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摘 要：当今石油贸易市场的油品需求是多样的，以烟台港管道公司烟台西港区至淄博重质化工原料管道为例，烟淄管道起自烟台港西港区液化油品码头，包括一条干线和五条支线，每条支线对应为不同末站以及炼厂。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，所以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。
关键词：顺序输送；投资
一、前言
顺序输送方法也存在缺陷， 即两种或多种油品在一个批次的输送中，由于管线摩阻、输送中流态、高差及油品的物性的影响，在不同油品在接触区会产生不同的剪切力，进而会发生混合而形成混油区。形成的混油无论是在油品的物性还是化学性质上都会发生很大变化，因此不能进行油品销售。因此研究如何采取有效科学的方法减少混油段的长度，减少经济的损失至关重要。
二、混油产生的原因
1、油品流态混油机理
顺序输送时前后两种油品相互接触，后行油品中心部位易产生楔形油头，以较小的剪切力发生形变，突入前行油品中，沿着管道径向，以管道中心轴向发生紊流式扩散，而紊流式扩散会加速两种油品相互混和，进而破坏楔形油头，使混油段中的介质区域稳定均匀。如果混有段中两种油品流态程度不大或是趋于层流状态，则混油的过程主要靠分子扩散达到均匀。由于前后两种油品的密度不同，混油时楔形油头不会沿着管线中心轴线位置偏移。
2、对流扩散混油机理
混油前后两种油品扩散传递过程是影响混油形成的主要原因。扩散传递包括分子扩散和涡流扩散，方向上分为轴向扩散与横向扩散。横向扩散的作用使得混油的轴向分布变得紧凑， 也就抑制了混油的轴向伸展， 进而湍流时的混油量大大少于层流。我国对管道顺序输送中油品产生混油的研究起步比较晚，蒲家宁教授认为混油产生的机理，是因为顺序输送过程中，混油包括局部混油、意外混油和沿程混油， 而沿程混油是最主要的。在紊流状态下， 沿程混油是流速伸展、紊流扩散、分子扩散共同作用的结果， 前两者起决定作用。蒲家宁教授对混油模型进行了简化， 以满足实际工程的需要。除此之外， 顺序输送的两种油品的粘度与密度也与混油产生的原因有关。卢里耶认为， 相邻油品的密度和粘度差异对混油形成的影响， 既与混油区内流速断面的逐渐变化有关， 又与混油区和油流均质区流速分布的差异有关。
三、减小混油量
1、优化油品的排列顺序
根据混油产生的机理不难看出混油段前后油品的物性以及化学性质对混油量的影响比较大，进而安排合理的油品输送的排列顺序尤为重要。
一般来说性质相近的油品顺序输送，混油量较小，允许的混油浓度较大，混油比较好处理。通常可以直接调和到两种油品中去。
所以：
① 使性质相近的两种油品相邻。
② 油品互相不产生有害影响。（如溶剂与溶质性质的两种油品不能在同一条管道内顺序输送）。
例如：
含有可顺序输送原油时的排序：优质汽油→普通汽油→隔离液（煤油）→柴油→轻燃料油→隔离液（柴油）→轻质原油→重质原油→轻质原油→隔离液（柴油）→轻燃料油→隔离液（煤油）→普通汽油→优质汽油
2、平衡消费与输送间的平衡，尽量减小顺序输送的循环次数
完成一个预定的排列顺序称为完成了一个循环，所需的时间称为循环周期，一年内完成的循环周期数称为循环次数。若一个循环内输送的油品有m种，则在一个循环内形成的混油段数为n=2（m-1）。
循环次数越小，每种油品的一次输量就越大，在管道内形成的混油段和混油损失就越小。但另一方面输送油品是经过生产和消费两方面进行，顺序输送油品无形中把油品变为间歇性输送，如果强行减小输送循环次数，则需要在首站、分输站、末站建造更大的储罐来平衡供需。进而前期投入费用与油罐经营费用会加大，所以P=油罐区的建造+经营费用+混油贬值损失费用。因此根据前期炼厂需求（可能会检修设备、停工等）、来油性质、环境因素、输送油品的国际价格变动等各方面影响因素优化最小的循环次数，达到利益最大化。计算公式为：
