百重7、九区稠油外输温度及方案优化

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【摘 要】本论文主要介绍了稠油加热输送时，原油破乳剂脱水所需温度和各站输量变化对其外输温度的影响，以此为基础对百重7-92号站-克炼稠油管道外输工况进行分析及计算，并提出多种解决方案加以比较以找出最佳经济方案。

【关键词】加热输送 破乳剂 输量

近年来随着稠油开采量的增加，输送问题也越来越突出。由于稠油的密度大、粘度高、流动性差，不易实现经济、安全、稳定地管输。输送稠油时管路的压降大，泵送设备也比输送低粘度的常规原油要大得多，这就大大增加了原始基础建设投资及维护和运行费用。为了合理地开发利用巨大的稠油资源，适应稠油产量的不断增长，必须解决许多复杂的技术和经济问题，寻求更经济、有效并安全可靠的稠油输送方法[1]。

经过近几十年石油科技工作者的不懈努力， 稠油输送技术取得了长足的进步。目前稠油输送工艺主要包括： 加热法、稀释法、掺热水或活性水法、乳化降粘法、低粘液环法、改质降粘法等[2]。其中加热输送方法是传统的方法， 目前也仍是国内外稠油主要输送方法，而稠油最佳输送温度的选取，直接影响着稠油加热输送的经济效益[3]。在此基础上石油工作者开发研制了破乳剂，利用其破乳作用沉淀出稠油中的水份，以降低水份加热、输送消耗的能量，近年来随着原油破乳剂的进一步研制开发，其脱水所需温度逐渐降低，计量站加热消耗的热量减少，因此输油站所需输油温度也将随之发生变化，且随着各站输量的变化也将影响稠油的输送温度[4]。现以此为基础对百重7-92号站-克炼稠油输送管道的外输工况进行分析及处理方案的比较，以合理配置站内设施，节约能耗。

1 工程概况

1.1 百重7-92号站-克炼厂稠油管道

百重7-92号站-克炼稠油管道分为百重7-92号站及92号站-克炼厂两段，其中百重7-92号站稠油管道起点位于百重7原油交接点，终点位于92号原油交接点，管道长度22km，采用D273.1×5.6钢管，设计压力为4.5MPa，设计输送能力60×104t/a；92号站-克炼厂管道起点为92号原油交接点，途中接入91号原油交接点来的净化原油（91号站-91节点输油管道为D273×7，长度0.16km），经克-乌输油管道的701首站，终点为克石化厂，管道全长32.87km，采用D426×7管道，设计输送能力250×104t/a，设计压力4.0MPa。百重7-92号站-克炼厂稠油管道节点示意图如图1所示。

1.2 管道沿线现有机泵与加热设施

（1）百重7原油交接点

百重7原油交接点位于百重7处理站内，设计输量为60×104t/a，设计压力为4.5MPa。目前站内建有2台SMH2900R40E15TW21型三螺杆泵，Q=90m3/h P=4.5MPa，一用一备；建有2台热负荷为850kW、换热面积为105m2的蒸汽换热器，串、并联运行。

（2）92号原油交接点

92#原油交接点既为百重7-92号站稠油管道（D273.1×5.6）的末站，又为92号站-克炼厂管道（D426）的首站。站内建有4台外输螺杆泵，其中2台Q=50m3/h、P=4.0MPa，2台Q=160m3/h、P=4.5MPa。目前该交接点没有加热设施。

（3）91号原油交接点

91号原油交接点位于91号稠油处理站内，站内建有4台外输泵，其中2台SMH2900R40E15TW29L1/2型螺杆泵，Q=160m3/h P=4.5MPa；2台W7.3ZK-2820MIW80型三螺杆泵，Q=60m3/h P=4.0MPa。目前该交接点没有加热设施。

