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长距离原油管道工艺设计终稿- 中国石油大学(北京)现代远程教育毕 业 设 计(论文).doc

  • 上传人:奥****文
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    1、 中国石油大学(北京)现代远程教育毕 业 设 计(论文)长距离原油管道工艺设计姓 名: 学 号: 性 别: 专 业: 油气储运工程年 级: 学习中心: 指导教师:2022年7月31日中国石油大学(北京)现代远程教育毕业设计(论文)长距离原油管道工艺设计摘 要近几十年,发展中国家发展迅速,对能源的需求和消耗程度都大量的增加,全球范围内的石油资源开采的总量和存储量偶读在逐渐减少,巨大的能源缺口使人们越来越重视重质原油的开采和利用。我国每年需要进口大量的原油,储量丰富、价格相对低廉的重质原油占据很大的比例。并且我国的重质原油资源占世界总探明储量的20%左右,储量丰富。原油运输主要以管道输送为主,目前。

    2、世界范围内对重质原油的大量开发和利用,大大促进了重质原油管道输送技术的发展。本文以长距离原油管道工艺设计为课题,通过文献资料法和案例分析法,重点以重质原油的长距离管道工艺设计为重点,分析国内外重质原油管道输送工艺现状,进行重质原油性质研究,并设计几种工艺设计方案,经过对比后选择最优的方案进行。本文的研究完善重质原油管道运送理论,促进运输的安全性和经济性。关键词:目的意义;重质原油;性质研究;方案设计ii中国石油大学(北京)现代远程教育毕业设计(论文)目 录第一章 前 言11.1 研究目的及意义11.2 国内外重质原油管道输送工艺现状21.3 本文研究对象及主要内容3第二章 原油性质研究52.1。

    3、 原油物性测定52.2 重质原油流变性和黏温研究7第三章 长距离重质原油管道工艺方案优选83.1 设计依据83.2 设计方案83.3 线路用管113.4 设备选型113.5 方案选择12第四章 结 论14参考文献15致 谢16第一章 前 言1.1 研究目的及意义世界范围内对常规轻质油资源的开采逐渐减少,对重油的开采程度不断加大,巨大的能源缺口使人们越来越重视非常规稠油的生产和利用。近年来,随着我国西气东输一线、二线的铺设,管道运输,尤其是长距离输油管道,已成为原油和成品油的主要运输方式。由于中国拥有较少的可以加工石油的炼油厂,而且有能力加工重质原油的炼油厂距离港口很远,因此有必要考虑在登陆港口。

    4、后如何将大量原油运输到加工炼油厂。长距离大口径原油管道输送具有输送能力大、能耗低、耗损率低、成本低、连续均匀输送、不受气象季节影响等特点,永久性土地所有权减少,交通安全性高。它是新型的第五大运输方式,公路、铁路、水运和航空运输都无法替代它的优点。如今,中国的重油资源占世界总勘探储量的15%-20%左右。稠油管输送技术一直是我国石油、气储运研究的重点。中国的输油管道建设和运营管理非常成功,但同样面临着很多问题和挑战。确保高粘度、冷凝性原油管路在低输运量下安全运行,达到节能降耗的目的。现在,中国的石油生产中心逐渐向西方转移,随着新疆、陕西、甘肃、宁夏等大型气田的开发,西部运输管道的建设任务也十分紧。

    5、迫。一般来说,大型长距离原油管道建设了输油首站、中间站和末站,这就对我们提出更高的要求,需要更详细地了解输油管道的设计。关于重质原油管道工艺设计任务,不仅要根据原油特性确定适当的运输工艺,还要考虑管道基础设施成本和运行成本等经济效益。经过多年国内外石油、气油管道建设经验、事故分析、技术经济因素,如果条件允许,石油、气管道设计一般采用管道埋地建设,可以防止第三方外力管道破坏、为了避免和减少外部自然条件对管道的影响,架空管道对环境和地域文化活动的影响使得管道运行期间的维持和管理变得容易。另外,管道铺设区要需要考虑气象因素,比如位于台风登陆区,那么台风带来的强风、暴雨会影响架空路线,台风、风暴会对管。

