管道中重质原油流变特性及流动传热规律

因重质原油流动过程存在历史记忆性和全域相关性,经典牛顿本构模型无法有效刻画其流变特性。建立了能够有效刻画重质原油流变特性的空间分数阶本构模型,并基于有限元法数值模拟了原油流动与传热过程。主要研究了空间分数阶模型阶数对原油流动与传热的影响,分析了平均努塞尔数与摩擦阻力系数随着分数阶阶数的变化规律;并比较了管壁热边界条件分别为常壁温与壁面热流密度下,原油传热过程中局部努塞尔数和对流换热系数的变化情况。研究结果表明:随阶数α(α>1)的增大,原油流变性能逐渐向剪切变稀转变,加快了原油流动速度,同时原油传热性能增强,有助于原油的输运效率增加。此外,在壁面热通量条件下的传热效率高于常壁温条件下的传热效率。因此深入研究原油的流变特性以及流动与传热规律,可为提高管道原油输运效率与经济运行提供理论指导。

船运进口重质原油卸货短量原因及应对措施

船运进口重质原油比例逐渐增多,卸货短量问题频繁出现,给国家和企业带来了严重损失。本文着重分析影响船运进口重质原油卸货短量的几个因素,针对这些影响因素提出科学有效的应对措施,避免卸货短量给国家和企业带来损失,保证企业经济利益。

超声波强化重质原油破乳脱水脱钙

以含钙量高达180μg/g的新疆重质原油为研究对象,在实验室条件下,采用超声波破乳技术进行重质原油脱水脱钙研究。在确定破乳剂K和脱钙剂R、注水量12%(体积分数)、脱钙剂/钙摩尔比1.5∶1的条件下,考察了超声波强化破乳脱水脱钙的影响因素。结果表明,油-剂混合时的搅拌速率、超声波发生器输出电压、超声波辐照时间和超声波辐照后的沉降时间都有其最佳值。实验样品经7000 r/min搅拌速率混合均匀,经60 V超声波辐照5 min,再在80℃沉降24 h后,原油含水量降低至0.64%(体积分数),脱钙率达到37.8%,说明超声波有较好的破乳脱水和脱钙作用。

新型油溶性沥青质分散剂抑制重质原油沥青质沉积的研究

针对新疆重质原油沥青质沉积严重的问题,以聚异丁烯丁二酸酐、苯胺和对氨基苯酚为原料合成了尾部基团为高度枝链化的聚异丁烯基、头部基团分别为苯基及酚羟基的新型油溶性沥青质分散剂PA1和PA2。采用分光光度法与显微镜法评价了所合成分散剂对沥青质沉积的抑制效果。实验结果表明,分散剂PA2抑制沥青质沉积作用效果优于PA1。通过对分散剂PA2抑制沥青质沉积作用效果的评价,确定了最佳合成条件:对氨基苯酚与聚异丁烯丁二酸酐摩尔比为1.2,反应温度为120℃,反应时间为6h。在分散剂PA2加入量为200mg/L的条件下可以将新疆重质原油的初始絮凝点由-19.87提高到8.63,显著改善了新疆重质原油的稳定性。

轻质和重质原油氧化特性及其动力学

通过热重/微商热重-差热联用分析手段(TG/DTG-DTA)对比分析了一种轻质油和一种重质油的氧化特性和氧化动力学参数。实验结果表明:重质油和轻质油在常压空气流条件下的氧化反应都可以观察到3个明显的反应区间,分别为低温氧化反应(LTO),燃料沉积(FD)和高温氧化反应(HTO)。DTA曲线显示重质油在低温氧化(LTO)和高温氧化(HTO)反应区间的放热峰热流量均高于轻质油,且在高温氧化反应阶段(HTO)更明显。对比分析TG和DTG曲线发现,重质油开始发生快速热重损失及出现最高质量损失速率的温度均高于轻质油。采用Arrhenius方法和Ingraham-Marrier(I-M)方法计算的重质油的氧化反应活化能(LTO,26.19—26.45 kJ/mol和HTO,150.45—157.11 kJ/mol)均高于轻质油的活化能(LTO,12.33—13.75 kJ/mol和HTO,107.31—122.31 kJ/mol),表明轻质油更容易和氧气发生氧化反应。这表明,相比稠油油藏注空气,轻质油藏注空气技术更容易实现较好的驱油效果。

重质原油电脱盐影响因素分析及操作条件优化研究

针对重质原油密度高、粘度大、胶质和沥青质含量高、盐含量大等特点,利用"瓶试法"评选出高效破乳剂,对原油电脱盐影响因素进行分析,运用正交试验法优化操作条件。实验结果表明,在破乳剂用量80μg/g、注水量12%(w)、混合时间5min、温度145℃、电场强度1 000V/cm、停留时间90min、三级电脱盐的操作条件下,得到的原油含盐量≤3mg/L、含水量≤0.3%(w)符合目前行业标准的技术要求。

