降凝劑在原油管輸中的應(yīng)用

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1、降凝劑在原油管輸中的應(yīng)用降凝劑在原油管輸中的應(yīng)用摘耍陜北原油多屬三高原油，在管道運(yùn)輸過(guò)程中受到了很大的限制，對(duì)三高原油的管道運(yùn)輸優(yōu)化方案的研究實(shí)際指導(dǎo)意義明顯。本文主要通過(guò)研究原油的凝結(jié)機(jī)理，以及在其輸送過(guò)程中通過(guò)添加降凝劑對(duì)其流通物性的改變，從而達(dá)到低溫安全輸送，以期對(duì)降凝劑在原油管輸應(yīng)用屮有一定的指導(dǎo)意義。關(guān)鍵詞原油管輸；降凝劑；降凝機(jī)理；低溫輸送中圖分類號(hào)U17文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼A文章編號(hào)1674-6708(2012)67-0137-02陜北原油具有石蠟含量高、黏度高、凝點(diǎn)高等特點(diǎn)，現(xiàn)管道運(yùn)輸是其主要的運(yùn)輸方式

2、，針對(duì)陜北三高原油主耍通過(guò)逐站加熱的輸送方法，因?yàn)樵诓糠殖鲇蜕俚挠蛥^(qū)不能滿管輸送，小管線輸送過(guò)程中溫降大等實(shí)際情況，高凝點(diǎn)原油的輸送不但制約了停輸時(shí)間，還帶來(lái)了很大的凝管危險(xiǎn)性，另外也增大了能源浪費(fèi)和設(shè)備投資率。對(duì)此，延長(zhǎng)石油管道運(yùn)輸公司已開始探索應(yīng)用降凝劑，并取得了不錯(cuò)的成效，減阻劑可以有效降低原油凝點(diǎn)，而實(shí)現(xiàn)較低溫安全輸送。降凝劑的主要成分是一些高分子聚合物，當(dāng)它加注于原油時(shí)，可以有效改變?cè)椭械南灥慕Y(jié)晶習(xí)性、蠟晶體的結(jié)構(gòu)形態(tài)以及晶體之間相互作用的性質(zhì)，使原油凝固點(diǎn)下降、也降低在低溫時(shí)的粘度等物性,從而改

3、善了三高原油的低溫流通性O(shè)添加降凝劑是實(shí)現(xiàn)低溫輸送的有效途徑，但降凝劑種類繁多，化學(xué)反應(yīng)機(jī)理各不相同，加上不同地區(qū)產(chǎn)出原油物性也有很大的不同，所以在降凝劑的應(yīng)用中，必須有針對(duì)性的選擇，合理配對(duì)才能提高成效。1原油凝結(jié)的主要原理原油是一種多組分的半流動(dòng)的復(fù)雜有機(jī)化合物，不同組成，決定了其不同的粘稠度和流動(dòng)性，一般具有一定的刺鼻臭味。他的流動(dòng)性主要取決丁其中蠟含量的多少，含蠟越高凝固點(diǎn)越高。當(dāng)原油的溫度降到一定值吋，蠟狀晶體顆粒在范徳華力、共價(jià)鍵和氫鍵等力的作用下，碰撞頻率大大增加，非常容易相互結(jié)合，形成特點(diǎn)的網(wǎng)

4、絡(luò)結(jié)構(gòu),使原油凝結(jié)而失去了原來(lái)的流動(dòng)性，從而形成不同形態(tài)的蠟晶附著在管路內(nèi)壁致使原油的流動(dòng)性受到了阻礙難以輸送。2降凝劑對(duì)含蠟原油的改性原理2.1降凝劑的作用機(jī)理含蠟原油凝結(jié)的主要機(jī)理是原油在溫度較低時(shí)使原油中高凝固點(diǎn)、高粘性有機(jī)成分易形成蠟狀晶體，這些蠟狀晶體以不同的形態(tài)相互結(jié)合在一起并冃形成了三維的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，將低凝點(diǎn)的油分、膠質(zhì)、瀝青質(zhì)、污泥、水等等一些組分吸附并包在里面，形成蠟膏狀的物質(zhì)，而使原油失去其流動(dòng)性。添加降凝劑可以有效影響和改變?cè)椭懈吣煞窒灳У陌l(fā)育歷程，并改變蠟晶的形態(tài)結(jié)構(gòu)，阻礙和阻止高凝

