一种长输管道顺序输送混油切割装置及方法与流程

本发明属于石油化工油气储运，具体地说，是涉及一种长输管道顺序输送混油切割装置及方法。

背景技术：

1、顺序输送是一种油品的管道输送方式，顺序输送是在一条管道内，按照一定批次和顺序，连续地输送不同种类的油品的输送方法。一般而言，顺序输送工艺多用于石油产品的输送，采用顺序输送工艺原因在于油品需求是多样性，若对每一种油品均独立铺设管道，不仅工程投资大，而且输送成本也很高，而经济适用的方法就是把输送方向一致的多种油品沿同一条较大直径的管道进行顺序输送。由于顺序输送可以最大限度地利用管道的运能，可以大幅节约成本，增加企业经济效益，并可减低铁路等其他运油方式的运输压力，因而被广泛应用。国内、外长输管道顺序输送的油品在管道顺序输送相邻批次油品之间必然产生一定混油，产生的混油在物理化学性质上与所输油品的质量和顺序输送的油品在沿途的分输量均有关系。因此，混油段的跟踪和混油量的控制和切割，特别是在地形复杂、高差起伏大的地区是油品管道顺序输送的关键技术。

2、目前长输管道在顺序输送油品时混油处理只能实现单一的混油切割，这种混油切割办法主要是：在收油末端设置一个数据采集撬，根据数据采集撬的数据，当数据采集撬数据采集到数据与前行油品数据有变化时，人为控制开启混油阀并关闭前行油品控制阀，当数据采集撬数据采集到数据与后行油品数据接近时关闭混油阀并开启后行成品控制阀，来完成混油段的切割。这样的切割办法存在如下弊端：1、混油段到达切割点的时间不可知或不准确；2、数据采集撬开启时间不确定；3、人为控制混油切割过程，自动化程度低，极易引发操作失误；4、人为控制只能简单将混油全部切割至混油罐，不能实现混油部分或者全部调合至前后行油品过程。由于混油段到达收油末端时间不确定；数据采集撬开启时间过长；人为操作容易导致，每次混油量偏大；如果切割过早，则会导致前行油品、混油大量进入后行油品中；如果切割过晚，则会导致混油、后行油品进入前行油品中；严重时导致成品质量不合格，引发产品质量事故；自动化程度低，人为操作容易误操作而引发事故。同时人为控制只能简单将混油全部切割至混油罐，从而导致每次顺序输送过程中混油数量很大，加大混油的处理难度，导致顺序输送成本大幅增加。

3、因此，研发一种长输管道顺序输送混油切割装置及方法，能够合理的控制数据采集撬的开启时间并且能够对混油进行合理的启动切割，在切割过程中实现部分甚至全部混油在线切割至前后行油品中，可大幅降低每次顺序输送混油的产生量，降低顺序输送成本。

技术实现思路

1、本发明的目的在于提供的一种长输管道顺序输送混油切割装置及方法，可以解决现有技术中存在的采集撬开启时间过早造成采集较多无用数据，以及人工切割混油量很大，不能实现切割过程中部分甚至全部混油在线切割调合至前后行油品中，导致每次切割混油产生量大，造成输送成本增加等问题。

2、为实现上述发明目的，本发明采用下述技术方案予以实现：

3、在一个方面，本发明提出了一种长输管道顺序输送混油切割装置，其连接在成品长输管道中，包括控制单元、第一数据采集撬、第二数据采集撬、混油罐、成品罐组、混油阀和成品阀组；所述第一数据采集撬，其用于采集所述成品长输管道的入口端的油品参数，所述第一数据采集撬与所述控制单元电连接；所述第二数据采集撬，其用于采集所述成品长输管道的出口端的油品参数，所述第二数据采集撬与所述控制单元电连接；所述混油罐与所述成品长输管道的出口端连通；所述成品罐组与所述成品长输管道的出口端连通；所述混油阀用于控制所述成品长输管道与所述混油罐的通断，所述混油阀与所述控制单元电连接；所述成品阀组用于控制所述成品长输管道与所述成品罐组的通断，所述成品阀组与所述控制单元电连接。