（4）克炼厂原油交接点

克炼厂原油交接点位于克炼厂内，由于站内工艺流程和设施的需要，要求进站温度不得低于50℃，进站压力不得低于0.5 MPa。

1.3 任务输量

根据2007年-2010年原油商品产量，确定基础任务输量：百重7稠油外输量60万t/a，91号站稠油外输量70万t/a，92号站稠油外输量120万t/a。

1.4 油品物性

百重7油品密度935.1 kg/m3、粘度590.9 mPa·s（50℃），91号站油品密度930.6kg/m3、粘度275.21 mPa·s（50℃），92号站油品密度938.6 kg/m3、粘度754.16mPa·s（50℃），均为重质油。

2 优化方案

2.1 方案一

目前百重7、91号及92号原油交接点的外输温度分别为70℃、63℃、80℃，这很大程度上受稠油脱水温度的影响。近年来随着原油破乳剂技术的进一步发展，原油脱水温度也将逐渐降低，原油低温脱水后，减少了油中水分加热所需要的能量，可提高油田综合开采效益，考虑到低温破乳剂的研究发展，确定本论文原油的脱水温度即各站点交油计量温度为55℃。

已知管道终点稠油到达克炼厂要求温度大于50℃，压力大于0.5MPa，91号及92号原油交接点均为不加热外输，推导出各交接点均为任务输量时百重7稠油的最低外输温度，计算[5]结果见表1。

2.2 方案二

随着稠油开发的深入，各产能区块稠油产量均有所变化，根据目前各原油交接点日输量情况及经济危机对石油行业的影响，2011年各原油交接点的原油外输量，百重7稠油外输量34万t/a，91号站稠油外输量70万t/a，92号站稠油外输量78万t/a。

已知管道终点稠油到达克炼厂要求温度大于50℃，压力大于0.5MPa，91号及92号原油交接点均为不加热外输，推导出各交接点均为2009年预测输量时百重7稠油的最低外输温度，计算[5]结果见表2。

2.3 结论分析

2.3.1 方案一结论分析

由表1可知，若原油脱水温度降为55℃，在任务输量情况下，百重7-92号站-克炼厂稠油管道为满足管道安全运行，并充分利用管道沿线各原油交接点已建设施，百重7原油交接点稠油加热升温70℃、91号及92号原油交接点稠油外输温度均为55℃的情况下即可满足管道安全运行。

2.3.2方案二结论分析

由表2可知，随着各原油交接点稠油外输量的降低，在91号及92号原油交接点稠油外输温度均为55℃的情况下，为满足稠油进克炼厂温度、压力的要求，2009年预测百重7稠油的最低外输温度为109.53℃，也就是说需要将百重7稠油由55℃加热到109.53℃外输，但目前站内已建换热器管程的设计温度为95℃，无法满足原油加热外输的要求，各站点的起点管压及所需泵的扬程均能满足管道运行要求。

考虑到百重7原油交接点已建有2台蒸汽换热器，将百重7稠油加热升温后外输，可减少百重7-92号站管道起点压力，若将百重7稠油加热到换热器管程设计温度即95℃后外输，则管道的水力热力计算[5]详表3。

由表3可知，随着各原油交接点稠油外输量的降低，若稠油脱水温度降为55℃，为保证百重7-92号站-克炼厂稠油管道的安全运行，不仅需要启用百重7原油交接点的换热器，同时还要在92号原油交接点增设原油加热设施。

参考文献：

[1] 刘文胜，郭东旭.稠油输送技术及方法.中石化西北油田分公司油田特种工程管理中心，2008.

[2] 高婷，刘明.稠油超稠油管道输送降粘方法研究现状.西安石油大学石油工程学院， 2012

[3] 王晓宇，宋天民.稠油降粘方法研究现状.河北化工，2009.

[4] 郭劲松，韩庆生.稠油管输节能技术研究与应用.中国石油辽河工程有限公司，2011.

[5] 杨筱蘅.输油管道设计与管理.石油大学出版社，2006.

作者简介：

骆娜薇（1985——），助理工程师，2008年毕业于长江大学油气储运专业，现主要从事油气储运设计工作。