北方地区冬季0号柴油收发工艺的可行性探讨

肖海明

〔中国石化销售有限公司 北京 100728〕

我国幅员辽阔，东西跨经度60多度、5个时区，东西距离约5200 km，南北跨纬度近50度，南北距离约5500 km。冬季12月至次年3月间，我国中南部气温普遍在0℃以上，而北方气温普遍在零下10～30℃，温差非常大。以往南方的运输车辆来到北方会根据气温变化及时变换柴油品号以防止柴油凝结造成运输阻碍，但随着物流运输成本的增加、运输利润空间的压缩以及油箱加温等技术的应用，传统的随气温变化变换相应品号的加油方式与南方司机的实际需求之间的矛盾已经越来越大，北方冬季0号柴油的供应问题也逐渐引起成品油销售企业的重视。

1 0号柴油的特性

我国的轻质柴油主要分为普通柴油和车用柴油两类。普通柴油适用于拖拉机、内燃机车、工程机械、船舶和发电机组等压燃式发动机，也可以用做三轮汽车和低速货车的燃料。车用柴油适用于压燃式高速柴油机，例如设计车速高于70km/h的四轮柴油汽车。随着我国车用柴油的大力推广，目前长途柴油运输车辆基本只有车用柴油可供选择。

柴油使用性能中最重要的是着火性和流动性。柴油的凝点(SP)、冷滤点(CFPP)、浊点(TD)三个低温性能指标与柴油机在低温条件下的正常供油密切相关，特别是冷启动工作。柴油的凝点是指油品在规定条件下冷却至丧失流动性时的最高温度，是评定柴油流动性的重要指标；冷滤点是柴油通过柴油机供油系统时能造成滤网堵塞的最高温度；浊点是指柴油出现结晶开始浑浊的最高温度。经验表明，对柴油而言，冷滤点与柴油的低温使用性能直接相关，而凝点主要与柴油的储存、运输有关。

轻柴油有5、0、-10、-20、-35、-50六个牌号,选用柴油的依据是使用时的温度，柴油汽车主要选用后5个牌号的柴油，温度在4℃以上时选用0号柴油；温度在4～-5℃时应选用-10号柴油；温度在-5～-14℃时应选用-20号柴油；温度在-14～-29℃时应选用-35号柴油。选用柴油的牌号如果高于上述温度，发动机中的燃油系统就可能结蜡、堵塞油路、影响发动机的正常工作。

2 北方地区冬季0号柴油供应的瓶颈

北方地区油品配送的方式大致有三种：一是由炼油厂直接付到加油站；二是由炼油厂经铁路运输到油库，再由油库配送到加油站；三是由炼油厂汽运到油库，再由油库配送到加油站。在可直接付至加油站的情况下，由于出厂0号柴油为热油，短距离配送到站时还未凝结，可以正常卸车，基本可以满足收发要求。但此部分数量有限，大多还是经铁路或公路汽运长途运输到油库转存后根据经营需要再次配送到站，而油库通常远离资源地，此时的长途运输和油库接卸储存发货中0号柴油的凝结问题一直困扰着人们，给冬季0号柴油的市场销售带来巨大阻碍。

3 冬季0号柴油供应的意义

假设某公司加油站冬季0号柴油的需求主要集中在高速路服务区、国道的大约20座加油站，需求时期自当年11月至次年3月份共5个月时间，预测的0号柴油需求约6.1万t。

如果因凝结问题冬季无法供应0号柴油，那么这块市场的需求量几乎完全丢掉。按每吨利润约850元计算，则共丧失5 185万元效益。因此解决冬季0号柴油供应瓶颈对稳定市场占有率，维护企业品牌形象，经营创效发展有着重要意义。

4 解决方案

4.1 工艺改造

防止冬季0号柴油凝结最重要的是解决接卸、储发环节的防凝结问题。

(1)油库接卸。接卸环节主要需解决公路和铁路运输油品的防凝结问题。公路运输目前可以采取更换双层罐车延缓油品降温速度，一般情况下发货油温高，两天内均能达到油库正常卸车。但铁路运输发出的油槽挂车至油库时，往往已经出现油品凝结的现象，部分油品不能正常卸车。油库接卸环节采取电伴热、热交换及保温改造方案。进油管线设置电伴热及岩棉外保温层，能够确保槽车内未凝结的0号柴油卸出，在原有泵房基础上(需要时增设专用泵房和泵)，增加换热器及相关管线改造，利用热油泵将储罐内的0号柴油(在柴油罐内加装盘管换热器使油温维持在冷滤点以上(≥5℃))输送至换热器将油加热到40～55℃(低于柴油的闪点)，并反输到火车槽车内将结蜡和粘稠的柴油融化稀释，再通过卸车流程把车内剩余的柴油输入到储罐，达到完全卸车目的。柴油热循环卸油工艺见图1。

