含蜡原油加蜡晶改进剂热处理的技术经济问题

用蜡晶改进剂改善含蜡原油的低温流动性,是研究实现常温集输和长距离管输的途径之一。国外六十年代就开始了含蜡原油及重燃料油加蜡晶改进剂降凝减粘的研究,并针对不同组成的含蜡原油及重燃料油研制了若干系列蜡晶改进剂和分散剂。为了节省能源消耗,近年来国内对含蜡原油加蜡晶改进剂热处理也进行了一系列实验研究,并取得了一定成果。国外十几个公司也应邀用他们研制的蜡晶改进剂和分散剂对我国大庆等原油进行了筛选实验。由     

蜡晶改进剂改善含蜡原油流动性的研究

一、前言用蜡晶改进剂改善含蜡原油的流动性,是实现含蜡原油常温输送的方法之一。根据文献介绍,加入蜡晶改进剂能将原油的倾点降低10～20℃;表观粘度降低50％以上;10℃以上的屈服值降到零或接近零,屈服后流动性提高,停输几天后屈服值也不会很快升高,启动容易。能将常温时为非牛顿流体的原油变为牛顿流体或接近     

Carrying out the Technology Policy on Pipeline Transportation to Increase the Comprehensive Capability of the Pipeline Transportation Industry

介绍了魏荆线应用BEM-6N原油流动性改进剂的工业性试验情况,探讨了剪切对加剂原油改性效果影响的原因。现场试验表明,BEM-6N流动性改进剂对魏荆线原油具有较好的降凝降粘效果,加剂后可降低管道的运行温度,并相应取得一定的经济效益。     

魏荆线添加BEM-6N原油流动性改进剂现场试验

介绍了魏荆线应用ＢＥＭ－６Ｎ原油流动性改进剂的工业性试验情况，探讨了剪切对加剂原油改性效果影响的原因。现场试验表明，ＢＥＭ－６Ｎ流动性改进剂对魏荆线原油具有较好的降凝降粘效果，加剂后可降低管道的运行温度，并相应取得一定的经济效益。     

含蜡原油静态磁处理降黏试验

为探究磁处理技术对含蜡原油降黏效果的影响,利用自行研制的静态磁处理装置研究磁场强度、磁处理温度、磁处理时间对含蜡原油降黏效果的影响;采用偏光显微镜对磁处理前后含蜡原油蜡晶结构进行观察,并分析磁处理含蜡原油的降黏原因。静态磁处理结果表明,最佳磁处理条件是:磁场强度100 mT,磁处理温度49 ℃,磁处理时间10 min,影响磁处理效果的因素按影响程度高低依次是磁处理温度、磁处理强度、磁处理时间;通过显微观察试验发现,磁场促进了含蜡原油中小蜡晶颗粒的聚集,使得大蜡晶颗粒的数量增多,液态烃的流动截面积增大,进而降低了含蜡原油的黏度,改善了含蜡原油的流动性。     

茨78块降凝防蜡低温输送试验研究

在稀油开采过程中,油井结蜡是影响油井正常生产的一个重要原因。通过室内及现场试验表明,降凝防蜡冷输剂能够明显降低原油凝点,具有优良的改善原油低温流动性的特性,能够起到很好的油井防蜡效果,达到油井井筒防蜡及管道降凝低温输送的要求。在茨78块通过井口套管连续定量点滴加药,利用防蜡降凝冷输剂优良的蜡晶分散和改善原油低温流动性的功能,实现整个区块油井的井筒防蜡,井口至计量站、计量站至转油站、转油站至联合站输油管道全线降凝低温输送,从而实现井筒防蜡管道降凝低温输送一体化。     

降凝剂对原油蜡晶的影响

通过X射线衍射技术对原油加剂改性过程进行了定量研究,结果表明,加剂原油与未加剂原油形成的蜡晶类型一致,均为斜方晶体,但加剂原油的蜡晶比未加剂原油的蜡晶大;加剂原油蜡晶的晶面距离在不同方向上均比未加剂原油的蜡晶晶面距离小,表明加剂原油的蜡晶比未加剂原油的蜡晶更加致密,有利于改善原油的流动性;蜡晶在垂直于碳链方向上的晶面距离随着温度的升高而加大,而蜡晶在平行于碳链方向上的晶面距离与温度无关.     