    6、道产生强烈影响。1.2 国内外重质原油管道输送工艺现状石油是目前世界上最重要的战略能源,我国原油管输工艺系统经过多年的发展和逐步完善,已经形成了一定的技术体系,多数都是在密闭输油的基础上制定不同的输油工艺,输送工艺的制定主要是根据油品的性质和其他条件。常用的出加热方式外,其他多种输送方式也经过不断试验研究和完善,呈现输送工艺多样化的局面,常用的输送方式有如下几种:(1) 加热输送加热输送的过程中,管道需要进行加热保温,以防止所输送的油品因温度下降而发生运输困难,一般运用于高凝点,高粘度的油品输送作业中,是最早的稠油输送方法,在国内外得到广泛釆用。加热输送是非常有效的降低重质原油點度的方法,但其。

    7、本身存在油品输温度高、能耗大、工艺流程复杂等固有缺点。(2) 添加降凝剂、减阻剂输送重油的主要成分为比重大的碳氢化合物,如沥青质、胶质、芳香烃类化合物等,由于沥青质、胶质、芳香烃类化合物等在重油中形成立体网状的空间结构,导致重油的黏度高、密度大、流动性差,故在重油输送的过程中易造成集输管线的堵塞,致使重油输送的成本增加。因此,提供一种能够降低重油黏度的油溶性降黏剂是十分必要的,乙二醇胺20-60、环氧氯丙烷20-60、十八酰氯20-60、预定量的甲苯。其中,甲苯的预定量是上述三种原料总量的30-50。该油溶性降黏剂能够起到降低重油黏度的效果。(3) 乳化输送将表面活性剂水溶液加人高粘油中,经适。

    8、当的温度和剪切作用形成水包油乳状液后输送。水包油乳状液的粘度可比高粘油低23个数量级或更多,使输送摩阻显著降低。水溶液的加入量一般为20%40%,并需增设终点破乳脱水的装置。加拿大和委内瑞拉将乳状液直接用作锅炉燃料,既减少了破乳脱水的费用,又提高了燃烧效率。(4) 稀释输送在管道输送的过程中,因为重油的稠度过高造成摩擦的阻力过大,为解决这一问题,可以在运输稠油的过程中添加一定量的轻油降低油品的粘度。(5) 液环输送利用低粘度的不相容液体掺入到稠油当中,不相容液体与稠油的密度和粘度不同使两者在输送管道中降低稠度而进行输送的一种方法。可大幅度降低摩阻,使两者之间的液相保持在一定的比例之内,减少阻力。

    9、,防止输送管道的内部结蜡,液环输送高粘液体的压力相当于输量相同时低粘液体单独流动压力,能大幅度地降低输送过程中的流动阻力,大大减小了粘稠物质的管输能耗,降低管道运行成本。(6) 天然气饱和输送油气分离的条件是高气压,分离出的天然气可以溶解到原油当中,油与气结合之后的粘度降低,摩擦的阻力变小,由此进行原油输送的一种方法。这种运输方法并不通用的,天然气含量的多少对原油粘度非常敏感,所以适用于低温状态下的输送,在气源和物性可能的情况下天然气饱和输送可能较适宜。1.3 本文研究对象及主要内容我们对长距离原油管道工艺设计的研究需要一个研究对象,本文选取的原油中转管道建立在一个某海湾港口到炼油厂区的一段管。

    10、道为研究对象,对选取的该管道进行工艺设计及动态工况这两方面的研究和阐述。研究内容包括对国内外重质原油管道输送中的能源减损的技术突破,在了解原油管道输送技术现状的基础上,根据实际的地质情况,对在重质原油的长距离管道输送的过程进行分析计算处理,制定几种具有可行性的输送工艺方案,同时进行了经济技术比较,通过结果对比来确定长距离输送的最佳原油管道工艺设计方案。建立数字模型,动态地质与静态模型相结合,对管道输送系统进行数据分析,主要包括创建动态影响仿真模型、模拟软件可能产生的影响以及制定适当的防洪措施。设置管道停转模式,根据技术要求分析停转当天管道沿线的温降,确定重启压力。3第二章 原油性质研究2.1 。