重质原油和轻质原油水溶性组分对紫贻贝(Mytilus edulis)毒理效应的研究

近年来,海洋石油开采与运输泄漏、石油及产品离岸排放等事故逐年增多,对近海海域生态环境产生了巨大破坏。为探究重质原油和轻质原油对紫贻贝(Mytilus edulis)毒理效应,测定了不同浓度重质原油和轻质原油暴露下紫贻贝鳃和外套膜中过氧化氢酶(CAT)和超氧化物歧化酶(SOD)的活性及体内石油烃的含量变化。结果显示,石油污染暴露下,紫贻贝腮和外套膜中CAT和SOD活性变化明显,与暴露浓度和暴露时间有关。CAT活性在轻质原油组随着浓度的增大,呈现下降趋势,且随着暴露时间的延长呈现先下降后上升趋势;在重质原油暴露组,随着浓度的增大,呈现先上升后下降趋势,且随着暴露时间的延长呈现先下降后上升趋势。SOD活性在轻质原油与重质原油暴露组,随着浓度的增大,呈现下降趋势,且随着暴露时间的延长呈现上升趋势并存在一定的剂量-效应关系。重质原油和轻质原油暴露168 h后紫贻贝体内总石油烃含量呈线性递增,生物富集系数(BCF)随着暴露浓度的增加不断减小并最终趋于平稳。结果表明,以紫贻贝腮和外套膜中SOD和CAT活性作为石油烃污染的生物标志物具有一定应用前景,紫贻贝对原油溶液中石油烃的生物富集作用可用来判断污染原油的来源和性质。

重质原油二元复合驱采出水乳化机理及分离特性研究

针对重质原油聚合物/表面活性剂(SP)二元复合驱采出水难破乳的问题,评选了几十种破乳剂,其中破乳剂ZY-02效果显著。论文考察了新近开发的聚合物、表面活性剂及助表面活性剂对重质原油复合驱采出水稳定性的影响,并探究了破乳剂浓度等条件对重质原油复合驱采出水破乳的影响。实验表明:聚合物浓度较低时有利于原油采出水的破乳,而高浓度聚合物则会对原油采出水乳液的稳定性起到显著的增强作用。表面活性剂与聚合物相互作用以及助表面活性剂的加入都增强了原油采出水的稳定性。

两级臭氧深度催化氧化高酸重质原油废水的研究

针对高酸重质原油废水的特点,提出了两级臭氧深度催化氧化的处理工艺。采用自主研发的催化剂和设计的试验装置对某炼油企业高酸重质原油废水的MBR出水进行了处理,并对影响因素进行了研究。结果表明,在最佳运行条件下,经该工艺处理后的出水COD和氨氮均达到《城市污水再生利用工业用水水质》(GB/T 19923—2005)中的敞开式循环冷却水系统补充水的标准要求。试验结束后,对催化剂进行表征,未现失活现象,表明催化剂性能稳定。

发展我国重质原油加工技术的建议

分析了我国重质原油加工的任务以及存在的问题。对发展我国重质原油加工技术提出了一些建议,诸如将稠油等重质原油在油田附近进行加氢制成合成原油;将重溶剂脱沥青与固定床加氢相结合;以及研究生产燃料电池燃料的重质原油加工流程。

对重质原油注二氧化碳减粘的研究

用 RUSKA 落球式高压粘度计,测定了一种重质原油在不同温度和不同二氧化碳注气压力下的粘度变化,并建立了描述粘度随温度和二氧化碳注气压力变化的经验关联式。

欢喜岭原油与俄罗斯重质原油混炼生产重交通道路沥青

通过对欢喜岭原油与俄罗斯重质原油的性质进行分析,以及对这二种不同混兑比例原油的直馏沥青的性质进行评价和分析,确定了混炼生产重交通道路沥青时,欢喜岭原油与俄罗斯重质原油较好的混兑比例为2∶1,在馏出温度分别为410℃和425℃时,生产的AH110、AH90重交通道路沥青达到GB/T15180—2000标准的技术要求。

一种新的塔河重质原油炼制工艺

介绍了洛阳分公司根据炼油厂现有装置的构成和塔河重质原油的性质,采用减粘裂化装置直接加工塔河重质原油的情况,如工艺流程、工艺条件、产品分布和产品性质等,采用该工艺除得半成品轻油外,还可以得到合格的燃料油。

