吴起原油降凝剂加注工艺研究

韩 磊，李新林

（陕西延长石油（集团）管道运输公司，陕西 延安 716000）

吴起原油降凝剂加注工艺研究

韩 磊，李新林

（陕西延长石油（集团）管道运输公司，陕西 延安 716000）

经过测试确定了吴起原油加注降凝剂的最优类型，给出吴起原油添加BEM-W降凝剂的最佳浓度和最佳温度，绘制了相应粘温曲线和流变曲线.依据SY/T5767-2002给出原油安全进站温度，这样，为安全、平稳、高效管道输送提供依据.

降凝剂；凝点；流变性；粘温曲线

管线起伏波动大，为保证管线的安全、平稳、高效运行，特做降凝剂加注研究.

1 吴起原油的物理性质

1.1 吴起原油的基本组成及物理性质

表1给出了吴起原油的基本物性.

表1 吴起原油的基本物性

由表1可知吴起原油20℃的密度为0.8622g/cm3，即吴起原油属于轻质含蜡原油.

1.2 吴起原油的比热与温度的关系

根据石油天然气标准[1]，用差示扫描量热仪（DSC量热仪）蓝宝石法测量吴起原油在-20~60℃温度范围的比热数据.可得到如图1的吴起原油比热温度关系曲线.

图1 吴起原油比热随温度的变化曲线

由图1可以看出，在-20~60℃的温度范围内，吴起原油的比热出现波动，当油温高于28℃时，比热随温度的升高而增大，但变化趋势较缓慢.这样，随着油温的降低，原油的DSC热流曲线在28℃出现转折点，此后原油逐渐进入析蜡高峰区，大量的蜡结晶的析出导致比热随温度的突变产生，在20-28℃的范围，蜡结晶的析出随温度的变化最敏感.

图2 吴起原油不同温度下的流变曲线

1.3 吴起原油的热处理对凝点的影响

根据石油天然气行业标准[2],将取样油用恒温水浴将原油加热到不同的温度，恒温一段时间待油温均匀后，使油样以0.5℃/min的速率降温，待温度降至预先设定的装样温度时，装样测其凝点.当液面有明显的移动时，则将试管轻轻放回冷浴中，继续冷却，直至把试管水平放置5秒而液面没有出现流动迹象所对应的最高温度，定为样油的凝点.测试结果如表2.

表2 不同加热温度对中山川原油凝点的影响

从表2可知吴起原油在45℃和50℃热处理后，凝点相同，均为17℃，将热处理温度提高到60℃和70℃，吴起原油的凝点为16℃，这说明吴起原油对热处理温度不敏感.

1.4 吴起原油的流变曲线和粘温曲线

根据现场的实际情况，选取50℃作为吴起原油粘温曲线的测量温度，依据石油天然气标准[3]粘温曲线的确定，将油样加热到50℃，并恒温10分钟，然后以0.5℃/min的冷却速度降温至测量温度，测量动平衡流变特性未加剂吴起原油的反常点为23℃，析蜡点为32℃，在牛顿流体范围内，原有的粘度小于38.75mPa.s.

2 吴起原油的降凝剂类型的筛选

根据石油天然气标准[4]规定，降凝剂的筛选包括：（1）降凝剂类型的筛选；（2）降凝剂加注最佳浓度的选择；（3）最优热处理温度的确定.选择GY3、EVA和BEM-W三类降凝剂，现在60℃热处理条件对吴起原油加注30ppm浓度上述三类降凝剂进行测试.可得表3.

表3 不同类型降凝剂对吴起原油凝点的改变

由表3可知，在60℃的热处理下，加注30ppm的GY 3和BEM-W的都可使吴起原油的凝点降至13℃，要比EVA的效果好，所以降凝剂EVA不予考虑，降凝剂BEM-W加注要比GY 3加注的加注的流变性略好，所以选取BEM-W为吴起加注原油的降凝剂.

3 吴起原油最佳加注条件的确定

3.1 最佳加注浓度的确定

以60℃为热处理温度，测定不同浓度的BEM-W下的改性吴起原油的凝点和表观粘度，可得表4.

