含蜡原油降凝减阻输送工艺

【摘要】含蜡原油的热处理，是将原油加热到某一温度，使原油中的蜡晶完全溶解，此后在一定降温速率和剪切条件下降温。通过这一处理过程，可以改善蜡晶的形态和结构，从而改善原油在析蜡点、...

摘要：我国所产原油80%以上为凝固点较高的含蜡原油和粘稠的重质原油，其节能、安全、并提高管道运输的经济社惠效益一直是我国油气储运界面临的主要技术难题。文章介绍了国内外对含蜡粘性原油输送工艺的研究，并介绍了近年来对于含蜡原油输送的新型研究成果。

关键词：含蜡原油降凝减阻输送工艺新方法

含蜡原油管道输送的主要矛盾是其较高的凝点，由于凝点以上、特别是反常点以上温度下含蜡原油的粘度一般不太高，故降粘一般是含蜡原油安全输送的次要矛盾。因此，含蜡原油降凝的重点是针对原油中的蜡，例如通过化学、物理的方法改变已析出的蜡晶的形态，使其不易联结成结构，或削弱已形成结构的强度，其结构往往是不仅降低凝点，反常点温度下的粘度也显著下降。经过几十年的研究试验，探索出了很多有效降凝减阻、利于输送的方法。然而，随着国内外原油的不断开采，原油的组成越来越复杂多样化，现有的方法对于某些含蜡原油的降凝减阻效果以及经济性较差，因此，近些年国内外的储运科技工作者们根据最新的科学技术，将其应用到管道运输上，又研发了一些新的降凝减阻、节能降耗的方法。

1.含蜡原油常规输送工艺

1.1 热处理输送

含蜡原油的热处理，是将原油加热到某一温度，使原油中的蜡晶完全溶解，此后在一定降温速率和剪切条件下降温。通过这一处理过程，可以改善蜡晶的形态和结构，从而改善原油在析蜡点、特别是反常点以下的流动性。我国采取该工艺获得效益的管道一般是输量远低于设计输量的管道，如克拉玛依―独山子、克拉玛依―乌鲁木齐、濮阳- 临邑和马岭―惠安保―中宁等输油管道，实现了特定温度下的常温输送。目前，我国油田大部分原油集输干线均仍在使用这种输送工艺。

1.2 降凝剂改性输送

含蜡原油降凝剂是高分子聚合物，作用机理是降低蜡晶结构形成的温度、削弱已形成的蜡晶结构的强度，从而降低原油凝点，而且可以显著降低析蜡点温度以下时原油的粘度。在析蜡点温度以下，温度越低，降粘效果越显著。对于长距离输油管道，由于地温流动性的增强，其允许的进站温度会降低，因而使管道输送的热站间距增长。

我国在20世纪90年代开展了原油降凝剂、减阻剂的合成、筛选与应用研究，并且进行了工业性应用试验，取得很好的减阻和增输的效果。现在我国国内的大部分原油长输管线均采用或部分线路采用这种化学工艺，不仅解决了管道低输量下的安全运行问题，而且带来了巨大的经济效益。但这些化学助剂价格较高，常年注入带来了原油输送成本的提高的结果。

1.3低粘液环输送

低粘液环输送，是指高含蜡原油在管道中心流动，水或稀的高聚物水溶液在油周围流动。油流与管壁之间形成低粘液环，把高含蜡原油与管壁隔开。由于管壁附近的高剪切区为低粘相占据，所以流动摩阻比单独输送原油时降低很多。甚至可以实现低于凝固点的原油的输送，并且输送时原油不与管壁接触，还可以防止结蜡。

国外的壳牌石油公司还在中途岛Sunset油田把这项新技术付诸了实施，证明了低粘液环输送高粘原油在理论上是可行的，在实际应用上也是大有前途的，别是对高粘、高凝原油的中短距离常温输送，更具有良好的经济性。在我国，针对大庆、辽河和胜利油田等粘稠原油，正在试验研究这种输送工艺，但由于存在许多技术难点，至今仍处于研究阶段。

