运输熔化硫方法及其相关运输设备 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，人们将提炼所产生地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。
这种操作用现有人员来进行是可能的。压力和温度所需的能源费用只是硫价的几分之几，因此是可以承受的，即使是硫价降到最低点，这些费用也是可以承受的。重要的是这种长达数千公里的输送是安全可靠的，也是可能的。也可使用相同的港口，可以考虑建立加油站，也就是使硫伴随着油同时平行输送。油作为热介质不需再运回，这样可以省掉第二条或第三条管道。
在任何情况下，人们都可以从本发明中就石油管道的总运筹和技术设备总体中得到好处。热介质和石油的总量相当于需输送石油的总量，这样，可以相应减少石油管道的直径，因此也就减少了相应的费用。
特别有益的是，将输油的一部分在输油和输送熔化硫输送线段的装料点就分开并加热后作为热介质并且将这一部分在输线段的终点又当作石油的总量。这就是说热介质只是“借用”输油的一部分，在完成任务后又作为石油提供使用。
热介质的流速并不要求与石油的流速一样快：它可通过选择管道的横切面在加热套管和硫输送管的很大范围内进行确定。
如果石油的一部分燃烧来加热热介质，那就更有好处了。
此方法至少一部分作为热介质的石油利用泵动力燃气轮机的余热来加热用来输送石油或输送熔化硫或作为热介质，这种方法使得能源的利用达到了理想的状态。在普通情况下，用燃气轮机作为动力，会产生温度很高的高温废气。这种高温废气的能源至今在单一运输石油时浪费了而且由于二氧化氮对环境造成严重污染。
另一个优点是，如果用来作热介质的石油与其热量的一部分在至少一个泵站内与石油的总量进行混合并将与石油的部分量分开在两次加热作为热介质使用并输送到加热套管，那么能源就利用得更充分。
以上述方法，又以用少量的石油把石油加热，也可以将石油的粘度降低，这样就可节约输油泵的管道。
本发明也涉及到用带加热套管的管道作为液体热介质输送熔化硫的输送设备问题。
为解决输送任务，根据本发明，其输送设备的特征是：
a)在输油管道运作线段内的输硫管至少要铺设为提高输油管道内的输送压力而安装的一个泵站，
b)至少在一个泵站区域的加热套管的相连的两段通过输送泵和热交换器的串联相互连接起来。
c)至少要在一个泵站的输硫管的相连的两段通过输硫泵相互连结起来。
如果在输油和输熔化硫运作线段的进料开端为输送石油的部分输量安装一个分流管，并且将运作线段终端的加热套管根据运输流量的大小重新与输油管予连接起来，那么就有特别的好处。
本发明的其他设备如按以下方式安装，也具有独到的长处：
a)在输油管的输送泵的泵管中安装一个调节阀
b)加热管套通过输硫管段的热介质管道与输送泵的入口一侧相连结
c)输油管道的泵管在运输泵的压力一侧通过一个分离管和一个热交换器与后面的输硫管段的加热管套相连接。
d)在分离管内安装一个热介质流量计，以便调节通过调节阀进入输油泵管内的分流量。
如果把输送管安装在输油管上，这种结构将更加简单也更加节省。通过这种巧妙的机械相连可以产生一种穿越河流和沼泽的时候也能承受的结构。
本发明主题是其它有益结构由其它从属权利要求给出。以下根据图1至图4来讲解本发明的实施例和部分变化情况，它们所示的是：
图1示出运输设备和管道的一部分，有三个泵站，距离达200公里，局部剖视图。
图2示出图1的纵切面图，右边有补充
图3示出相据图2的主题的变形
图4通过横座标和纵座标示出了将把根据本发明以后列举的实施例子中输硫管中压力和温度的变化情况的示意图。
在图1中，示出了输油管道1，它由1a，1b，1c和1d四段组成，这四段轴向相互分离，而通过泵管2相互连结，每一段中安装一个输送泵3，它由燃烧动力机(如燃气轮机)驱动。1a段很短，在它前面就是进料始端5。1b，1c和1d段每段50-100公里长，向右方向实际上可以随意继续安装。夸大了直径和长度的比例并没有按比例示出。
在分离处6的范围内分别安装了泵站7，8和9，这些泵站是由泵管道2和燃烧动力机4组成。这只涉及公知输油管道的结构。
在此与输石油管平行铺设管道10用作输送硫，它由10a，10b，10c和10d四段组成。四段的分离点11与分离点6的划分相同。管道10由用作输硫的内管道12和在此集中安装的热套管13组成。热套管13在它的全长中都用绝缘套14包裹，这里只标示出一小段。