4、在本技术的一些实施例中，还包括流量检测部，所述流量检测部连接在所述成品长输管道中，其用于检测所述成品长输管道中的油品流量，从而可以算出管道内输送油品的流速。

5、在本技术的一些实施例中，所述成品阀组包括前行油品阀和后行油品阀;所述成品罐组包括前行油品罐和后行油品罐;所述前行油品罐通过所述前行油品阀与所述成品长输管道连通；所述后行油品罐通过所述后行油品阀与所述成品长输管道连通。

6、在本技术的一些实施例中，所述前行油品阀采用电动球阀，所述前行油品阀采用电动球阀，所述混油阀采用电动球阀。

7、在另一个方面，本发明还提出了一种长输管道顺序输送混油切割方法，s11： 在所述控制单元内录入前行油品关键质量参数和后行油品关键质量参数；s12：在所述控制单元内录入前行油品比对参数、后行油品比对参数；s13：在所述控制单元内录入：参与混油的前行油品罐的收油量，参与混油的后行油品罐的收油量；s14: 所述第一数据采集撬开启；s15：在所述控制单元内建立所述第二数据采集撬开启时间计算模型，根据所述流速检测部检测的流速数据计算得到所述第二数据采集撬开启时间；s16：在所述控制单元内建立混油切割点参数模型：s21： 根据前行油品关键质量参数与后行油品关键质量参数以及所述混油切割点参数模型，计算得到第一切割点参数以及第二切割点参数；s22：若所述第二切割点参数相对所述第一切割点参数更接近所述前行油品对应参数，所述第一切割点参数相对所述第二切割点参数更接近所述后行油品对应参数，则所述混油阀保持关闭，顺序输送过程产生的混油可以实现全部调合；s23：若所述第一切割点参数相对所述第二切割点参数更接近所述前行油品对应参数，若所述第二切割点参数相对所述第一切割点参数更接近所述后行油品对应参数，顺序输送过程产生的混油可以实现部分调和；s24：所述第一数据采集撬开启，所述第一数据采集撬检测所述成品长输管道的入口端油品参数，并反馈至所述控制单元；并与所述前行油品比对参数进行比对；s31：若所述第一数据采集撬检测到的前行油品对应参数不符合所述前行油品比对参数时;控制单元根据所述第二数据采集撬开启时间计算模型计算得到相应的的开启时间并届时开启所述第二数据采集撬；所述第二数据采集撬采集所述成品长输管道中的出口端油品参数；s32：当控制单元得到的第一切割点参数、第二切割点参数符合s22时，当所述第二数据采集撬采集到的所述成品长输管道中的出口端油品参数等于所述第一切割点参数时，所述前行油品阀关闭，所述后行油品阀开启，本顺序输送过程不产生混油；s33当控制单元得到的第一切割点参数、第二切割点参数不符合s22而符合s23时，当所述第二数据采集撬采集到的所述成品长输管道中的出口端油品参数等于所述第一切割点参数时，所述前行油品阀关闭，所述混油阀开启；当所述第二数据采集撬采集到的所述成品长输管道中的出口端油品密度等于所述第二切割点参数时，所述混油阀关闭，所述后行油品阀打开，本顺序输送过程中第一切割点参数和第二切割点参数之间的油品将形成混油切割至混油罐，第一切割点参数之前和第二切割点参数之后的混油将调合至相应的前后行油品中。

