原油泵过滤网堵塞物的研究分析

周鸿刚 师怀兵 孙小利(中石油兰州石化分公司，甘肃 兰州 730060)

0 引言

尼日尔一体化项目主要包括油田、管道和炼厂，原油从Agadem油田通过管道输送至炼厂原油罐。在日常运行中，发现在管道首末站和炼厂原油泵过滤网处有大量的堵塞物，严重影响了原油的输送，造成炼厂原油泵抽不上量的情况，供常压装置的原油泵频繁出现半抽空状态，同时原油泵入口过滤器清理频次明显增加。为避免这些情况的发生，从三个不同的地方取样，对堵塞物开展实验进行分析，并从不同角度分析堵塞物的形成原因，从而避免堵塞物的形成，保证生产正常进行。

1 堵塞物分析

1.1 炼厂常压原油泵(301-P-101A)过滤网堵塞物分析

(1)外观：常温下为黑色固体，加热溶化为黑色液体(貌似原油)；

(2)凝固点：68℃；

(3)残炭：4.6%(原油一般3.0%，长时间聚结残炭偏高)；

(4)固体不溶物(见图1)：取“常压原油泵过滤网堵塞物”加热溶化用汽油洗涤过滤，过滤得到褐色颗粒胶状物含量为2.97%，该颗粒胶状物不溶于甲苯溶剂，且在甲苯溶剂中处于不规则分散悬浮状，该颗粒胶状物点燃后可以完全燃烧。

图1 样品中固体不溶物

1.2 管道末站原油管线清出的堵塞物分析

管道末站送来4个样品，样品在常温下为颗粒状黑色半流体半固体物。将管道末站管线清出物4个样品混合后分析结果如下：

(1)凝固点：70℃；

(2)残炭：上部4.38%，下部15.01%；

(3)固体不溶物：对管线清出物加热过滤，过滤后残渣不溶于汽油、甲苯，经汽油和甲苯洗涤后得黑色固体物为14.47%，如图2所示；

(4)对经汽油、甲苯洗涤后得到黑色的固体物高温煅烧，得到类似铁锈物质，如图3所示，铁锈约占管线清出物的3.77%。

图2 用汽油及甲苯洗涤后的滤出物

图3 经高温煅烧后残留物-类似铁锈

1.3 管道首站2#泵入口过滤器过滤网及筒壁上样品分析

管道首站2#泵位置处于降凝剂加注下端约100米处，也就是说每逢加注降凝剂时期，流经2#泵的原油已加入了降凝剂，该泵过滤网已有半年未清理，也就说所送的管道首站2#泵入口过滤器堵塞物原因不能排除降凝剂因素。

管道首站2#泵入口过滤器过滤网及筒壁上清理物分析结果：

(1)外观：黑色，半流体半固体状，肉眼可见其中含有固体颗粒物质，过滤网和筒壁上采集的样品一致，加热搅拌至100℃，未见固体颗粒消失；

(2)固体不溶物：2#泵入口过滤器过滤网不溶物含量为42.04%，2#泵入口过滤器筒壁不溶物含量为53.19%；

(3)两者不溶物与炼厂常压原油泵过滤器堵塞物相似，呈不规则颗粒或片状，该颗粒胶状物不溶于汽油和甲苯溶剂，在甲苯溶剂中处于不规则分散悬浮状，该颗粒胶状物点燃后可以完全燃烧，可以判断为有机物，将该物质置于室外，自燃通风8小时后，颗粒体积变小，如图4所示。

图4 首站样品2#泵入口不溶物

2 原油过滤试验

主要目的是看能否过滤出类似原油泵清出的堵塞物。方案：分别取炼厂大罐原油、管道末站原油、油田原油样品过滤，这些原油都未加降凝剂。

2.1 炼厂原油罐样品

取自301-TK-101A罐原油样品2000mL，加热样品至53℃，使用双层纱布过滤样品，用汽油冲洗纱网后，未发现不溶物。

2.2 管道末站原油

取管道末站原油样品2000mL，试样加热至53℃后，使用双层纱布过滤，用汽油洗涤滤网，未发现有不溶物。

2.3 油田原油

油田原油含有大量水分，使用分液漏斗过滤水后取2000mL样品，加热至53℃后，使用双层纱布过滤，用汽油冲洗纱网，未发现不溶物。

小结：三个地方的原油中均未过滤出“堵塞物”。

3 原油加剂试验

主要目的是寻找原油中各种添加剂对形成堵塞物是否有影响。

方案：取油田原油(未加任何剂)，分别选取上游用破乳剂、管道所用三种降凝剂、炼厂所用破乳剂进行试验，取一定量原油样品，加入一定量的添加剂，如表1所示，在53℃水浴中间歇搅拌，放置10天后过滤。

