原油胶体体系相容性研究进展
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我国油田化学品发展现状及研究进展摘要随着我国石油工业的发展,油田化学品工业正迅速发展成为一门新兴精细化工行业,它横跨石油、化工两大部门,涉及到油田地质、流体力学、胶体化学、高分子化学、界面活性剂化学等多种科学。
近年来,油田化学品用量愈来愈大,国外发达国家以每年10%的增长率迅速发展。
据统计,1993年世界油田化学品耗用量超过1430万t,产值112亿美元,仅以美国为例品种已达2323种之多。
我国1992年油田化学品总耗量为35万t,品种300多种,产品销售额估计在20亿人民币左右。
从钻井用化学剂,采油用化学剂提高采收率化学剂油气集输和水处理化学剂,油气田开采废弃物处理剂等方面对国内近期油田化学品开发与应用情况进行了介绍,指出了目前油田化学品研究应用和开发方面存在的问题,并对油田化学品未来研究与发展进行了展望认为可生物降解的天然改性产物及类天然产物结构的聚合物开发,通过分子修饰改善原有聚合物或天然改性产品的性能是未来油田化学品的研究方向发展方向;未来油田化学品的发展应该以构建和谐社会为主体,同时兼顾经济效益和环保两个方面,全面促进社会发展。
本文阐述了油田化学品的基本知识,介绍了国内各种化学品在油田中的应用实例。
重点论述了油田化学品的发展现状及研究进展。
关键词: 油田化学品开发现状及发展研究进展环保经济效益目录第1章概述 (1)1.油田化学品种类与概况 (1)第2章我国油田化学品的发展现状 (2)2.1我国油田化学品的现状 (2)2.2我国油田化学品的发展 (3)2.2.1 钻井用化学品 (3)2.2.2 采油用化学品 (3)2.2.3 其它油田化学产品 (4)第3章我国油田化学品的研究进展 (5)3.1以木质素为原料合成油田化学品的研究进展 (5)3.1.1钻井固井用化学品 (5)3.1.2采油用化学品 (7)3.1.3油田水处理用化学品 (8)第4章油田化学品展望 (8)4.1 钻井方面 (9)4.2 采油方面 (9)4.3 提高采收率方面 (10)4.3.1聚合物 (10)4.3.2表面活性剂 (10)4.4 废弃物处理、达标排放 (11)第5章结语 (11)第1章概述1.油田化学品种类与概况随着我国石油化学工业的发展,油田化学品正在迅速成为一门新兴的精细化工行业。
原油相容性的测定及与其性质相关性的研究王小伟;田松柏;王京;李虎【摘要】原油混合时不相容会给加工过程带来不良影响,为弄清原油相容性与性质的关系,测定了不同原油的相容性参数并与原油性质进行关联分析.结果表明:光学检测法可以测定不同类型原油的初始絮凝点,进而计算出原油的相容性参数;两种原油混合时相容性参数呈线性变化,并且原油的混合溶解性参数SBN越大,与其它原油掺混时相容性越好;将原油的密度、特性因数K、胶质和沥青质含量与相容性参数进行关联,所得关系式能用于相容性参数的计算,计算结果与实测值的偏差较小.【期刊名称】《石油炼制与化工》【年(卷),期】2015(046)003【总页数】5页(P79-83)【关键词】原油;相容性;相关性;絮凝点;胶质;沥青质【作者】王小伟;田松柏;王京;李虎【作者单位】中国石化石油化工科学研究院,北京100083;中国石化石油化工科学研究院,北京100083;中国石化石油化工科学研究院,北京100083;中国石化石油化工科学研究院,北京100083【正文语种】中文在原油加工过程中,由于所加工的原油种类较多且经常变化,炼油厂必须采用混炼的方式提高装置运行效率,由此增加了出现原油不相容现象的风险。
不同原油的组成和性质存在差别,在混合时不相容会引起体系中沥青质絮凝,从而引起预热换热设备结垢、管式加热炉炉管结焦,并会使催化剂寿命缩短,造成生产效率降低,导致重大的经济损失[1-3]。
沥青质在原油中能否均匀分散主要取决于原油中的油分对沥青质的溶解能力,当油分的溶解能力较差时,沥青质就会从原油中絮凝析出,发生不相容现象。
为解决这一问题,Wiehe等[4-7]根据沥青质初始絮凝点实验,结合一定的理论假设提出了原油相容性参数模型,用于判断原油中沥青质的分散状态。
把原油看成沥青质和除沥青质之外的油分,采用不同比例的芳香烃溶解原油,用正构烷烃滴定并测定初始絮凝点,将原油中沥青质的絮凝特性和油分的溶解能力量化,并分别用不溶性参数IN表示沥青质的絮凝能力,用混合溶解性参数SBN表示油分的溶解能力。
