一種成品油順序輸送混油段切割方法與流程

本發明涉及管道運行管理管理
技術領域：
，尤其是涉及一種成品油順序輸送混油段切割方法。
背景技術：
：成品油管道為了滿足不同市場的需求，基本都采用順序輸送的方式來進行油品的運輸，不同批次、不同型號的油品在順序輸送過程中，在對流傳遞和擴散傳遞的作用下，必然會在管線內形成混油段，混油的妥當處理直接影響到輸送油品的質量問題及管輸的運行成本。國內成品油管道順序輸送產生的混油基本集中在輸油末站處理。國內外對混油的處理方法一般有兩種：一種是就近送回煉廠重新加工，另一種是摻混油供用戶使用或降級處理。混油處理是順序輸送成品油管道以及油品儲存的重要生產環節，也是降低管道輸送成本、提高管輸經濟效益的重要影響因素。國內汽油-柴油混油段一般采用三段式切割，將混油按比例切割為三段，將能夠參入前后兩種純凈油品罐內的混油切入兩種純凈油品的儲罐內，中間段作為待處理的混油進入混油罐，而切割比例的確定較為保守，混油切割量較大。如某成品油管道全長1858km，全年汽油-柴油混油段的混油總量可達到40000m3以上，即使是僅300km的管線，全年混油總量也可達到3000m3以上。處理汽油-柴油界面的混油使管線末站的壓力過大、造成的經濟損失也不容忽視。在《油氣儲運》第30卷第7期(2011年7月)上發表的“西部成品油管道末站混油切割改進措施”改進了汽油-柴油界面的切割，采用3％～8％的切割濃度，但此方法生成的混油量單次仍可達到900m3以上，混油量仍然較大。技術實現要素：本發明提供一種成品油順序輸送混油段切割方法，通過對混油段的濃度以及油罐的實時狀態進行監測和計算，實現了滿足切割條件的混油段的零混油量切割，有效地降低了運行成本。根據上述目的，本發明提供了一種成品油順序輸送混油段切割方法，其特征在于，所述方法包括：S1、計算輸油管線距離末站最近的站點的混油濃度分布，并根據所述混油濃度分布曲線確定輸油管線末站的混油濃度分布；S2、根據所述末站的混油濃度分布，計算所述輸油管線末站的混油段中與前行油品濃度相對應的混油長度比例；S3、根據所述輸油管線中的前行油品與后行油品的輸送參數，計算所述末站的混油段中所述前行油品與后行油品的允許摻混濃度；S4、分別計算在前行油品油罐中允許摻入后行油品的第一最大體積和后行油品油罐中允許摻入前行油品的第二最大體積；S5、根據所述第一最大體積和第二最大體積，計算允許前行油品進入前行油品油罐的第一濃度閾值和前行油品允許進入后行油品油罐第二濃度閾值；S6、判斷所述第一濃度閾值是否小于所述第二濃度閾值，是則執行下一步，否則將所述混油段以第一閾值和第二閾值進行三段式切割；S7、對所述末站的混油濃度分布的數據進行計算，得到所述第一濃度閾值和第二濃度閾值范圍內的最優切割濃度，并對所述混油段進行對應的兩段式切割。其中，所述計算輸油管線距離末站最近的站點的混油濃度分布，具體為：測量所述輸油管線距離末站最近的站點的混油過站的“密度-時間-流量”數據；根據所述“密度-時間-流量”數據，計算所述輸油管線距離末站最近的站點的混油濃度分布。其中，所述輸油管線距離末站最近的站點的混油過站的“密度-時間-流量”數據通過數據采集與監視控制系統測量得到。其中，所述允許摻混濃度具體包括：前行油品允許摻入后行油品的濃度、前行油品油罐內死油允許摻入后行油品的濃度、后行油品允許摻入前行油品的濃度以及后行油品油罐內后行油品允許摻入前行油品的濃度。