    11、重质原油物性测定重质原油颜色一般比较浓,富含橡胶和沥青,一般分类是轻质原油、中质原油、重质原油和特重原油这四类。重质原油的轻馏分含量低,无蜡或蜡少,橡胶和沥青含量高,一般在20%-50%(质量分数)之间。原油的物理性质是原油运输过程和设备选择的基础,由于原油的化学成分复杂难以测定,所显示的物理性质不是简单的添加剂。必须用规定的试验方法直接测量原油的物理性质。表2-1 原油物理性质测试项目测试标准测试原理密度ASTMD5002:1999(2010)用数字式密度分析仪在:20-60度范围内测定原油的密度,温度间隔为10度。凝点SY/F0541-2009将油样进行预热后装入试管中,以0.5-1摄氏度。

    12、每分钟的速度将试样却至髙于预期凝点8度,然后观测油样温度每降2度时的流动性,当试管达到水平放置5秒而试样不流动时,认为此时的温度即为油样的凝点。含蜡量SH/T0509用正庚烷从油样中进行沉淀,产生沥青,对其进行过滤,在二次用正庚烷回流处其中的杂质,再将溶解沉淀用甲苯回流得到沥青质。将脱沥青质后的试样吸附于氧化氯色谱柱上,按顺序分别用正庚烷、甲苯、甲苯一乙醇洗出,可胶质分别得到饱和分、芳香分、胶质沥青胶纸初馏点SH/T0121使用自动馏程测定仪测定原油馏程含硫量ASTMD5453紫外荧光法,使用荧光硫测定仪进行测定含水率GB/T260使用蒸馏法进行计算,把试样和容积按照一定的比例进行混合,放入到。

    13、规定的水分测定器中进行蒸馏。在蒸馏的过程中,加入的溶剂和水一起蒸出,将试样中含有的水携带出来,经冷凝后冷凝液流入接受器中。其中密度较大的水可以降落到接收器的底部,密度较小的容积可以的那个接收器顶部返回到蒸馏瓶。重复进行该实验,不断地蒸馏油样,其中的水分不断蒸馏出来沉降到接收器底部。最后根据试样的量和蒸出的水分的体积计算出试样中含水的百分数,得到含水率。根据重质原油物性参数的测定方法,分别测定原油的密度、凝点、初馆点、各组分含量等表2-2原油各组分含量序号项目结果1凝点14度2密度0.95463初馏点74度4含蜡量1.48%5沥青质7.03%6胶质15.52%7含硫量3%8含水率0由以上测试结果。

    14、可知:该原油属于高含胶质、沥青质原油。由于胶质、浙青质均为结构复杂的大分子非烃化合物,相对密度都大于1,属于高含硫重质原油。2.2 重质原油流变性和黏温研究为了保证管道的安全经济运行,首要了解重质原油的流变特性,方便对管道进行工艺设计。对流变性的评定标准是黏度的大小,粘度是评价重质原油流动性能或可塑送质量的主要指标。在输送石油产品时,对流量和压降力有很大影响。根据油品黏度的温度变化,可以看出来具有反比的关系,一方面随着温度的增加而收缩,反之,随着温度的降低而增大,这种石油产品温度变化的现象我们称为黏温特性。以SY/T7549-2000原油黏温曲线为基础的旋转粘度法测定原油的粘度。首先对油样进行。

    15、预处理,将从粉碎瓶收集到的样本放入80度以下的密封加热的恒温中,1小时恒温后自然解除室温,48小时内静态等待实验测试用,将油样放入流变测试仪的量筒内中,设定高温温度,使油样均匀为了确定SY/T7549-2000标准实验的温度范围,在各温度下检查油样的切割应力和表面粘度,所有的切割速度。根据上述实验设计和流动特性阶段,通过对石油流动性的实验研究得出了结论。认为在一定温度下流体的切割应力和切割速度的规律符合牛顿的内摩擦定律,温度范围内的原油是牛顿流体。由流变性试验方案,测定某温度下不同剪切速率剪切原油时原油的黏度,测定的不同温度、剪切速率下原油的平均黏度值也不同,质原油在范围内表现为,原油的黏度和温度的变化为原油温度越高,动力黏度越低,温度在20度-60度之间,该原油表现为牛顿流体性质。 图2-1原油温度与黏度对应数值第三章 长距离重质原油管道工艺方案优选3.1 设计依据输油管道工程的建设,首先要进行技术经济可行性研究。当管道起终点、线路走向、所输油品、输量等确定后,。

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