原油结蜡性质的研究.doc

油管及防蜡器防蜡效果评价实验 总结报告项目完成情况自评报告 原油在管道内流动过程中，随着，油品中的蜡结晶会析出并沉积在管壁上，从而减小管道有效过流面积，增大。 （2）按照SY-T-0537-2008原油结蜡评价行业标准，评价出防蜡油管及防蜡器防蜡效果。 目 录 第一部分 前言 1 第二部分 实验装置与方案 4 2.1 实验装置 4 2.1.1实验装置 4 2.1.2实验步骤 5 2.2 实验方案 5 2.2.1实验方案 5 2.2.2实验评价方法 6 第三部分 实验结果与分析 8 3.1 凝油量的实验结果 8 3.1.1原油与水浴温差对凝油量的影响 8 3.1.2含水率对凝油量的影响 11 3.1.3管材对凝油量的影响 14 3.1.4油温对凝油量的影响 16 3.2 结蜡量的实验结果 17 3.2.1原油与水浴温差对结蜡量的影响 18 3.2.2含水率对结蜡量的影响 20 3.2.3管材对结蜡量的影响 23 3.2.4油温对结蜡量的影响 26 3.3 结蜡速率的实验结果 27 3.3.1原油与水浴温差对结蜡速率的影响 28 3.3.2含水率对结蜡速率的影响 30 3.3.3管材对结蜡速率的影响 33 3.3.4油温对结蜡速率的影响 35 结 论 37 附录Ⅰ 实验结果数据表 38 附录Ⅱ SY/T 0537—2008 43 第一部分 前言 原油在管道内流动过程中，随着温度降低，油品中的蜡结晶将会析出并沉积在管壁上，从而减小管道有效过流面积，增大摩阻。石蜡是正构烷烃、带支链（或异构）烷烃和环烷烃的复杂混合物。石蜡可以分为粗晶蜡（或石蜡）和微晶蜡两类。石蜡或粗晶蜡主要指C16~C30的直链正构烷烃（含量约90~92%），少量支链位于碳链末端的异构烷烃（约7~8%）和更少量的带长侧链的环状烃类和个别芳香烃（约1~2%）。在常温下石蜡呈固态，密度为0.85~0.95g/m3，碳原子数为16~30，分子量约为260~500，平均分子量360~430，熔点范围40~650℃，主要存在于500℃以下的馏分中。当胶质、沥青质存在时，因温度降低而从原油中石蜡呈晶体析出，一般以片状为主，只含少量针状晶体。石蜡晶体间易于结合成三维网状结构，将液态可流动油组分包围在其中形成凝胶，使含蜡原油流动性能变差，甚至失去流动性。 微晶蜡主要指C30~C60的多种饱和烃混合物，主要为支链在任意位置的长链异构烷烃、少量大分子正构烷烃和长侧链的环状烷烃。分子结构比石蜡更复杂，分子量更大，为470~780，微晶蜡常常与沥青质共同存在，它与原油中的液态组分形成凝胶比石蜡与原油中的液态组分形成凝胶强度大得多。 原油中的蜡质是构成有机固相沉积物的主要成分，典型原油蜡沉积物由40~60%的石蜡和少于10%的微晶蜡组成。 石蜡沉积过程是一个非常复杂的问题，一方面因为油气体系组成十分复杂，各种组分对石蜡沉积的影响有待进一步研究；另一方面石蜡沉积过程中涉及到许多理论问题，如石蜡的溶解度与结晶、流体动力学、传质动力学以及传热学等等，目前对石蜡沉积的机理尚不完全清楚，存在多种解释理论，如溶解度理论、结晶理论、扩散理论。 溶解度理论是把溶有石蜡的原油在稳定条件下视为真溶液，原油中的轻质组分能够维持重质组分（如石蜡）在原油中的稳定。不同的原油体系，石蜡碳数的分布范围是不同的，石蜡在原油中溶解与否或溶解多少是由石蜡在原油中的溶解度控制的。 石蜡溶解度随体系温度升高而增大，随温度降低而减小。随温度的增加，当原油体系达到某一温度时，原油中石蜡含量小于石蜡的溶解度时，石蜡全部溶解于油中而变为单一的液相；反之，温度下降，石蜡在原油中的溶解度降低，当温度达到某一值时即析蜡点时，溶液呈过饱和状态，开始有固体石蜡析出。在温度低于析蜡点时，析出的固体石蜡逐渐增多，使原油体系变成液－固两相分散体系状态。随着原油进一步冷却，蜡析出量不断增加，蜡晶颗粒分散相逐渐转变为连续相而形成蜡晶网络，将油包围在网络结构内，当其强度达到一定程度时，分散介质则被分割包围在其而成为分散相，只有施加一定外力才能使原油发生流动，一般认为此时原油已发生结构性凝固。 结晶理论认为原油中石蜡析出是以结晶方式出现，当体系的温度下降到析蜡点时，蜡晶体开始形成，带相当长侧链的非极性高分子物质在冷却结晶过程中，进入石蜡晶体结构中与石蜡共晶，而带有极性基团的高分子物质被吸附于蜡晶的表面，使蜡晶聚集。在含蜡原油中，无定型固体高分子物质作为晶种，能诱导晶核形成，加速蜡晶长大。 此外石蜡的结晶沉积受一定条件的影响，石蜡结晶时需要一个成核位置来形成晶核，不溶解的石蜡沉积在其周围，缺乏成核位置，石蜡可以以过饱和状态存在于原油中而不产生沉积。地层岩石的表面、井筒和地面设备的表面都是很好的成核位置，溶于原油中的沥青胶束以及原油中的砂粒等