文档介绍：蜡沉积规律总结
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蜡沉积规律总结
目录
【壹】
蜡沉积过程及机理
【贰】
蜡沉积实验装置
【叁】
蜡沉积预测模型
蜡沉积规律总结
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1、蜡沉积过程及机理
蜡沉积简介
原油管道的蜡沉积(俗称“结蜡”),是指原油中的蜡结晶析出并与原油中的其他组分一道沉积在管壁上,使管道流通面积减小,原油流动阻力增大,管道输送能力降低,严重时会产生堵塞。
蜡沉积
机械杂质
沥青质
固体蜡
胶质
液态烃
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蜡沉积的过程
输油管道蜡沉积的机理非常复杂,影响因素很多,尽管研究多年,但至今还没有完全搞清楚,但是蜡沉积的过程是很明确。
温度降至析蜡点温度
存在结晶中心
蜡晶颗粒变成孤立的针状或片状晶体形态
原油开始形成具有一定结构强度的胶凝结构
形成稳定的空间网络结构
粘度急剧上升,失去流动性
蜡分子向管壁方向扩散
低分子量烃反扩散离开沉积层
蜡晶析出
蜡晶生长
蜡沉积
老化阶段
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蜡沉积机理
管内壁结蜡实际上是石蜡在管内壁的沉积过程和油流的冲刷过程共同作用的结果。不少学者认为含蜡原油管道中的蜡沉积机理有3个,即(1)分子扩散(2)布朗扩散(3)剪切弥散(4)重力沉降
类型
简单介绍
动力来源
分子扩散
靠近管壁处蜡晶析出,产生浓度差,根据扩散定律产生蜡沉积
蜡分子浓度差
布朗扩散
由于布朗运动产生蜡沉积
蜡晶颗粒无规则的热运动
剪切弥散
已析出的蜡晶在流场速度梯度下向管壁运移,进而沉积
流场速度梯度
重力沉降
蜡晶颗粒与液态原油存在密度差,蜡晶颗粒因重力而沉积
密度差及重力
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2、蜡沉积的实验装置
在研究中,蜡沉积实验是研究蜡沉积问题的有效手段之一。通过蜡沉积实验,不仅可以认识蜡沉积的规律和沉积机理,还可以为蜡沉积模型的建立提供大量的基础实验数据。
环道实验
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冷指实验
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(单相)
Burger模型(最早提出)
1)特点
①认为蜡沉积的机理包括分子扩散、剪切弥散与布朗运动;②认为布朗运动与剪切弥散起着不可忽略的作用。
2)蜡沉积速率公式
W= Wm + Wd Wm---分子扩散引起蜡沉积,kg/()
Wd---剪切弥散引起蜡沉积,kg/()
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3)存在不足
1、实际蜡沉积过程是有分子扩散,剪切弥散,布朗运动共同作用结果。
2、剪切弥散和布朗运动对蜡沉积没有作用或作用很微小。
Hamouda模型
1)特点
认为分子扩散起决定性作用,相比而言于剪切弥散对蜡沉积影响较小,因而建模时忽略后者对蜡沉积影响。
2)公式
--单位时间扩散到管壁蜡分子量
MWw --蜡晶摩尔质量
NA --阿伏伽德罗常数
mw --沉积面积
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3)存在不足
计算时假设溶解系数为常数,经大量实验研究得出溶解系数随温度区间变化而变化。
Singh模型
1)特点
①认为蜡沉积机理包括分子扩散、“老化”机理②提出沉积层内沉积物的含蜡量并不是不变的;③把沉积层分为初始沉积层与蚀点层
2)公式
—沉积层占整个油样的重量分数,%;
De—分子扩散系数m2/s ;
—蜡的溶解度,%;
—浊点层厚度,m;
Nu—Nusselt数;
To—中心油流温度,℃;
Tw—管道壁面温度,℃。
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