BEM-5P原油流动改进剂的应用研究

通过BEM－5P原油流动性改进剂在河沾输油管道上的应用试验，研究了在其降凝，降粘效果，根据试验与研究结果，优化了冬，夏季的运行方案，实际应用情况表明，BEM－5P原油流动改进剂对河沾输油管道的原油具有较好的降凝，降粘效果，管道可降温运行，运行的安全性不受影响，并且经济效益明显。     

重复加热对加剂改性原油蜡晶形态与结构的影响

研究重复加热对加剂改性CQ原油宏观流动性与微观蜡晶形态的影响,有助于探究重复加热影响降凝剂改性效果的内在原因。对降凝剂改性CQ原油进行重复加热实验,研究发现重复加热对改性CQ原油蜡晶形态与结构的影响规律与对流动性的影响存在对应关系:将加剂CQ原油预热至60℃后再动态降温至20℃,然后重复加热至不同温度,当重复加热温度小于35℃时,随重复加热温度的升高,蜡晶尺寸减小,分形维数变小,改性油的宏观流动性变差;当重复加热温度为35℃时,蜡晶尺寸与分形维数达到最小值,降凝剂改性效果完全丧失;当重复加热温度大于35℃时,随重复加热温度的升高,蜡晶尺寸与分形维数逐渐增大,改性油的宏观流动性逐渐变好;重复加热恶化温度区间与原油的析蜡点到溶蜡点温度区间对应。研究成果为分析重复加热对加剂原油流动性的影响提供理论支撑。(图5,表5,参24)     

大港油田原油加剂输送技术

在长输管道中添加流动性改进剂可以改善原油的低温流动性，降低燃料的动力消耗。对大港油田集输干线进行了原油添加流动性改进剂的室内试验，通过对试验结果分析，给出了最佳热处理温度和加剂量。根据管道实际运行工况，确定了加剂地点，计算出了加剂后不同季节的运行参数。     

稠粘、易凝原油长输管道采用流动性改进剂直接投产的探讨

我国稠粘、易凝原油长输管道的投产一直沿用热水预热方法。这种方法用在水源充足的东部地区都存在着投产时间长、与农业争水、污染环境、费用昂贵等问题,若用在水源匮乏、柴油运输不便的 西北地区,其问题更加突出。为此,作者提出在原油中加入一定量的流动性改进剂,使原油降凝、降粘,以达到直接投产的设想。针对上述设想,文中介绍了国外降凝工艺工业性应用现状及国内在工业管道上三次试验的成果,并对采用流动性改进剂直接投产存在的几个关键问题,如流动性改进剂的筛选、管道允许压力与投油排量的矛盾以及投油时的操作要点进行了探讨。通过实例计算了不同投油排量下,最低温度管段的流态变化和出站压力,最后对两种工艺投产作了经济对比。     

BEM-JN油基降粘剂作用机理与应用试验

根据东营-辛店管道所输混合原油的胶质、沥青质含量和蜡晶分布特点,研制了BEM-JN系列油基降粘剂,主要成分为聚合物和表面活性剂,其中非极性聚合物为降凝剂的有效成分,主要针对原油中的蜡起作用,极性较强的聚合物和表面活性剂则针对原油中的胶质、沥青质起作用,原油粘度的降低是两类组分综合作用的结果。分别考察了BEM-JN降粘剂和BEM-3降凝剂在不同热处理温度下对东营原油库原油的降粘效果,结果表明:相对较高的热处理温度有利于提高两种化学剂的降粘效果,而相对较低的热处理温度和相对较高的测试温度将使降凝剂表现出增粘效果。室内实验和现场应用试验证明:BEM-JN降粘剂对于东营-辛店管道所输混合原油具有较好的降粘效果,其应用可满足该管道低输量安全运行的需要。     

基于磁场磁核分析的原油防蜡降粘机理

介绍了含蜡原油空间三维网状结构的形成机理及其研究进展,分析了磁场对石蜡磁性核的作用,研究了原油磁处理防蜡、降粘技术机理,并进行了试验验证。磁场作用下石蜡磁性核按能级规则取向排列,并绕磁场进动,改变了原油中石蜡的结晶过程,可以有效防止蜡晶形成三维网状结构,使石蜡结晶成核半径减小,结晶释放潜热增多,产生防蜡降粘的效果。     