其中，所述第一最大體積VB和第二最大體積VA的計算公式為：VB＝KBgA(VAT-VAC)+KBgADVDVA＝VInKAgBIn+VBCKAgB其中，所述VAT為所述前行油品的總量、VAC為前行油品接入最后一個前行油品油罐時已經進罐的前行油品的體積、VD為前行油品油罐內死油的體積、VIn為后行油品油罐內原有油品的體積、VBC為后行油品油罐內接入后行油品的體積、KBgA為前行油品允許摻入后行油品的濃度、KBgAD為前行油品油罐內死油允許摻入后行油品的濃度、KAgB為后行油品允許摻入前行油品的濃度、KAgBIn為后行油品油罐內原有后行油品允許摻入前行油品的濃度。其中，所述第一濃度閾值KAt1和第二濃度閾值KAt2的計算公式為：其中，A為輸油管線的管道內截面積、L為所述混油段總長度，為所述輸油管線末站的混油段中與前行油品濃度相對應的混油長度比例、為混油段中前行油品濃度為1％時所對應的混油長度比例、為混油段中前行油品濃度為2％時所對應的混油長度比例、為混油段中前行油品濃度為99％時所對應的混油長度比例、為為混油段中前行油品濃度為98％時所對應的混油長度比例、n為安全系數。本發明的成品油順序輸送混油段切割方法，通過對混油段的濃度以及油罐的實時狀態進行監測和計算，在保證油品質量的前提下，充分考慮油品的質量，實現了滿足切割條件的混油段零混油量切割，有效地降低了運行成本。附圖說明通過參考附圖會更加清楚的理解本發明的特征和優點，附圖是示意性的而不應理解為對本發明進行任何限制，在附圖中：圖1示出了本發明的一種成品油順序輸送混油段切割方法的流程圖。圖2示出了本發明的一個實施例的汽油-柴油的混油濃度曲線示意圖。具體實施方式下面將結合附圖對本發明的實施例進行詳細描述。圖1示出了本發明的一種成品油順序輸送混油段切割方法的流程圖。參照圖1，本發明實施例的一種成品油順序輸送混油段切割方法，并且為了說明清楚方便，本實施例的前行油品設定為A油品，后行油品設定為B油品，其方法具體包括：S1、計算輸油管線距離末站最近的站點的混油濃度分布，并根據所述混油濃度分布曲線確定輸油管線末站的混油濃度分布；具體地，對距離管線末站最近站場的數據采集與監視控制系統，即SCADA系統測得的混油過站“密度-時間-流量”數據進行處理，即可得到混油段通過該站場時的濃度分布曲線；若該站場距離末站較近，可將該曲線視為末站混油濃度分布曲線，否則應以該曲線為基礎進行計算，得到末站混油濃度分布預測曲線。S2、根據所述末站的混油濃度分布，計算所述輸油管線末站的混油段中與前行油品濃度相對應的混油長度比例；本實施例中，將管線末站的混油濃度預測數據進行處理后得到與前行油品濃度KAt相對應的混油長度比例長度比例與實測混油段總長度L的乘積則為相應A油濃度混油段長度LKAt，即S3、根據所述輸油管線中的前行油品與后行油品的輸送參數，計算所述末站的混油段中所述前行油品與后行油品的允許摻混濃度；具體地，輸油管道末站A/B油品允許的摻混濃度，取決于前后兩種油品性質、油品的質量指標和儲罐的有效容積等輸送參數。首先，在距離末站最近的前一站場取得該混油段前、后行純油油樣，利用兩種油品及罐內原有油品進行摻混實驗，分別得到A油允許摻入B油濃度KBgA、A油罐內死油允許摻入B油濃度KBgAD、B油允許摻入A油KAgB及B油罐內原有B油允許摻入A油濃度KAgBIn。上述數據在計算初期需要對每個批次都進行摻混實驗，在后期可以根據以往的經驗值來進行計算。即分別根據GB/T261(閃點)和GB/T6536-1997(終餾點)和規定的步驟與方法進行柴油中摻入汽油的閃點和汽油中摻入柴油的終餾點的檢測實驗，以此確定允許摻混濃度。上述計算方法為現有技術中的常用手段，再次不做具體的描述。S4、分別計算在前行油品油罐中允許摻入后行油品的第一最大體積和后行油品油罐中允許摻入前行油品的第二最大體積；設該批次A油總量為VAT、A油即將切入最后一個A油罐時已經接收進罐的A油體積為VAC、前行A油品油罐內死油體積VD、后行B油罐內原有油品體積VIn及切入B油罐B油體積VBC，由此則可求出A罐內允許摻入B油最大體積VB和B油罐允許摻入A油最大體積VA。