原油破乳剂的研究进展肖稳发Ξ(上海工程技术大学化学化工学院,上海200065)摘 要:论述了原油破乳剂研究的新进展,包括破乳机理、复配破乳剂、稠油破乳剂、新型破乳剂、反相破乳剂、低温破乳剂。
原油破乳剂未来的发展方向是原油的脱水温度将在25~35℃或更低的温度、高效低耗、一剂多用的高效破乳剂。
关键词:原油;破乳剂;破乳机理R esearch Progress in Demulsif ier for Crude OilX IA O Wen 2f a(School of Chemistry &Chemical Technology ,Shanghai University of Engineering Science ,Shanghai 200065,China )Abstract :The research trends of demulsifier for crude oil are discussed includin g demulsification mechanism ,built demulsifier ,demulsifier for highly viscous crude oil ,new demulsifiers ,reversed demulsifier and low tem perature demelsifi 2er.The demelsifiers serving many purposes with high effect and less dosage or with dehydration temperature at 25~35℃or more lower are the development trends.K ey w ords :crude oil ;demelsifier ;demulsification mechanism 破乳剂的研究和应用已经有80多年的历史了。
试验研究李景岩:胶体态聚合物在油田配制站直接溶解的可行性研究胶体态聚合物在油田配制站直接溶解的可行性研究李景岩大庆油田有限责任公司摘要:为降低聚合物驱药剂成本,对油田直接应用胶体态聚合物代替聚丙烯酰胺干粉进行了探究。
在已建小型配制站开展胶体态聚合物在油田配制站直接溶解的现场试验,室内及现场试验表明:当胶态聚合物经切割后粒径控制在3mm 以下时,溶解效果较好;配套采取喷淋、数控称重、优化工艺布局等措施,可以用胶态聚合物配制出合格溶液,从而降低药剂成本。
关键词:聚合物胶体;溶解;氨气吸收;胶体粒径Feasibility Study on Direct Dissolution of Colloidal Polymer in Oil Field Preparation Station LI JingyanDaqing Oilfield Co.,Ltd.Abstract:In order to reduce the cost of polymer flooding agent,the direct application of colloidal polymer instead of polyacrylamide dry powder in oil field is studied.Field experiment of direct dissolu-tion of colloidal polymer in oil field preparation station is carried out in a small size preparation station.The results of laboratory and field tests show that when the particle size of colloidal polymer is controlled below 3mm after cutting,the dissolution effect is better.Spraying,numerical control weighing,opti-mization of process layout and other measures are adopted to prepare a qualified solution by colloidal polymer,which can reduce the cost of reagents.Keywords:polymer colloid;dissolution;ammonia gas absorption;colloid particle sizeDOI:10.3969/j.issn.1006-6896.2021.05.004为了便于聚合物溶解,油田驱油采用干粉态聚丙烯酰胺,但从聚合物胶体加工成为干粉需要干燥蒸发近60%的水分,这一过程会产生巨大能耗,增加生产成本[1-6],并限制了产能。