5、成分形成空間網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)從而改善原油的低溫的流通性。但是，降凝劑并不能抑制蠟晶的析出，只能通過(guò)改變蠟晶的結(jié)構(gòu)形態(tài)，從而抑制三維空間蠟晶形成網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，達(dá)到使-:高原油改性。降凝劑的降凝機(jī)理一般有共晶作用、吸附作用、晶核作用。2.1.1共晶作用原油在與其匹配的降凝劑的作用下，通過(guò)有效促使烷基鏈與蠟分子產(chǎn)生作用形成結(jié)晶體繼而共同從原油中結(jié)晶出來(lái)，過(guò)程中不但改變了蠟質(zhì)的結(jié)晶行為，也使蠟晶繼續(xù)發(fā)育的趨向受到了干擾。降凝劑的作用和效果與降凝劑分子中的有效烷基鏈的碳數(shù)密切相關(guān)，當(dāng)降凝劑分了中的有效烷基碳鏈與原油中蠟質(zhì)碳鏈越接近

6、，降凝劑的作用和效果越好。但降凝劑分了中不是所有的側(cè)鏈碳原了都會(huì)受到結(jié)晶作用,其受到降凝劑分子的結(jié)構(gòu)特征及空間效應(yīng)影響很大?！愣?，降凝劑分了中的烷基鏈長(zhǎng)度大于蠟質(zhì)碳鏈長(zhǎng)度時(shí)降凝劑的降凝效果較佳。2.1.2吸附作用吸附作用就是指當(dāng)原油屮加入降凝劑時(shí)，降凝劑會(huì)通過(guò)化學(xué)或物理作用吸附在原油中的一些組分中，形成的蠟狀晶體上或是晶核活動(dòng)的中心上，從而改變了蠟狀晶體的三維空間結(jié)構(gòu)，致使不同蠟晶體之間的內(nèi)摩擦力也就是粘度大大的降低，繼而起到了降凝的效果。2.1.3晶核作用當(dāng)原油中加入降凝劑吋降凝劑就會(huì)起到晶核作用，也就

7、是說(shuō)蠟以降凝劑為中心聚攏結(jié)晶，從而改變了蠟狀晶體的空間結(jié)構(gòu)，降低了蠟晶的凝固點(diǎn)繼而起到了良好的降凝效果。2.2添加降凝劑后非牛頓含蠟原油的膠體的結(jié)構(gòu)特征降凝劑可以改善含蠟原油的非牛頓流變性，其本質(zhì)原因就是其改善了非牛頓原油的膠體結(jié)構(gòu)。當(dāng)原油中加入降凝劑后含蠟原油的內(nèi)部結(jié)構(gòu)在許多方面得到了改善：1）降凝劑可使蠟晶的析出濃度有一定的降低，但程度有限；2）降凝劑可使吸附在絮凝體中，使其中的液態(tài)油減少；3）降凝劑使蠟晶絮凝體中的蠟晶絮凝稠密化，并使蠟晶絮凝體的形狀更規(guī)則，形成粗大松散的樹枝狀結(jié)構(gòu)，或準(zhǔn)球形結(jié)構(gòu)，比表面

8、積更小，且蠟晶絮凝體的個(gè)數(shù)減少。上述這三點(diǎn)因素造成非牛頓原油的有效內(nèi)相體積分?jǐn)?shù)以及有效水力體積分?jǐn)?shù)降低，流動(dòng)阻力減小。有利于原油的管道運(yùn)輸。3降凝劑在原油輸送過(guò)程屮的應(yīng)用現(xiàn)狀我國(guó)現(xiàn)有高凝高粘原油的運(yùn)輸一般都采用用傳統(tǒng)的逐級(jí)加熱補(bǔ)溫的輸送方法，增加了操作難度，也降低了管輸原油的經(jīng)濟(jì)型，添加降凝劑是通過(guò)向原油中加入一種化學(xué)試劑來(lái)降低原油在常溫下的粘度，凝固點(diǎn)來(lái)提高原油的低溫流變性的一種經(jīng)濟(jì)高效的方法，在