图1 柴油热循环卸油工艺

(2)油库储存和发油。储发油环节主要是解决储罐和管线保温问题。0号柴油储存加热和保温改造采取循环油加热及油罐外保温方案，发油管线采取电加热及岩棉保温方案。油库设置一座独立的燃油锅炉，铺设循环管线至柴油罐(宜为拱顶罐)内部，通过加热介质(油)热交换对0号柴油加热，柴油罐外部加装保温材料增加保温性能，发油管线至发油鹤管处进行电伴热和岩棉保温改造，达到正常发油目的。

导热油循环管线在柴油罐罐底蛇形布置，其中一根管线延伸至罐顶部以保证柴油不至因凝结不均而过度分层。0号柴油储罐外另设保温措施，加热导热介质(油)的锅炉不需要常开，可根据气温状况人工掌控，一般在有卸油及发油操作的前三天，开启加热功能进行不间断加热，一般介质(油)加热至170～200℃，回炉温度50～70℃，往复进行。为保证0号柴油在冬季的储存和输送，油库至少应有2座储罐增设加热保温设施，储罐的罐型则应兼顾日常和冬季周转的需求。

科学的油品接卸工艺和储罐配置方案是冬季0号柴油销售的重要保障。要对油品冬季周转量下的实际储存天数与最寒冷季节油品温降的时间进行理论计算和对比，进而验证工艺方案的可行性，同时采取优化措施尽量缩短储存时间，提高出库效率，降低凝结概率。发油保温工艺流程见图2。

图2 发油保温工艺流程示意

(3)加油站接卸和储发。冬季0号柴油销售范围主要集中在高速路和国道部分销量需求大的站。较近的炼油厂可直接付油到站或油库正常配送到站，稍远的地区采取油品加热到16℃左右，同时利用双层罐车配送均可顺利卸油。加油站需重点解决埋地储罐、管线及加油机的保温问题。油罐及至加油机管线可做岩棉保温改造，以保持0℃左右温度。加油机内部安装加热板，外部加装保温材料进行加热和保温，可保证加油机管路不堵塞。

(4)承运车辆。一般由油库配送至加油站的距离在200 km以内，运输时间在3 h以内，配送车辆无需改造或更新。如果运距长，在普通车辆运输油品存在凝结不便卸车的情况下，可以选择更新双层罐车，一般情况下完全能够解决配送问题。

4.2 改造投入

油库、加油站接卸、储存和发油系统加热和保温改造投资项目如表1。

表1 油库改造项目

注：油库柴油罐一般为拱顶罐，内部加热改造相对简单，内浮顶油罐改造难度相对较大。当新建油库或加油站时，建设阶段需同时考虑各环节的加热保温，投资及施工相对会经济便捷一些。

在条件允许情况下，加油站也可尝试采用水暖加热保温。增设电锅炉，油管至加油机管线及加油机内部伴随铺设水暖管线，加油机加装内保温材料等。

4.3 运行维护费用。

此套0号柴油收储发系统在冬季运行过程中将产生一定的运行维护费，主要有：①燃油锅炉循环泵、电伴热等设备设施耗电产生的电费。②燃油锅炉燃料为-35号柴油，运行产生的油耗。③循环介质(油)损耗补充。④燃油锅炉、电阻丝、保温层、换热器等设备设施损坏维修产生的修理费等。⑤其他费用。

5 效益评价

按照改造2座油罐计算，油罐、管线等改造及炉、塔、泵等配套设备设施投入约780万元/库，加油站改造约15万元/站，油库年运维费用约90万元/库，加油站年运维费用约5万元/站。与无法供应0号柴油而丢失的市场效益相比，笔者认为经济效益是很可观的。

6 实际运行中可能存在的主要问题

(1)铁路运输因故延长运输时间，导致0号柴油冻凝无法正常卸车。

(2)0号柴油加油机深度冻凝无法解决，天气转暖才能恢复使用。

(3)定期打油回罐存在一定的油品损耗，-35号柴油冲管线存在消耗及价格损失。

(4)定期打油回罐给员工带来更大的劳动强度。

(5)回罐的账务处理及偷盗油管理难度和风险加大。

7 总结及建议

(1)北方寒冷地区冬季0号柴油需求是实际存在的，接卸储发设备和设施的加热保温改造是可行的。

(2)油库、加油站改造需请专业设计单位进行专业设计，在符合安全要求的前提下确定具体改造方案和投资预算。

(3)冬季供应0号柴油的加油站应保证站内24 h人员在岗，确保0号柴油加油机最少每隔2 h打枪1次。

(4)针对加油站员工劳动强度增加，应制定相应的员工奖励机制，调动员工销售0号柴油的积极性，确保加油站持续增量。

(5)针对油品损耗以及管理难度加大等方面，应制定有效的管理措施。

(6)加油站卸油及储存可能存在罐车冻凝无法卸车及储罐冻凝无法发油的风险，应制定有效的应急处置方案。