低速剪切影响加剂原油低温流动性机理研究

通过对室内模拟管流低速剪切流动参的测试和蜡晶显微观察，研究了低速剪切对不同原油低温流动性的影响及对蜡晶影响之间的关系。研究表明，不同组成的原油，低速剪切对蜡晶的影响不同，低速剪切既能破碎蜡晶聚集体，又能形成蜡晶聚集体。管道流动过程中的“恢复”现象实质就是管流低速剪切改善加剂原油低温流动性的表现，其机理是管流的低速剪切使得高速剪切后破碎的蜡晶聚集体重新形成。     

加剂BZ28-2S混合原油的析蜡特征与流变性

实验评价了BZ28-2S混合原油加剂前后的析蜡特性、流变特性与粘温特性,结果表明：BZ28-2S混合原油对SW3流动改进剂具有良好的感受性,扩大了管道输送的安全温度范围。在高温段（35-65℃）混合原油加剂前后的粘温曲线基本重合,均表现为牛顿流体;在低温段（15-30℃）,混合原油表现为非牛顿流体,此时,在同一温度下,加剂后混合原油的表观粘度和反常点显著降低,低温流动性得到明显改善。此外,通过添加流动改进剂,混合原油的静屈服值大大降低,提高了海底管道停输再启动的安全性。     

电磁法改善易凝高粘原油流动性的实验

利用含蜡原油中悬浮蜡晶颗粒与连续相间介电常数和磁导率的差异,通过精确控制外加电场或磁场的强度和频率,对原油进行处理.该方法可以有效降低原油粘度,达到不加热、不加剂而改善原油流动性的目的.利用Temple大学研发的电磁法原油降粘室内实验装置,针对国内大庆、长庆两种易凝高粘原油开展了实验研究,结果表明：在能耗极低的情况下,该装置可有效降低原油的粘度,特别是低温粘度,为探索原油微观结构和采用电磁法改善原油流动性的研究和应用进行了有益的尝试.（图10,参8）     

原油组成对电场改性效果的影响北大核心

电场改性是一种新型的原油改性方法,其基本原理是电流变效应,机理是蜡晶的界面极化。目前研究发现,不同原油电场改性效果差异较大,机理尚不明确。以胶质、沥青质含量介于4%~23%的8种含蜡原油为实验对象,测试其电场改性效果,发现胶质、沥青质含量少(总质量分数5%以下)的原油,在实验条件下电场降黏效果随累计析蜡量增大呈先升后降趋势;对于胶质、沥青质含量中等的原油(总质量分数10%左右),在实验条件下电场降黏效果随累计析蜡量增大单调上升;对于胶质、沥青质含量较高(总质量分数15%以上)的原油,在实验条件下电场降黏效果不明显。结合界面极化机理,得出电场改性效果强弱与原油中胶质、沥青质的充足程度及聚集程度密切相关。     

磁处理对原油结蜡影响的机理分析

分析了磁处理对原油结蜡的影响因素,用石油胶体分散体系理论分析了原油结蜡过程,应用胶体化学中的"DLVO理论"解释了磁处理对原油结蜡的影响.分析认为,磁场通过对蜡晶分子间色散力的影响作用,致使蜡晶胶粒之间的范德华引力势能增大,从而促进了原油中蜡晶胶粒的聚结,这就是磁处理对原油凝胶结构产生影响从而降粘的基本原因.     

大庆原油降凝剂复配试验研究

研究了不同区块大庆原油对降凝剂的感受性与其物性特征和碳数分布的关系。以吸附与共晶理论为基础,结合不同区块原油的蜡碳数分布规律对VA含量相同但分子量不同的系列EVA进行复配,同时开展具有不同官能团的化合物与有效EVA的复配试验研究。试验结果表明,VA含量为X2和X3的EVA对大庆原油体现出比其它系列EVA相对较好的降凝效果。在相同的试验条件下,不同分子量的系列EVA经过复配之后改善了单一分子量EVA对南一联原油的降凝效果。     

流动改进剂降低含水原油转相点试验

针对大庆油田地面集输管路中含水原油随含水率的增大导致其流变性发生的情况,开展了在室内水平管试验装置中向含水原油中加入DODE系列流动改进剂后的流动试验,探讨了DODE系列流动改进剂对含水率与表观粘度之间关系的影响规律.试验结果表明,含水原油中添加DODE系列流动改进剂可以使含水原油的转相点提前到35%～45%之间,提前形成具有适度稳定性的水包油型原油乳状液,显著降低了原油的表观粘度,改善了原油的低温流动性能,并且节能降耗.