表1 原油加剂试验方案

试验现象及结果说明：

10天后，1#～5#样品瓶油水界面发现有白色絮状物，而6#样品油水界处无白色絮状物。

分离出该絮状物，分别放入汽油、甲苯、水中溶解搅拌，发现该絮状物在汽油、甲苯、水中均不溶解。

对该白色絮状物烘干，进行燃烧，发现该物质不能燃烧。

如果不加入油田提供的破乳剂则不会形成该白色絮状物。

小结：原油中加入降凝剂(3种)和破乳剂(2种)在试验室条件下不会形成原油泵出现的堵塞物，加入油田提供的破乳剂会形成该白色絮状物，这种白色絮状物不能燃烧，烘箱放置8小时后体积缩小为胶状物。

4 三种降凝剂试验

4.1 溶入溶剂试验

将三种降凝剂分别溶入汽油、甲苯中现象，见图5-图10。

试验表明：A和C降凝剂在汽油及甲苯中不能完全溶解，而B降凝剂在汽油和甲苯可以完全溶解，形成均匀溶液。

图5 A溶入汽油

图6 B溶入汽油

图7 C溶入汽油

图8 A溶入甲苯

图9 B溶入甲苯

图10 C溶入甲苯

4.2 对三种降凝剂进行风干试验

A降凝剂送来样品发现就有半固体胶状物形成，这种胶状物暴晒在42℃露天即可溶化，风干48小时后形成胶状物。

C降凝剂没有胶状物析出，风干48小时只是粘稠度增加。

B降凝剂没有胶状物析出，风干48小时剩余一层薄膜。

5 结语

(1)管道首站2#泵入口过滤器过滤网及筒壁上样品分离出的不溶物与炼厂常压原油泵过滤器堵塞物分离出的不溶物是同一物质，呈不规则胶状颗粒或片状，不溶于汽油和甲苯，在甲苯溶剂中处于不规则分散悬浮状，点燃后可以完全燃烧，可以判断为有机物，将该物质置于室外，自燃通风处8小时后，颗粒体积变小。

(2)管道末站所送管线清出物经分离燃烧后得到的物质为铁锈，铁锈约占管线清出物的3.77%。而管道末站原油泵过滤器清除的堵塞物与炼厂常压原油泵过滤器清出物属于同一物质。

(3)炼厂大罐原油、管道末端原油和油田原油样品(都未加降凝剂)，实验室加热过滤，没有得到要寻找的原油泵堵塞物。

(4)原油中分别加入降凝剂(3种)剂破乳剂(2种)在实验室条件下不会形成原油泵过滤网出现的不溶物，但不能排除产生的可能性，也许试验条件有一定局限性，油田提供的破乳剂会形成该白色絮状物，这种白色絮状物不能燃烧，烘箱放置8小时后体积缩小，成为胶状物，但是，这种胶状物胶粘、拉丝，与要查找的不溶物不是同一物质。

(5)对管道提供的三种降凝剂进行试验，发现A和C降凝剂在汽油及甲苯中不能完全溶解，而B降凝剂在汽油和甲苯可以完全溶解，形成均匀溶液，发现A降凝剂本身就有半固体胶状物形成，这种胶状物暴晒在42℃露天即可溶化，风干48小时后形成胶状物，可以判断这种胶状物不是要寻找的不溶物。

(6)管道停止降凝剂加入后，炼厂原油泵没有出现抽空现象，日常工作中清理过滤网，清出的堵塞物很少，约600g，最严重时，约15～30天清理一次，清理出的堵塞物超过5kg。

(7)在后续上游管道公司实施的原油管道清管作业中，炼厂生产技术部将清出的蜡块带回样品，在炼厂质检中心进行了分析，样品开始熔化时的温度也为68℃(高凝点油品)，可以初步判断：炼厂原油泵入口过滤器堵塞物和此物系同一类物质，可能是蜡。