[发明专利]运输熔化硫方法及其相关运输设备

说明书

本发明涉及一种用液体热介质加热运输管道外表面运输熔化硫的方法，液体热介质其温度要超过硫的熔点温度。

硫的熔点温度为118℃，温度约在160℃以上时熔化硫的粘度明显增加。另外，硫的热胀系数很大，如果在已冻结的线段之间出现融化，那么当结冻时和再融化时则会导致管道的裂断。通过金某在1997年1月号“石油和天然气杂志”发表的文章“三年后世界将采用管道运输硫”的59页至65页，公开了这样一种方法。这一工艺用循环水作热介质，用于41公里的管道。循环水的温度在120℃-150℃，压力在2-5巴，但它忽视了长距离运输的压力问题。封闭加热循环水所需的回水管道也使设备费用有所增加。为了使温度由于长距离运输和能量的消耗不会降到硫的熔点温度以下，那么热介质初始温度必须很高才行。沿运输管道平行铺设一条石油管线是不行的。

用水作热介质有其缺点，水有腐蚀作用，在寒冷地区如不加热水会结冰，管道会冻裂，水温在100℃以上如不加压，水会部分蒸发，以至使水温降至沸点。

文章说可以用电力加热，我们可以得出结论说，其缺点更加明显，因为加热电阻的寿命是有限的，而要更换是非常困难实际上是不可能的。

提炼原油和加工天然气会产生大量的硫。提炼后的石油在距离达5000公里以上者用管道运输，通常情况下，人们将提炼所产生的液体硫用专用工具以公路、铁路和水路的方式进行运输或者就地以固体硫堆存。这样，在使之凝固和将来再熔化时就需要大量的能源。一个石油或天然气装置或普通规模的炼油厂根据原油或天然气质量的不同，每天会生产100-1000吨硫，这相当于加工提炼原料的3-20％。

管道运输石油通常的方法是每70-100公里要安装具有所谓增压泵的泵站，即要安装增压站，以便使压力保持平衡。

美国专利US-A-4137938公开了通过管道运输液体硫的方法，其管内为热载体安装了往返回热道线，用石油、乙二醇或类似的液体作为热载体，它们在经一定距离后由加热管道取出，在加热后再送到加热管道而不需要铺设一条与输油管道平行的输硫管道，因此从这样一条输由管道内取出热载体也是不可能的。这样，想使用现已不存在的石油管道用燃烧石油来加热也是不可能的。专利虽然提到，可以沿运输硫的管道安装加热增压站，在增压站热载体可以再次加热，但是这些增压站只考虑到了硫运输所需的热量和动力。大批量输送泵油所需的动力是很大的，这里缺少如何运用运油管道沿线的增压站的大涡轮机的余热的可能性，比为如何利用大涡轮机的废热气的能源问题。

由于硫的输送线路在外面，而热载体的输送线路在内部，这样就产生了由于大量热量损失带来的热绝缘的问题。在已提到的文献中建议，硫在管道的外壁凝固，因为硫的导热性很差。这样做会导致以下三个问题：一，由于硫的凝固会使输送硫的管道容量损失一部分；二，硫的凝固其表面是不可能光滑的，而是不规则高凹不平，这样，会增大硫输送过程中的阻力；三，热量的平衡以及硫凝固层的厚度实际上都是不可控制的，更谈不上保持恒定不变了。

1984年9月，“管道工业”杂志曾发表文章，在39-41页中就加热提出过种种设想(内部加热，外部加热，用热水和蒸汽加热、通过加热电阻和感应偶合的电加热)就热绝缘也提出过种种设想(用聚氯脂，石棉化绝缘材料)。此文主要是讲了用冻胶或半固体颗粒作为置换载体使运输硫的管道得以排空并再次充料的问题。对本发明的一些基本问题在上述文章中没有进行讨论。

因此，本发明的目的是，发明一种本文开头所讲述的方法，使熔化硫就象输送石油那样，在费用可以承担的情况下，畅通无阻地进行输送，与此同时还不需要太大的技术费用和能源消耗。

上述目的是通过本文开始时提到的根据本发明的方法这样来实现的：

a)用伴随的石油管道的石油作为热介质；

b)为了提高石油的运输压力，输硫管道在输油管道的运动线段内至少要安装一台可控制开关的泵站；

c)热介质在至少一个泵站线段需要对石油再次加热并提高压力；

d)熔化硫至少要在一个泵站使之达到足够的输送压力。

石油没有冻结的危险，管道及管套也没有断裂或被腐蚀的危险。石油可以根据需要以任意量提供使用，为输油必铺设的现已有的运管线可用来作铺设输硫管用，这样就节省了大批经费。特别是通过输油泵站及其相应补充设备用热介质使石油再次达到所要求的温度和压力。