采用泰勒分散法测量蜡分子扩散系数

蜡分子扩散系数是蜡沉积预测模型中非常重要的物性参数。为测量蜡分子(高碳数正构烷烃)在液相体系中的分子扩散系数,建立了基于泰勒分散法的扩散系数测量装置,并对装置操作注意事项进行了详细探讨。采用该装置测量了丙酮水溶液、n-C6+n-C7溶液以及甲醇水溶液中溶质在溶剂中的分子扩散系数,以文献值对测量值进行校验,验证了装置的可靠性。分别以n-C18、n-C20、n-C22、n-C24、n-C26为溶质,以n-C7为溶剂,在不同温度、浓度下测量蜡分子在液相体系中的分子扩散系数,并将实验测量值与Hayduck-Minhas关系式计算值进行比较。结果表明:蜡分子扩散系数随温度升高而线性增大,随溶液中蜡分子摩尔分数的增大而以指数形式减小;在相同条件下,高碳数正构烷烃的分子扩散系数低于低碳数正构烷烃的分子扩散系数。采用Hayduck-Minhas关系式的计算结果比实验测量结果平均小50%,应用于蜡沉积预测时,将低估蜡分子扩散质量流。

多孔滤膜抽滤法测定原油沥青质含量

对测定原油沥青质含量的3种分离方法(离心法、抽滤法、过滤法)进行对比,观察到抽滤法在安全健康、效率及重复性等方面具有明显优势。采用激光纳米粒度分析仪对3种分离方法的残液进行了粒度分析,结果表明,过滤法将导致较多的沥青质颗粒的损失,造成测量结果偏小。在此基础上,对抽滤法测试流程中涉及的剂油比、样品静置时间、取样量等影响因素进行优选,确定出适宜剂油比为40 mL/g、静置时间30 min、取样质量1.0g。与SY/T 7550—2004标准方法相比,采用多孔滤膜抽滤法测定原油沥青质含量,推荐的参数合理,测试精度较高。

管道蜡沉积模型中扩散系数的研究

分子扩散是管道蜡沉积的主要驱动力,蜡分子的径向扩散质量流(J=D?(dC/dr))决定了蜡沉积层增长速率,其中关键参数为蜡分子在原油中的扩散系数D。原油为多组分复杂混合物,扩散过程复杂,不利于定量研究。从简单的二元烷烃体系入手,研发了Taylor分散法测试装置,并总结了国内外学者的理论和实验研究,针对n-C18+n-C7体系进行比较分析,为深入研究多元蜡分子扩散现象提供了基础。

Gauss-Newton法在多元泰勒分散法实验中的应用

在采用泰勒分散法测量多元体系溶液的分子扩散系数的实验中,实验过程的数理模型包含多个待求参数,且需从多条符合同一个方程的实验曲线中提取出所需的实验结果。这是一个多曲线多参数的非线性拟合问题。基于最小二乘法建立了求解模型,采用Gauss-Newton法对模型中的参数进行不断逼近。通过2组(每组有5条曲线)由计算机生成的虚拟曲线对基于Gauss-Newton法的Matlab程序进行检验,结果表明:在所得的8个分子扩散系数中,Gauss-Newton法处理结果与真实值的平均相对偏差为3.18%,最大相对偏差为8.67%。