜡重结晶的过程受管道的制约，原油的温降速率和剪切速率难以人为控制，热处理效果不稳定，管道运行存在一定的风险。我国长庆输油公司管理的马惠宁线采用的就是这种处理工艺。完全热处理工艺是指原油在首站完成热处理，可以很好地控制温降速率和剪切速率，原油的加热、冷却（析蜡重结晶过程）都是在首站热处理工艺设备里完成，然后进入管道等温输送。这种

7、处理工艺的优点是热处理效果好，管道运行相对安全；缺点是投资大、设备占地多。印度那霍提亚－高哈堤－巴绕尼输油管道采用的是这种完全热处理工艺。据资料介绍，石蜡基原油中，当蜡与胶质、沥青质含量之比为0.5左右时，热处理效果最佳。我国原油热处理工艺的应用推广得益于原油管道输送生产形势的需要。进入80年代，国内一些原油管道出现输油能力大而实际输送量小的情况，要完成油田外输任务，必须采用正反输或者增加加热站的办法来维持生产，但是这种运行方式势必导致电量与燃料油消耗大量增加。为了节约能耗和管道运行安全，开始进行原油热处理工艺研究与应用，并取得了成功。

8、我国曾对中原油田、长庆油田、临盘油田的原油进行了热处理研究。1990年底投产的临济输油管道采用了热处理工艺，该管道全场68km,管径为325mm,泡沫塑料保温，在年输油量高于80万吨时，实现了全年中间不加热