8、在本技术的一些实施例中，所述前行油品比对参数包括密度；所述后行油品比对参数包括密度；所述第一切割点参数包括密度；所述第二切割点参数包括密度。

9、在本技术的一些实施例中，所述前行油品与所述后行油品分别为汽油、柴油时，或所述前行油品与所述后行油品分别为柴油类、汽油类时，所述混油切割点参数模型如下所示：

10、汽油类油品切割点参数模型，即为汽油类内混入柴油类时的切割点参数模型：

11、kc =（（tmax-124）2-（t1-124）2）/(33000×(ρ2-ρ1))；

12、q1= kc×v1；

13、q2 =12×(d×l)0.5×(v×d/γ)-0.1；

14、ρ1a=ρ1+（2×q1/q2）0.5×（ρ2-ρ1）；

15、其中，kc：汽油类油品中加入柴油类油品的允许加入浓度最大百分数；q1 ：汽油类油品中加入柴油类油品的量；v1：参与混油的汽油类油品罐的收油量；q2：在当前输送条件下产生的混油总量；v：流体流速；d：管道管径；l：管道长度；γ：油品运动粘度tmax:汽油类油品终馏点质量要求的最大值；t1：汽油类终馏点实测值；ρ1为汽油油品密度，ρ1a为第一切割点密度；ρ2为柴油油品密度。

16、在本技术的一些实施例中，所述前行油品与所述后行油品分别为汽油、柴油时，或所述前行油品与所述后行油品分别为柴油类、汽油类时，所述混油切割点参数模型如下所示：

17、柴油类油品切割点参数模型，即为柴油类内混入汽油类时的切割点模型：

18、kq = 0.061×tmix - （（0.061×tmix）2- 0.3（t2- tmix））0.5；

19、q2 =12×(d×l)0.5×(v×d/γ)-0.1；

20、q3 =kq×v2；

21、ρ2b=ρ2-（2×q3/q2）0.5×（ρ2-ρ1）；

22、其中，q2：在当前输送条件下产生的混油总量；v：流体流速；d：管道管径；l：管道长度；γ：油品运动粘度kq: 柴油类油品中加入汽油类油品中允许加入浓度最大百分数；q3：柴油类油品内加入汽油类的量；q2：在当前输送条件下产生的混油总量；v2：参与混油的柴油类油品罐的收油量；tmix：柴油类油品闪点质量控制最小值；t2：柴油类的闪点实测值；ρ1为汽油油品密度；ρ2为柴油油品密度；ρ2 b为第二切割点密度。

23、在本技术的一些实施例中，所述汽油类油品包括汽油、石脑油、抽余油、拔头油、烷基化汽油、异构化汽油；所述柴油类油品包括柴油、直馏柴油、催化柴油、煤油。

24、在本技术的一些实施例中，所述前行油品为汽油类油品时，所述前行油品关键质量参数包括终馏点和运动粘度；所述后行油品为汽油类油品时，所述后行油品关键质量参数包括终馏点、和运动粘度；所述前行油品为柴油类油品时，所述前行油品关键质量参数包括闪点和运动粘度；所述后行油品为柴油类油品时，所述后行油品关键质量参数包括闪点和运动粘度。

25、与现有技术相比，本发明的优点和积极效果是：

26、通过在成品长输管道的入口端设置第一数据采集撬，用于采集成品长输管道的入口端的油品密度、油品流速等油品参数，控制单元根据成品长输管道的长度计算油品流动至第二数据采集撬的时间，并控制第二数据采集撬适当提前开启，从而既保证了第二数据采集撬能按时开启，又能避免采集很多无用的数据，第二数据采集撬采集长输管道中的密度数据，与第一切割点密度参数、第二切割点密度参数进行比对，通过控制单元控制混油罐、成品油罐组的开启或关闭，实现混油的自动切割调合进前行油品、后行油品以及混油的自动切割至混油罐。从而实现自动混油部分或全部切割调合，并且能保证合理的混油切割量，降低顺序输送切割混油产生量以及管道顺序输送成本。

27、结合附图阅读本发明的具体实施方式后，本发明的其他特点和优点将变得更加清楚。