表4 不同浓度的BEM-W对吴起原油的影响

由表4可知，在60℃热处理条件，加注20ppm和30ppm的BEM-W可使吴起原油的凝点降到13℃，比50ppm（12℃）时仅仅高1℃，30ppm和50ppm的加注浓度条件下，吴起原油的流变性几乎相同，考虑经济效益，吴起原油加注BEM-W降凝剂的最佳浓度选为30ppm.

3.2 最优热处理温度的确定

选取30ppm浓度的BEM-W，不同热处理温度对应得吴起原油凝点如表5，用旋转流变仪测量不同温度下的吴起原油表观粘度，得得流变曲线.

表5 相同浓度BEM-W不同热处理温度吴起原油的凝点

在30ppm的BEM-W作用下，60℃热处理条件比55℃下的凝点低1℃，更重要的是前者的表观粘度比后者有较大的改善，而65℃的热处理条件与60℃相比，凝点相同，表观粘度极为相近，所以，考虑经济效益选取60℃为吴起原油热处理最佳温度.

3.3 加剂吴起原油的粘温曲线

在 60℃的热处理温度下，测得吴起原油加注30ppm BEM-W降凝剂的粘温曲线.加注BEM-W降凝剂后，吴起原油的反常点降到15℃，析蜡点为32℃，即反常点降低8℃，相同温度下的表观粘度也明显降低.

4 加剂前后对比

吴起原油在前述最优加注BEM-W降凝剂的条件下，改性对比，在60℃的热处理条件下，吴起原油以30ppm浓度加注BEM-W降凝剂，使其凝点从17℃降至13℃，反常点从23℃降至15℃，且吴起原油的粘度大幅降低.

根据国内现行的技术规范[5]，及其国内外现行的实际做法，将吴起原油的进末站温度控制在凝点以上3℃，即18℃，可保证设计停输时间内再启动的安全性，在实际的输送过程中，可以根据季节等外在的条件适当再调节进站温度[6].

5 吴起-延炼管线降凝剂输送的建议

吴起-延炼管线的运行现状：吴起原油量占得最多，达到60%以上，沿线插输点多，经过多次的加热和加压（剪切），且没能实现严格意义的泵对泵密闭输送，而且最终进入延炼末站的温度较高，达到37℃，野山站来油温度38℃，甘泉站来油41℃.

依据降凝剂作用机理[7]，加注降凝剂以后，再次加热和再次的剪切会降低降凝剂的效果，吴延线的运行正好是加注后在经过多次的加热与加压（过泵剪切），在每一次过站时均采取加注降凝剂的工艺，加注量有待于进一步实验分析确定.入站温度是否符合标准[4]，有待于测定后来判断，如果吴延线能在其中的某一处或者几处实现热力越站或动力越站（直接越站更好），这样降凝剂的作用效果可充分发挥，加注量也可以减少，更重要的是可以大幅降低加热加压的运行成本.而这一切的前提是热力、水力计算论证和原油流变性的实际掌握.所以，建议对吴延线进行运行技术论证，确定最佳的安全运行技术方案，以达到安全、平稳、高效的运行.

〔1〕中华人民共和国石油天然气行业标准.原油析蜡热特性参数测定 差示扫描量热法（SY/T0545-1995）[S].

〔2〕中华人民共和国石油天然气行业标准.原油凝点测定法（SY/T 0541-94）[S].

〔3〕中华人民共和国石油天然气行业标准.原油粘温曲线的确定 旋转粘度计法（SY/C 7549-2000）[S].

〔4〕中华人民共和国石油天然气行业标准.管道原油降凝剂（SY/T5767-2002）[S].

〔5〕中华人民共和国石油天然气行业标准.原油管输运行规程.（SY/T 5536-2004）[S].

〔6〕丁建林.热含蜡原油管道流动安全问题研究.中国石油大学（北京）博士毕业论文[D].

〔7〕杨筱蘅.输油管道设计与管理[M].中国石油大学出版社, 2006.

TE81

A

1673-260X（2010）03-0122-02位于吴起的石百万输油站是延长石油管道运输公司吴起-延炼管线输油首站，年设计输油能力600万吨，，由于其地处黄土高原，年最低温度达-25.4℃，且沿线沟壑纵横，