收稿日期:2010 03 04基金项目:国家重点基础研究发展规划 973 项目(2009CB219900)资助 通讯联系人:王小伟,T el:010 ********;E mail:wangxw.s hky@sin op 文章编号:1001 8719(2010)05 0706 06混合原油的相容性王小伟,田松柏,王 京(中国石化石油化工科学研究院,北京100083)摘要:为探讨混合原油相容性规律,将3种不同基属的原油,新疆塔河(T ahe)原油、委内瑞拉波斯坎(Bo scan)原油、哈萨克斯坦库姆克尔(K umkol)原油进行混合,采用显微镜观察混合原油的相容性,并根据稳定性参数I N 、S BN 考察混合原油的相容性变化规律。
结果表明,将石蜡基的库姆克尔原油分别掺入塔河原油和波斯坎原油的体积分数为60%和85%时,出现不相容现象。
根据所测原油和混合原油的稳定性参数I N 和S BN 可知,随着轻质石蜡基的库姆克尔原油掺入塔河原油或波斯坎原油比例的增大,混合原油对沥青质的溶解能力逐渐下降,最终导致不相容现象发生。
从原油组成来分析,两性质差异较大的原油混合时,体系中饱和烃含量增多、芳香烃和胶质含量减少是致使沥青质絮凝的原因,而沥青质的n (H)/n (C)低、芳碳率(f A )高是混合体系更易絮凝的重要原因。
关 键 词:原油;沥青质;絮凝;相容性;稳定性中图分类号:T E622 文献标识码:A doi:10.3969/j.issn.1001 8719.2010.05.008COMPATIBILITY OF BLENDING CRUDE OILSWANG Xiaow ei,T IAN Songbai,WAN G Jing(Re se arch I nstitute of P etrole um P rocessing ,S IN OP EC,Be ij ing 100083,China)Abstract:In or der to elucidate the com patibility o f blending crude oil,three different o il base cr udeoils,T ahe crude oil,Boscan crude oil and Kumkol crude oil w ere blended,and their compatibilities w ere tested by m icrosco pe,the stability degr ee of the blended cr ude o il was represented by stability parameters o f inso lubility num ber (I N )and so lubility blending number (S BN ).When the vo lum e fraction of Kumkol crude oil blended w ith T ahe crude o il and Boscan crude oil w as 60%,85%,respectively,the incompatibility happened.It w as show ed by determining the I N ,S BN of the cr ude oil and the blended crude oils that the S BN decreased with the addition o f Kum kol crude oil in Tahe and Boscan crude oil,w hich led to inco mpatibility.The compositional differences among these three crude o ils were significant.Asphaltene flocculatio n w ould happen w ith the increase of saturates and the decrease of aro matics and r esins in the blended crude oil.Also,asphaltene w as mo re likely to flo cculation because of low er n (H )/n (C)and m ore arom aticity(f A ).Key words:crude oil;asphaltene;flo cculation;compatibility;stability 通常认为石油是胶体分散体系,其分散相是以沥青质为核心,以附于它的胶质为溶剂化层而构成的胶束,其分散介质则主要由油分和部分胶质组成[1]。