循环次数
式中：
B=
E ──石油工业规定的投资年回收系数；
G ──单位有效容积储罐的经营费用；
A ──每次循环混油的贬值损失：
Vh ──在循环周期内管道终点接收的混油量；
Vs ──在循环周期内能够销售或与纯净油调和的混油量：
Jz ──单位有效容积储罐的建设费用。
计算公式很难满足实际情况的需要，需要进行实际情况分析经验最优化。
3、混油拖尾及合理切割
1）混油拖尾：
在两种油品进行顺序输送时，由于黏滞度较大的油品靠近管壁的黏滞力较大，即层流边界层比较厚，需要较大的剪切力才能将其剪切下来，因此黏度大的油品顶黏度小的油品产生的混油小于黏度小的油品顶粘度大的油品产生的混油量。
2）混油切割
混油切割一般采用两段或三段切割， 两段切割常用于成品油的同种油品不同牌号的混油段。三段切割一般用于种类不同的油品， 其油品差别较大， 混油的质量指标和纯净油品相差很远。
以黏度较小的油品顶黏度大的油品为例，产生的尾油段较长，且尾油段中的两种油品的浓度随长度的变化而变化较为明显，若按平均浓度来进行三段（二段）切割，会照成杂质油品较多，影响油品质量，影响成本，因此需合理的安排切割中前后油品体积分数。
4、混油对成品油管道系统水力特性的影响。
以烟淄管道为例，由于管道顺序输送的油品有多种，且多种介质彼此的物性参数（粘度与密度）差异较大，油品交替输送时。泵站特性曲线会在在油品交替的短时间内发生变化，而管道特性曲线在较长时间段内也发生变化，因此，在管道顺序输送运行中，必须充分考虑此方面水力不稳定性对管道的影响。
四、结论
1、顺序输送中混油的产生不可避免，如何减少混油的产生需要进行合理安排顺序、周期、切油点的选择。
2、切油点的选择需要考虑到油品中占有的质量分数，避免产生杂质。
3、顺序输送易对运营工况产生影响，需要准备完善的方案。
参考文献
[1]输油管道的设计与管理；
[2]杨筱衡. 输油管道设计与管理，中国石油大学出版社；
[3]于庆辉，马海波. 成品油顺序输送混油的切割，数字石油和化工；
[4]曾多礼，邓松圣，刘玲莉；成品油管道输送技术，石油工业出版社。
关键词：顺序输送；投资
一、前言
顺序输送方法也存在缺陷， 即两种或多种油品在一个批次的输送中，由于管线摩阻、输送中流态、高差及油品的物性的影响，在不同油品在接触区会产生不同的剪切力，进而会发生混合而形成混油区。形成的混油无论是在油品的物性还是化学性质上都会发生很大变化，因此不能进行油品销售。因此研究如何采取有效科学的方法减少混油段的长度，减少经济的损失至关重要。
二、混油产生的原因
1、油品流态混油机理
顺序输送时前后两种油品相互接触，后行油品中心部位易产生楔形油头，以较小的剪切力发生形变，突入前行油品中，沿着管道径向，以管道中心轴向发生紊流式扩散，而紊流式扩散会加速两种油品相互混和，进而破坏楔形油头，使混油段中的介质区域稳定均匀。如果混有段中两种油品流态程度不大或是趋于层流状态，则混油的过程主要靠分子扩散达到均匀。由于前后两种油品的密度不同，混油时楔形油头不会沿着管线中心轴线位置偏移。
2、对流扩散混油机理
混油前后两种油品扩散传递过程是影响混油形成的主要原因。扩散传递包括分子扩散和涡流扩散，方向上分为轴向扩散与横向扩散。横向扩散的作用使得混油的轴向分布变得紧凑， 也就抑制了混油的轴向伸展， 进而湍流时的混油量大大少于层流。我国对管道顺序输送中油品产生混油的研究起步比较晚，蒲家宁教授认为混油产生的机理，是因为顺序输送过程中，混油包括局部混油、意外混油和沿程混油， 而沿程混油是最主要的。在紊流状态下， 沿程混油是流速伸展、紊流扩散、分子扩散共同作用的结果， 前两者起决定作用。蒲家宁教授对混油模型进行了简化， 以满足实际工程的需要。除此之外， 顺序输送的两种油品的粘度与密度也与混油产生的原因有关。卢里耶认为， 相邻油品的密度和粘度差异对混油形成的影响， 既与混油区内流速断面的逐渐变化有关， 又与混油区和油流均质区流速分布的差异有关。