10a至10d各段的内管12在分离点11的附近各通过泵管道15与运输泵16相互连通。从一个分离点到下一个分离点压力将分别由80巴降到12巴，而通过输送泵16再提高到80巴，每管的开始硫的温度是150℃，至下一个分离点11时则降到125℃左右。升温是以以下方式进行的：从每个输油泵3的压力侧由一条分离线17通过热交换器18各自引向加热套管13的开端部分。流量调节通过流量计19a对调节阀20起作用的调节仪19来进行，调节阀是安装在泵管道线上2上。温度的控制是通过温度探头21和对热量交换器18的调节杆(未示出)起作用的调节仪22来进行(见图2)。这样，流动的熔化硫23的能量总量就得到了平衡。
从燃烧动力机4向每个热交换器18的初级侧引一条废气管虽不是必须的，但这样做是十分经济的。二者必须其一的或附加的安装加热石油的燃烧室25及26在图2和图3中标示出来。
对此泵站7，8和9的设备都一致。在泵站8和9还附加了一条通过回流管27完成把加热套管13的热介质冷却后输送到运输泵3的进口侧的回流，有关这方面的情况我们将按照图2进一步详细讨论。输油管1的每个分离点6的这侧其压力在10-12巴，这一压力通过输送泵3再升至约80巴。加热套管13的端头和运输送泵3的入口侧面之间的压差大约是2巴。在图1中，泵管道15和输送泵16在泵站7，8和9之外。它们也可以安装在泵站7，8和9之内，如图2和图3所示。在图2和图3迄今所用的有关标示符号都无改变地被运用了。
在图2中，示出了在回流管27中装有调节阀28和压力传感器29，通过这些装置将在运输泵3前管内27a的压力在调节仪31的调节下调到预定值，即在分离点6以前，略高于油压。
另外还作了如下的标示；通过管道30可在输送泵3的压力侧从石油即热介质中取少量油作为燃料供给燃烧室25，从燃烧室经过废气管24由燃烧气管32引向热交换器18的初级侧，其目的是生产所不足的热量。如果燃烧机4的废气热量不利用的话，那么燃烧室25就得单独担付起热交换器18的加热任务。
输送泵16用燃烧动力机33驱动，燃烧机的废气通过废气管34和24同时输向热交换器18的初级侧。这并非一定这样做，但这样做能节省能源。
在图3中石油输送的主流路线和热介质输送的主流路线相互分开，这样就需加带有燃烧发动机36的第三个输送泵35来作动力。这里也可从经过管道37的石油中取出少量的石油作为燃料供给燃烧室26，从燃烧室由燃烧气管38经过废气管24引向热交换器18。在回流管27中安装一个带有调节仪40的流量器39。调节仪与调节阀门41连接，调节阀安装在分管道42中。分管道42把位于输送石油泵3的压力侧上的泵管2和回流管27连结起来。这样就可使漏损量或热介质体积的波动得以平衡。热介质量的波动是受温度影响决定的。
已经标示，燃烧发动机4、33和36以及燃烧室26的所有废气都输送到热交换器18的初级侧。把这种可能性视作是二者必择其一或附加性的都是可能的。
石油管线和硫管线可以在同一线段内同时在地下或根据适当的绝缘在地上安装，热交换器18也可直接作为加热装置(加热器)，以免再另外安装一个燃烧室。
图4所示的是以输送路线为横座标以及根据本发明举例的硫管道里的压力和温度变化为纵座标的示意图。
通过内直径为750mm长1000km的石油管道，在流速为1.75m/s的情况每天输送泵油30000吨。与石油管道平行铺设一条内直径为200mm，输送液体硫速度为0.7m/s的带有热套管的输硫管线。这相当于每天10000吨的硫量。为使硫保持液体状态，硫的温度必须保持在每次加温后达155℃而在下一段加温前在125℃之间。全长1000km平均分为每段长100km的10段，每一段都有一个升温站使硫的温度由125℃升至155℃，还要保持所需的压力。每段开始时流动压力为80巴，到本段终点时降为12巴，必须升压68巴。原油的升压是在相同的升温站进行的。温度和压力的变化过程在图4中以理想的方式标示出来，即从始发点TLA经过10个升温站B1，B2……B9，B10直到终点TLE或加油站TK，这10个升温站是按上述的分段距离安装的。
要把硫从125℃升温到155℃，每个升温站所需热量为1×10-6KJ/h。这一热能由原油供给硫，原油从油管取出后在用油加热的热交换器里把温度从135℃升至765℃，再供给热套管，热套管对中地将硫管道包严实。作为热载体的油要再加热所需的油量每天约为3600吨，即每小约150吨左右。热载体所需量大约是运输量每天30000吨的12％，从输油管的开端内取用，即供给，而到终端时再输入到原油中。为硫管道加热套管的热载体所需的油量因此只能通过与输油管平行的另一输送管道来输送，以减少用管道输送原油所需的能量。在硫管道和热套管间构成的热载体的环形间隙为50mm，即运输硫同轴导管的外直径为300mm。运输硫管道每个升温站所需能量为6MW，其中约1MW用于升压泵，其余约5MW用于热套管热截体的加温。在1000km的距离运输1000吨硫，按10个升温站计算，那么，所需能量是约60MW。