高氮高酸重质原油加工工艺的开发

针对辽河原油为代表的高氮、高酸重质原油的特点 ,提出了以溶剂脱氮工艺为核心的延迟焦化 溶剂脱氮 催化裂化 (或加氢裂化 )组合加工工艺 ,开发了用高氮减压渣油为催化裂化 ,尤其是加氢裂化装置提供优质原料的新工艺。溶剂脱氮工艺 ,可将焦化馏分油中绝大部分裂化性能优良的饱和烃保留在脱氮油中 ,氮脱除率达 85%以上 ,脱氮油质量优于直馏馏分油 ;富含芳烃的抽出油 ,既可返回焦化装置加工提高焦炭质量 ,亦可用来生产高附加值化工产品。与传统加工工艺相比 ,该组合工艺装置投资少、流程简单、加工费用低 ,有效解决了高氮、高酸重质原油加工过程中所遇到的难题。该工艺已实现工业化。渣油预处理工艺具有很强的脱氮、脱重金属和脱残炭能力 ,与催化裂化工艺组合也是加工高氮、高酸重质原油行之有效的工艺路线之一。

塔河油田重质原油外输方案比选

塔河油田所产原油大部分需利用南疆铁路输送至内地进行加工,随着油田原油产量的增加,原油外运出疆面临着南疆铁路运力紧张的局面。在对油田产能建设、原油市场变化调研的基础上,对借用中国石油管道输送、自建管道及利用铁路外运三种外运出疆方案进行了比选。结果表明,由于油品性质的差异和外输规模的不确定性,塔河原油不具备借用中国石油管道输送和自建出疆管道的条件,继续利用铁路外运是塔河原油出疆比较现实的方式。该比选成果对塔河油田的地面工程建设具有指导意义。

塔河重质原油的加工工艺

塔河原油属重质含硫中间基原油,其镍和钒含量分别为20 μg/g及88.5 μg/g,残炭高达11.53％,其常压渣油不宜作为催化裂化原料。工业试验采用了原油常压闪蒸-延迟焦化-加氢精制流程。考察了原油电脱盐及防止延迟焦化加热炉炉管结焦的措施。一年多的工业运行表明该流程可行。

H_2S在重质原油中的溶解特性研究

塔河油田12区原油属高含硫、高黏度、高凝点的特超稠油,在生产集输和运输环节,溶解在稠油中的H2S不断析出,会带来严重的安全隐患。以塔河12区稠油中H2S的溶解特性为研究对象,研制了稠油中H2S溶解度测试装置,实验分析了温度、压力、含水及油品物性对稠油中H2S含量的影响,结果表明稠油中的H2S溶解度随温度的升高,压力的降低和含水的减少而减少,同时随原油密度减小而减小。实验结果可为重质原油H2S的脱除工艺提供技术支持,为集输系统H2S的安全运行提供指导。

新疆塔河重质原油及其乳状液不同温度和压力下的粘度

自行设计并制造了高温高压落球法液体粘度测定仪,简介了主要构件,用乙二醇、丙二醇、丙三醇等校准,粘度测定值的相对误差小于1%。在温度分别为40℃、50℃、60℃、70℃、80℃,流体静压力分别为0.1、1、5、10、15、20MPa,含水率分别为0%、10%、20%、30%、50%、70%、90%的条件下,测定了新疆塔河油田高粘重质原油(含蜡4.14%,密度0.9586g/cm3)及其水乳状液的粘度,共计得到了210个粘度数据并列表给出。粘度随温度升高而降低,符合一段规律。在每一含水率和温度下,粘度随流体静压力升高而增大,增幅随温度升高而减小。在每一流体静压力下,粘度～含水率曲线通过峰值,峰值位于含水率20%处,峰高随温度升高而减小,含水率超过20%后原油乳状液由油包水型转变为水包油型。给出了4组粘度～温度和粘度～含水率曲线作为示例。典型粘度数据:781.4mPa·s(含水0%,50℃,0.1MPa);1406mPa·s(含水0%,50℃,20MPa);431.5mPa·s(含水30%,50℃,0.1MPa)。图5表1参2。

高硫重质原油加工路线研究

以索鲁士原油作为高硫重质原油代表油种,采用不同重油加工技术组合工艺路线,分别实现生产油品和化工品方案,对比不同方案的产品结构并进行经济效益分析。结果表明:在低油价情景下,相同的重油加工方案对应的化工品方案高于生产油品方案的效益,在高油价情景下,化工品方案更高的装置投资和操作费用将导致总体效益明显下降。在本研究各方案中,浆态床渣油加氢+催化裂解路线生产化工品方案的盈利能力最为突出,通过提升渣油转化能力并改善催化裂解进料性质,同时增产低碳烯烃和芳烃产品,是能够帮助企业实现化工转型升级的有效技术路线。

塔河油田重质原油防蜡剂的制备及评价

实验合成2种性能良好的防蜡剂SK-1、SK-2,并在室内对其进行防蜡效果评价。实验证明合成的2种防蜡剂对塔河油田稠油具有高效防蜡效果,在加入200mg/kg防蜡剂SK-1时防蜡率可以达到55%以上,SK-2添加量为200mg/kg时防蜡率可达63%以上。