三、减小混油量
1、优化油品的排列顺序
根据混油产生的机理不难看出混油段前后油品的物性以及化学性质对混油量的影响比较大，进而安排合理的油品输送的排列顺序尤为重要。
一般来说性质相近的油品顺序输送，混油量较小，允许的混油浓度较大，混油比较好处理。通常可以直接调和到两种油品中去。
所以：
① 使性质相近的两种油品相邻。
② 油品互相不产生有害影响。（如溶剂与溶质性质的两种油品不能在同一条管道内顺序输送）。
例如：
含有可顺序输送原油时的排序：优质汽油→普通汽油→隔离液（煤油）→柴油→轻燃料油→隔离液（柴油）→轻质原油→重质原油→轻质原油→隔离液（柴油）→轻燃料油→隔离液（煤油）→普通汽油→优质汽油
2、平衡消费与输送间的平衡，尽量减小顺序输送的循环次数
完成一个预定的排列顺序称为完成了一个循环，所需的时间称为循环周期，一年内完成的循环周期数称为循环次数。若一个循环内输送的油品有m种，则在一个循环内形成的混油段数为n=2（m-1）。
循环次数越小，每种油品的一次输量就越大，在管道内形成的混油段和混油损失就越小。但另一方面输送油品是经过生产和消费两方面进行，顺序输送油品无形中把油品变为间歇性输送，如果强行减小输送循环次数，则需要在首站、分输站、末站建造更大的储罐来平衡供需。进而前期投入费用与油罐经营费用会加大，所以P=油罐区的建造+经营费用+混油贬值损失费用。因此根据前期炼厂需求（可能会检修设备、停工等）、来油性质、环境因素、输送油品的国际价格变动等各方面影响因素优化最小的循环次数，达到利益最大化。计算公式为：
循环次数
式中：
B=
E ──石油工业规定的投资年回收系数；
G ──单位有效容积储罐的经营费用；
A ──每次循环混油的贬值损失：
Vh ──在循环周期内管道终点接收的混油量；
Vs ──在循环周期内能够销售或与纯净油调和的混油量：
Jz ──单位有效容积储罐的建设费用。
计算公式很难满足实际情况的需要，需要进行实际情况分析经验最优化。
3、混油拖尾及合理切割
1）混油拖尾：
在两种油品进行顺序输送时，由于黏滞度较大的油品靠近管壁的黏滞力较大，即层流边界层比较厚，需要较大的剪切力才能将其剪切下来，因此黏度大的油品顶黏度小的油品产生的混油小于黏度小的油品顶粘度大的油品产生的混油量。
2）混油切割
混油切割一般采用两段或三段切割， 两段切割常用于成品油的同种油品不同牌号的混油段。三段切割一般用于种类不同的油品， 其油品差别较大， 混油的质量指标和纯净油品相差很远。
以黏度较小的油品顶黏度大的油品为例，产生的尾油段较长，且尾油段中的两种油品的浓度随长度的变化而变化较为明显，若按平均浓度来进行三段（二段）切割，会照成杂质油品较多，影响油品质量，影响成本，因此需合理的安排切割中前后油品体积分数。
4、混油对成品油管道系统水力特性的影响。
以烟淄管道为例，由于管道顺序输送的油品有多种，且多种介质彼此的物性参数（粘度与密度）差异较大，油品交替输送时。泵站特性曲线会在在油品交替的短时间内发生变化，而管道特性曲线在较长时间段内也发生变化，因此，在管道顺序输送运行中，必须充分考虑此方面水力不稳定性对管道的影响。
四、结论
1、顺序输送中混油的产生不可避免，如何减少混油的产生需要进行合理安排顺序、周期、切油点的选择。
2、切油点的选择需要考虑到油品中占有的质量分数，避免产生杂质。
3、顺序输送易对运营工况产生影响，需要准备完善的方案。
参考文献
[1]输油管道的设计与管理；
[2]杨筱衡. 输油管道设计与管理，中国石油大学出版社；
[3]于庆辉，马海波. 成品油顺序输送混油的切割，数字石油和化工；
[4]曾多礼，邓松圣，刘玲莉；成品油管道输送技术，石油工业出版社。