1.4天然气饱和输送

天然气饱和输送是油田在较高的压力下进行油气分离，使一部分天然气溶解于原油中，从而降低原油的粘度和凝点，减小管道摩阻。这种输送工艺在前苏联研究和应用较多。实践表明，当管道通过多年冻土带或沼泽地时，由于不能对原油进行加热，采用这种方法输送含蜡粘性原油是比较适宜的。

2新型输送方法

2.1 液体弹性波输送

液体弹性波输送工艺技术的研发，是从人体脉搏波传输血液的高效和和谐的原理及有关科学理论得到的借鉴和启发。这是仿生学的原理。仿生学是一门新兴的学科，目前国内外都非常关注和重视，仿生学界面减阻技术在管流输运中正在得到研究应用，充分利用跨学科相关技术的成果和经验，符合“学科渗透、综合治理”的技术路线。液体弹性波工艺属于物理处理输送工艺，它同时具有剪切处理和压力处理的工艺技术特点。在含蜡原油输送管道中应用时，将能起到降凝、降粘、防蜡、防垢及解堵的作用。

采用仿生学原理及理论，研究和开发界面减阻技术，在石油工业油气集输及原油输送专业技术领域，是21世纪研究的方向和关键技术之一。

2.2 微波加热输送

微波加热不同于传统的加热方式，可以避免传统加热方式的不足，不需要由表及里的热传导，而是通过微波在介质内部的能量耗散来直接加热物料。微波加热较之传统加热方法具有独特的优势，如选择性加热物料，升温速率快，热效率高，加热均匀，易于控制等。随着微波设备的性能和可靠性的提高，特别是磁控管可靠性的提高，微波加热技术已被成功用于分析化学、有机合成、无机陶瓷、食品加工、炼油、冶金、环保等领域，在石油工业领域中的应用是一个有发展潜力的新兴课题。

2.3 纳米技术输送

高性能含蜡原油纳米材料改性剂的制备和高效率低耗能的原油处理工艺，是改善含蜡原油低温流动性并实现其安全、高效、节能输送工艺新技术的两大关键技术，为此，针对大庆原油开展了技术攻关。2010年5月，在秦京线迁安―宝坻工业管道、宝坻―宝坻中试环道进行了纳米材料改性含蜡原油的现场应用试验，在迁安站注入纳米材料改性剂，经丰润站、宝坻站后，将部分含有纳米材料的管输原油引进中国石油管道科技研究中心宝坻环道试验站。试验结果表明，纳米材料改性剂对原油中的石蜡结晶体系具有良好的感受性，可以显著改善含蜡原油的低温流动性能。

大庆原油经纳米材料改性剂处理后，其低温流动性能得到很大提高，且动、静态稳定时效性非常好，可大大延长管道安全停输再启动的时间，并可实现含蜡原油的冷投、降温或常温输送。在含蜡原油管道中使用纳米材料改性剂，改善原油的低温流动性，有利于实现长距离原油管道、海上管道、油田集输管道的间歇输送、降温输送和常温输送，可有效降低管输运行成本，提高管道的输送安全性,具有很好的应用前景。

3小结

（1）随着对降凝剂研究技术的趋于成熟，在今后一段时间内，降凝剂改性输送技术仍将是含蜡原油节能、安全输送的主导性技术。

（2）针对我国原油物性和流变特性，采用不同的物理化学方法对原油进行改性，尽快建立和发展具有我国特色的输送工艺技术体系始终是石油储运科技工作者的首要任务。

参考文献

（1）赵文德，高含蜡原油的长距离管道输送，中国高新技术企业，2009年第13期

（2）杨筱蘅，输油管道设计与管理，中国石油大学出版社，2006年5月

（3）何伟、戴静君，微波加热技术在原油管道输送中的应用研究，北京石油化工学院学报，2009年6月第17卷第2期

（4）张冬敏、阳明书等，纳米技术在含蜡原油管道输送中的应用，油气储运，2010年第29卷第7期

（5）李传宪，原油流变学，中国石油大学出版社，2006年11月

（6）张龙、李德强、桑成程，国内外油品输送工艺及发展趋势，内蒙古石油化工，2010年第24期