摘要随着CO2驱油技术在原油开采方面越来越多的应用,CO2势必会对原油体系的有效粘度产生影响。
而开采出的油水体系通常是由乳状液和游离水共同组成的混合体系,目前针对这类混合体系的研究手段和成果还比较稀缺,因此研究溶CO2原油及油水混合体系的有效粘度并开发出一套装置很有必要。
本文首先根据搅拌测粘原理,自主研发了溶气原油乳化-测粘一体化装置,然后基于此装置设计实验方案,在不同条件下将CO2溶于稠油,并辅以N2溶于稠油后的降粘效果,分析CO2对原油有效粘度的影响;再结合分水率测量装置和Tracker-H界面流变仪研究了CO2对原油乳化效果的影响,并进而分析了不同溶气压力、温度、平均剪切率及水相体积分数下溶CO2油水混合体系的有效粘度。
饱和溶CO2原油的有效粘度测量结果表明,溶CO2稠油体系的有效粘度随着溶气压力的升高呈指数方式降低;CO2溶解到稠油中后,会导致稠油中的沥青质析出,形成悬浮固态沥青质颗粒,从而使溶CO2稠油体系表现出剪切稀释的特性;在同等溶气压力下,CO2的降粘率随着温度降低而增大,而N2的降粘率随着温度降低而减小。
乳化特性研究结果表明,随着溶气压力和水相体积分数的升高,体系稳定性降低;界面性质实验表明,液滴界面膜的弹性模量越大,体系的稳定性越高。
混合体系在适当搅拌的情况下可以保持均质性,因此实验中将处于一定转速下的溶CO2油水体系作为均匀混合体系进行分析。
饱和溶CO2油水混合体系的有效粘度结果表明,随着溶气压力、温度和平均剪切率的升高以及水相体积分数的降低,混合体系的有效粘度降低。
对于达混混合体系,当溶气压力达到4 MPa时,混合体系的有效粘度即有较大改观,压力达到4 MPa及以上时,温度升高对混合体系的有效粘度影响效果减小;当压力小于等于4 MPa时,水相体积分数较高的体系的有效粘度对温度的敏感性更强;随着平均剪切速率的升高,达混混合体系的有效曲线逐渐变得平缓;当水相体积分数大于等于0.4时,混合体系有效粘度随着水相体积分数的升高有较大增幅。
石油胶体分散体系理论及其在工业中的应用根据传统,石油原料加工过程的工艺计算和实际的操作,是基于将原油和渣油视为分子溶液的概念,而不是将它看作分散体系,并假定原油组分仅与溶夜的性质有关,至于分散相结构基元的大小则不影响传质和传热过程,因而也就不影响加工结果[1]。
自1924年以来,人们不断发觉和证明了石油分散体系的胶体溶液的行为特征[2,3],进一步熟悉到,沥青质所以成为原油中最难加工的组分是因其形成了胶体颗粒,由于它的极性和复杂的结构,使它在原油的开采和加工的过程中有絮凝和沉淀的趋势[4],因而对石油分散体系状态重新熟悉,并将其考虑进石油加工和开采过程,对于提高石油的开采率、利用率及改善石油产品的分布和质量具有特殊重要的意义。
现有的石油分散体系认为,可通过转变外界条件(温度、超声波、添加剂等)来调整体系的状态,转变其传质、传热特性,并把体系处于最有利于加工的状态称为活化状态。
在催化裂化工艺中通过往催化裂化原料中加入添加剂,使其处于活化状态,取得了提高轻质油收率,降低焦炭产率的良好效果。
1石油分散体系的胶体特征1.1分散相的外形和大小胶体化学中把分散相颗粒大小在1~100nm范围内的分散体系称为胶体。
胶体可以是多分散的也可以是单分散的,这主要取决于胶体的制备方法[5]。
Herzog等人[6]采用小角度X散射研究了苯中的沥青质,认为这样的分散体系是以0.34nm厚,1.3~80nm为半径的盘状聚集体为分散相的多分散体系。
ShenEY[3]等人通过SANS研究了甲苯中的沥青质,并提出了一种考虑多分散性的数学处理方法对数据进行处理,得出沥青质是以平均半径为4.5nm左右的球形聚集形式存在的,沥青质-苯分散体系是一种多分散体系。
1.2沥青质分散体系的光学性质光散射是胶体的一种重要的光学性质,胶体光散射的出现是由于胶体质点的存在,造成介质的光学不匀称性(即胶体质点和分散介质的折光指数不同)以及分子热运动引起的折光指数的局部涨落引起的,而前者为主要因素[5]。