[发明专利]一种气态乙烷管道停输再启动系统及方法

说明书

本发明公开了一种气态乙烷管道停输再启动系统及方法，系统包括干线起点阀组及温度压力流量检测系统，干线末端阀组及温度压力流量检测系统，和干线末端旁路阀组、伴热管路系统。本发明可满足：1)乙烷管道提高运行压力，允许停输时管道形成液态乙烷，减小管径；2)再启动过程中，在上游进入气态乙烷时，通过旁通排出乙烷，以控制乙烷气体排量，实现新入乙烷与积存乙烷换热，并通过小量降低管道压力，缓慢汽化积存液态乙烷；3)再启动过程中，通过旁通不锈钢阀组和伴热系统，避免节流后乙烷对管道系统产生低温影响，亦在一定程度提高其温度，避免节流后乙烷对下游系统产生低温影响；4)再启动过程中，启动过程的连续排出的乙烷可进入下游系统。

技术领域

本发明涉及一种气态乙烷管道停输再启动系统及方法。

背景技术

近年来，乙烯市场需求逐渐旺盛，传统原材料石脑油无法及时满足，而乙烷亦是较好的乙烯原料，因此炼厂对乙烷需求较大。随着美国页岩气革命到来，大量乙烷提取后可出口并供应炼厂；同时，国内轻烃回收工艺日益成熟，自产乙烷也可补充炼厂原料缺口。因此，配套建设从乙烷源头至炼厂的乙烷输送管道需求巨大。乙烷产品作为天然气附属产品中摩尔质量较轻的一类，饱和蒸气压较高，临界温度约为32℃，临界压力约为4.5MPa，因此有条件以气相或液相状态进行输送，且相变条件与常规操作条件较为接近，某些工况下，若考虑不全，容易发生意外相变。由于气态乙烷管道操作压力低于液态乙烷管道，采用气相输送的方式在安全敏感地区具有相对的可靠性。气态乙烷若操作压力过高，则管道在停输后，管道中介质易因环境条件作用而液化，形成液态乙烷(部分)。再启动时，由于液态乙烷在汽化过程中将大量吸热，且气态乙烷在控制阀节流后温降较大，由此均可能引起较为严重的低温问题；另外，停输后整体温度降低后，常规再启动过程中的升压将可能进一步加剧液化，造成系统压力无法正常建立，影响再启动实施。因此，需考虑合适的方式，在平衡经济与性能后，保证气态乙烷管道停输安全性。

目前，为避免气态乙烷停输再启动的低温情况，考虑采取的方式包括：1、采用低压输送模式，控制任何操作温度下的管道压力低于最低环境温度下的露点压力，保证介质始终处于气相，从根本上避免出现液相；2、采用高压输送方式，在停输时采用泄压的方式降低管道压力，保证管道压力低于最低环境温度下的露点压力介质始终处于气相。这两种方式虽然可以避免停输过程中管道内形成液态乙烷，但存在一定的不足：第1种方式中，采用低压输送方式的管道，在相同输量下，为保证速度范围合理，必然放大存在管径较大的问题，增大了管道投资；第2种方式中，停输时泄压不仅浪费了一定的乙烷产品，在再启动过程中充入介质后，管道压力升高，也容易生成液态乙烷，从而引起低温问题。因此，需要进一步考虑再启动过程中的相态控制方法，兼顾经济性与科学性。

发明内容

为了克服现有技术的缺点，本发明提供了一种气态乙烷管道停输再启动系统及方法，旨在进一步完善气态乙烷管道输送技术，补充气态乙烷停输后部分液化的再启动技术。本发明基于停输后管道内液态乙烷汽化放热规律，结合气态介质管道再启动常规方案，从管道压力控制、流体内部换热和低温流体加热等方面考虑，采取管道内温度预测监控、管道末端压力控制、管道起点置换量控制等方案，实现乙烷管道停输再启动过程中，积存的液态乙烷微降压-升温汽化和管道出口低温气态乙烷的节流温度控制，并利用引入的气态乙烷逐渐建立温度场和压力场，保证干线管道和下游站场管道、设备安全，并进一步支撑气态乙烷管道输送技术。

本发明所采用的技术方案是：一种气态乙烷管道停输再启动系统，包括干线起点阀组及温度压力流量检测系统，干线末端阀组及温度压力流量检测系统，和干线末端旁路阀组、伴热管路系统；其中：

所述干线起点阀组及温度压力检测系统包括在干线上依次设置的上游干线球阀、上游干线旁通调节阀、流量变送器102、温度变送器103、压力变送器104，以及安装于沿线站场的温度变送器和压力变送器，所述流量变送器102、温度变送器103和压力变送器104分别通过数据线与逻辑控制系统连接；