VB＝KBgA(VAT-VAC)+KBgADVDVA＝VInKAgBIn+VBCKAgB。S5、根據所述第一最大體積和第二最大體積，計算允許前行油品進入前行油品油罐的第一濃度閾值和前行油品允許進入后行油品油 罐第二濃度閾值；設管道內截面積為A，選取安全系數n，為混油段中前行油品濃度為1％時所對應的混油長度比例、為混油段中前行油品濃度為2％時所對應的混油長度比例、為混油段中前行油品濃度為99％時所對應的混油長度比例、為為混油段中前行油品濃度為98％時所對應的混油長度比例，則在某時間段內，進入A油罐的B油量利用累積疊加法可得：通過摻混得出最大體積VA、VB，實測數據得出長度比例由此即可反算出第一判斷濃度閾值KAt1及第二判斷濃度閾值KAt2。S6、判斷所述第一濃度閾值是否小于所述第二濃度閾值，則說明該混油段可進行兩段式切割，執行下一步；否則將所述混油段以第一閾值和第二閾值進行三段式切割，即仍需要按照原始切割方法進行混油接收。S7、對所述末站的混油濃度分布的數據進行計算，得到所述第一濃度閾值和第二濃度閾值范圍內的最優切割濃度，并對所述混油段進行對應的兩段式切割。將所得混油濃度曲線分段進行公式回歸，對混油濃度分布的數據回歸公式進行數學積分、導數計算，求出KAt1與KAt2范圍內函數最小值則為混油切割濃度KA，按照該濃度進行一次切割，即可實現零混油量目標，且前后行油品相互摻混總量最小。本發明的成品油順序輸送混油段切割方法，通過對混油段的濃度以及油罐的實時狀態進行監測和計算，在保證油品質量的前提下，充分考慮油品的質量，實現了滿足切割條件的混油段零混油量切割，有效地降低了運行成本。以下通過具體實施例詳細描述本發明的成品油順序輸送混油段 切割方法。某成品油管道全長293.3km，沿線設有三座站場。末站的汽/柴油界面主要是采用固定混油切割濃度的三段式切割法，將富含前行油品的混油頭按一定濃度切入前行油品純油罐，將富含后行油品的混油尾按一定濃度切入后行油品純油罐，而中間段的混油部分則切入到專門的混油罐中，單次平均切割混油量在50m3左右，年切割量可多達3000m3，混油處理帶來的經濟損失不容忽視。針對某次93#汽油與-35#柴油的混油段，選取距離末站最近前一站場SCADA系統測得的實時“時間-密度-流量”數據，安全系數取2，該混油界面前行93#汽油的接收罐為20000m3純油罐，而該批次后行-35#柴油僅為2000t，無法注滿接收罐，因此后行-35#柴油中可用于稀釋的油品僅按照該批次-35#柴油的油品總量2000t為準。混油濃度曲線如圖2所示。根據上述方法，其各個參數的計算結果如下表所示：KBgAKBgADKAgBKAgBInVAVBKAt1KAt2KA0.9710％0.9259％1.5％--39.6176.618.4％77.5％62.3％上述表格中，由于接收B油罐為空罐，因此無需測量KAgBIn值。第一判斷濃度閾值KAt1小于第二判斷濃度閾值KAt2，可判定該93#汽油與-35#柴油混油段可進行兩段式切割。將混油濃度曲線劃分為三部分，并擬合出關于前行A油濃度與混油長度的函數關系式為：對該函數進行對x積分求最小值數學計算，求紅色陰影面積最小，可求出切割濃度為62.3％，按該濃度進行混油段接收可實現零混油量切割。由該實例可看出，本發明的汽油-柴油混油段切割方法可實現滿足切割條件的混油段零混油量切割，有效降低運行成本。雖然結合附圖描述了本發明的實施方式，但是本領域技術人員可以在不脫離本發明的精神和范圍的情況下做出各種修改和變型，這樣的修改和變型均落入由所附權利要求所限定的范圍之內。當前第1頁1 2 3