原油降凝剂
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《管输原油降凝剂技术条件及输送工艺规范》(征求意见稿)编制说明一、任务来源及工作简要过程1、任务来源本标准根据《国家能源局关于下达2014年第一批能源领域行业标准制(修)订计划的通知》(国能科技〔2014〕298号)要求,对SY/T 5767-2005《管输原油降凝剂技术条件及输送工艺规范》进行修订,项目计划编号能源20140030。
由中国石油天然气股份有限公司管道分公司负责,中国石油化工股份有限公司管道储运分公司、陕西延长石油(集团)有限责任公司管道公司和中国石油天然气股份有限公司西部管道公司等单位参与。
2、工作简要过程根据《关于印发2013 年石油天然气国家标准和行业标准复审项目计划的通知》(油标委字〔2013〕11 号)要求,石油工业油气储运专业标准化技术委员会(油气储运专标委)于2013年6月8日在北京组织召开了关于1项国家标准和9项行业标准的复审会,SY/T 5767-2005《管输原油降凝剂技术条件及输送工艺规范》是其中之一。
在复审会上,专家一致认为降凝剂作为保障含蜡原油在管道中安全流动的一种重要手段,已广泛应用于国内外多条原油管道上,SY/T 5767-2005《管输原油降凝剂技术条件及输送工艺规范》为推动这项技术的应用和普及发挥了重要作用,其自身也随着技术的成熟在不断修订和完善中。
从上一次修订(2005年)至今,又有部分研究成果在应用中得到进一步检验和确认,达到可以纳入标准或对标准相关条款进行修订的要求,因此有必要对该标准进行再次修订。
随之由中国石油管道科技研究中心成立标准起草工作组,负责标准的修订工作。
根据标准复审会专家意见和起草工作组确定的修订目标,此次本标准修订的重点是:根据近年室内实验研究和现场应用成果,对原标准中有关“应尽量避免或减少加剂原油重复加热”的规劝性要求进行适当放宽和细化,代之以在相关条款中增加“应根据实验评价结果,最大限度地利用现场工艺的调整余地选择合适的中间加热站和加热温度来保证输送的安全性”等相关叙述,从而使标准执行者可以根据现场情况,在保证输送安全的前提下更灵活地选择和使用加剂工艺,进一步拓宽加剂工艺的应用范围。
Value Engineering0引言我国除新疆克拉玛依和青海冷湖原油外,多数原油含蜡量较多,凝点较高。
含蜡原油在低温下容易析出蜡晶,随着温度的降低,蜡晶数量增多并长大聚集,形成三维网状的蜡膏状物质而使原油失去流动性,给原油的开采和输送带来困难。
通过在原油中加入高分子降凝剂,避免了蜡晶间粘结形成三维网状结构,达到降凝、减粘及改善低温流动性的目的[1]。
本文综述原油降凝剂的产生、分类及研究现状,并对未来原油降凝剂的发展趋势进行评述。
1原油降凝剂的产生1931年,Davis 利用氯化石蜡和萘经过缩合反应,合成了最早的烷基萘降凝剂,目前该降凝剂仍是主要降凝剂品种之一,但由于该降凝剂颜色较深,呈深褐色,对中质和重质润滑油的降凝效果好,因此不宜用于浅色油品,多用于内燃机油、齿轮油和全损耗油中。
30年代末相继出现了商品名为Santopour 的降凝剂(它是氯化石蜡和酚的缩合物)、聚甲基丙烯酸酯降凝剂以及聚异丁烯降凝剂。
国内对降凝剂的研究不但起步较晚,而且大部分是对润滑油降凝剂的研究,从20世纪60年代后才开始从事原油降凝剂的研究,1984年石油管道科学研究院首次完成了对江汉原油用EVA 作降凝剂改性,并在冬季在钟市一荆门75knl 长输管线上工业试验成功,其原油凝点由21.5℃降至8℃,有效成分添加量仅为10ppm [2]。
2原油降凝剂的种类目前市面上销售的原油降凝剂种类很多,例如:EVA 、ZDR-1、EMS 、WHO 等各种原油降凝剂,但是从其化学组成、合成的路线及降凝效果来看,原油降凝剂大致分为四种类型,具体如下。
2.1降凝剂EVA 及其改性物降凝剂EVA 即为乙烯与醋酸乙烯酯共聚物,它是一种带有极性基团、而且聚乙烯部分结晶的热塑性聚合物。
EVA 平均相对分子质量介于8000—20000g/mol 之间,醋酸乙烯酯的含量为35%-45%,因其使用效果好,而广泛应用在原油和成品油中。
为了使降凝剂EVA 具有普遍的使用性,并减少降凝剂的用量,人们运用苯乙烯、丙烯酸酯等对EVA 通过接枝或共聚进行改性,即可得到EVA 的改性物,使降凝效果有所提高。
原油降凝剂
原油有一定量的石油蜡,这些石油蜡的浓度、结构及分子量都与油源有密切的关系,在石油开采、输送、储存过程中由于冷却,这些蜡就结晶出来,沉积在井下设备、出油管线、分离器和储罐的金属表面,由于蜡的不断沉积,缩小了油管的流通面积,以至堵塞管道,降低油井的采油效率。
在管道输送原油时,采用逐站加热工艺对原油进行升温降粘,以保证原有的流动性,燃料动力消耗约占输油成本的30%,同时原油中轻质油份挥发损失。
加入原油降凝剂实现常温输送,对降低能耗意义重大。
在乙烯-醋酸乙烯体系中加入强极性集团采用高压多元聚合生产工艺制得原油降凝剂,与原油中的石蜡发生共晶吸附作用,阻止石蜡结晶长大,降低原油的凝固点、粘度,改善原油的低温流动性能。
在原油中加入一定量的原油降凝剂,能显著改善原油的低温流动性能,原油呈现牛顿流体特征的温度可降低5~10℃,凝点降低10~20℃,屈服应力值和低温表观粘度降低80%以上。
这是实现原油常温集输的有效途径。
原油降凝剂对国内多种含蜡原油都有良好的改性效果
从以上试验结果可见,原油降凝剂对国内外多种原油具有很好的降凝降粘效果,可安全、经济地应用于含蜡原油的开采和输送作业中。