含蜡原油管道的蜡沉积及清管

原油

  含蜡原油管道的蜡沉积及清管因为管内壁结蜡,给输油事业带来了很众新的题目。以 往大庆和告成油田采用依旧输油温度不低于40℃的手腕 来独揽管内壁结蜡,这固然是删除结蜡的手腕,但扩展 了管道的热耗损。为了正在经济加热温度较低时确保管道 的输油才气,邦外里对管内壁白腊浸积的条目和机理进 行了不少实习斟酌事业。下面就管内壁的结蜡机理、影 响管内壁白腊浸积速度的身分、管壁结蜡时温降和摩阻 的影响以及删除结蜡和清蜡手腕作简便先容。

  1、温降历程中白腊的析出 原油中的白腊是指十六烷以上的正构烷烃的混淆物,个中 中均分子量的蜡组分含量最众,低分子量和高分子量的蜡 所占的比例都对比小。

  蜡正在原油中的消融度随其分子量的增大和熔点的升高而下 降,随原油密度和均匀分子量的减小而扩展。分别熔点的 蜡正在统一种原油中有分别的消融度。

  当温度降到其含蜡量高于消融度时,某种熔点的蜡就先导从 液相中析出。因为蜡晶粒刚先导析出时,不易酿成坚固的结 晶中心,故原油常正在溶蜡量抵达过饱和时,才析出蜡晶。

  凭据上述两种要领确定的析蜡点并非刚先导析出蜡晶粒时的 温度,正在该温度时,一经有相当数目的蜡晶析出了。

  正在原油的温降历程中,一定有一个从先导析出少量的高熔点 白腊,到豪爽析出中均分子量的蜡,以致析蜡量又慢慢删除 的历程。

  咱们平日所说的“结蜡”实践上是指正在管道内壁上慢慢浸积 了某一厚度的白腊、胶质、凝油、砂和其它板滞杂质的混淆 物。正在长输管道的浸积物中,原油的含量要高些。

  ? 管壁上的凝固层凡是对比松软。 ?管壁上的浸积物有显明的分界,紧贴管壁的是黑褐色发暗、

  相仿细砂的薄层,其构成要紧是蜡,是真正的结蜡,有一 定的剪切强度,这一层的厚度凡是只要几毫米,与管壁粘 结较坚实,正在蜡层上面是厚度要大得众的玄色发亮的浸积 物,要紧是凝油,即正在蜡和胶质、沥青质组成的收集机闭 中蕴涵着局部液态粘油。 ?正在管道半途某一温度周围内是结蜡顶峰区,过完毕蜡顶峰 区后结蜡层有减薄局面,正在末梢结蜡层厚度又上升,这是 因为油流带来的前面冲洗下来的“蜡块”从头浸积的原由。

  管内壁结蜡实践上是白腊正在管内壁的浸积历程和油流的冲洗 历程联合效力的结果。不少学者以为含蜡原油管道中的蜡浸 积机理有3个,即①分子扩散,②布朗运动, ③剪切弥散。

  含蜡原油正在管内输送历程中,油温持续下降,当油温下降到 某一温度时,因为管壁温度老是低于油温,迫近管壁处的溶 解白腊最先抵达饱和形态,即使油温再下降,则会显露过饱 和,借助管内壁供给的结晶中央(粗陋突起、杂质)而最先析 出。管壁处白腊的析出,使其浓度下降,如许便会正在管壁和 紊流中心之间出现浓度梯度(Concentration gradient)。该浓 度梯度使消融正在原油中的白腊分子从管中央向管壁扩散,为 管壁上的延续结蜡创造条目。

  层流边境层中的蜡晶粒,会因为布朗运动而彼此粘结变 大而浸降,但其效力较弱。

  当原油温度降到析蜡点以下时, 白腊分子就酿成细小的蜡晶从原 油中析出。悬浮正在层流中的蜡晶 颗粒,因为流速梯度场的存正在, 会以必然的角速率作扭转运动, 并显露横向的限制平移(如图所 示),使蜡晶向管壁转移,终末 浸积正在管壁上。

  因为油品具有粘性,扭转的蜡晶颗粒会使迫近颗粒外观的 流层出现环流。处于环流区的颗粒对相邻的颗粒会出现吸 引力,使之彼此碰撞。即使原油中蜡晶颗粒很少,互相碰 撞只出现暂且的位移,往后依然回到素来的流线,并不产 生净的径向转移。即使原油中蜡晶颗粒良众,则彼此碰撞 会变成净的横向分别,称为剪切弥散,使白腊结晶从紊流 中心向管壁传达,传达来的白腊便正在管壁处浸积起来。另 外原油中的微晶蜡处于热运动形态,所以出现布朗运动, 因为径向存正在浓度梯度,布朗运动的净结果,使蜡晶颗粒 由高浓度区向低浓度区扩散。上述两种扩散效力惹起的石 蜡浸积速度可体现为:

  式中:(du/dr)bi—管壁处的速率梯度,1/s K*—浸积速度常数,可由试验确定,kg/m2

  由式①②所得的浸积速度相加,就获得由分子扩散及蜡晶 横向转移惹起的总的蜡浸积率:

  切磋到管壁上的结蜡层实践上是由蜡结晶作收集骨架的凝 油,故凝固层的总浸积速度Wt应为WtL除以重量百分数体现 的原油含蜡量CL,即:

  试验讲明,油温高、热流强度大、油壁温差大、油流粘度又 小时,分子扩散对浸积速度起要紧影响;油温低、热流弱、 剪切速度又大时,剪切弥散起要紧效力。但跟着剪切速度的 上升,因为剪切应力增大,又恐怕剪掉管壁上的凝油层。当 两者抵达动态均衡时,冲洗速度等于浸积速度,结蜡层厚度 抵达坚固值。

  上面磋商了白腊浸积层的凝固发展历程,别的还存正在另 一个相反效力,即油流的冲洗效力。行家正在流体力学中 已学过,流体正在管内活动时,管壁处的剪切应力最大, 跟着结蜡层正在管壁上的发展,管内流速持续增大,管壁 处的剪切应力也持续增大,当管壁处的剪切应力大于浸 积层的破环强度时,就会有局部浸积物从管壁上剥落下 来。跟着外部浸积物的剥落,凝固层还会发展,终末凝 结层的发展和油流冲洗处于动均衡形态,凝固层厚度达 到一个坚固值 ,即因为冲洗历程的存正在使结蜡

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2021年8月16日 8:21 心不痛 [四川省网友]

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2021年8月16日 8:20 心不痛 [四川省网友]

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2020年3月25日 4:40 樱花咒

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2020年3月11日 15:59 织梦园模板网网友 [福建省网友]

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2020年2月27日 23:27 怀过往

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2020年1月1日 2:34 织梦园模板网网友

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