降凝剂对含蜡油石蜡析出过程影响的实验与模型化研究.pdf

文档介绍：摘要含蜡油输送时，低温下蜡晶的析出会阻塞输油管道，从而严重影响原油的输送和生产。目前采用了许多物理或者化学方法来解决这一问题。添加化学降凝剂的方法以其操作简单、设备投资少，且不需要后处理等优点而被广泛采用，因此研究降凝剂对石蜡沉积的影响有非常重要的意义。本文以模拟油为研究对象，从实验和模型化两个方面研究了降凝剂对石蜡沉积的影响。采用高速离心分离法和气相色谱法测定了模拟含蜡油添加降凝剂前后不同温度下的析蜡量以及析出蜡晶的组成。结果表明添加降凝剂后，一定温度范围内的析蜡量减少，随着温度的不断降低，析蜡量降低的幅度逐渐减小，当温度降低至某一温度时，加剂前后的析蜡量趋于相等；在同一温度下，加剂后析出的蜡晶中高碳数烷烃所占比例增加，析出蜡晶的摩尔质量增大。差示扫描量热法舛颂砑咏的燎昂罄У娜绕淄迹峁砻骷蛹梁罄的整个呦虻臀路较蛞贫軩分析程序得出，加剂后蜡晶的熔点和固一固转换温度降低，但是蜡晶的熔解焓和固一固转换焓变化很小，特别是熔解焓和固一固转换焓的和几乎没有变化。采用湎哐苌湟呛推ü庀晕⒕刀蕴砑咏的燎昂罄У木Ц窠峁购途谓辛研究。湎呓峁砻鹘的恋募尤氪俳死纬尚>停跞趿苏痪偷睦生成。正交晶为蜡晶低温有序固相，旋转晶为蜡晶高温无序固相，降凝剂的加入使得蜡晶以一种类似于液态的非有序固相存在，这意味着在某一温度下从加剂溶液中析出的蜡晶结构与在更高的温度下从未加剂溶液中析出的蜡晶结构相同，降凝剂的加入，有效地降低了蜡晶的熔点。蜡晶的偏光显微图像表明添加降凝剂后蜡晶颗粒尺寸变大，蜡晶界面轮廓更清晰、形状更规整，单位体积内蜡晶颗粒的数量大大降低。加剂后由于单位体积浓度的降低、蜡晶聚集颗粒形状的准球形化和蜡晶聚集体絮凝能力的减弱，含蜡油开始呈现非牛顿流体特性的温度降低。从正规溶液理论和聚合物溶液理论两个角度出发，结合液一圃两相热力学平衡理论，在前人的基础上分别建立了加剂前后石蜡沉积的正规溶液模型和／局部组成活度系数模型，并且比较了两个模型的预测性能。嫒芤豪砺勰Ｐ停涸诟媚Ｐ椭凶榉謋在固相和液相中的非理想性均采用正规溶液理论来描述。大连理工大学博士学位论文
局部组成活度系数模型：在该模型中，液相的相态描述采用了模型，其中状态方程为改进的状态方程，混合规则采用模型：固相的非理想性则采用改进的植孔槌苫疃认凳Ｐ屠疵枋觥研究表明，当石蜡的碳链大于保涔滔嘀辽俅嬖谧潘闹志褰峁梗葱>、三斜晶、单斜晶和正交晶5腶晶体在许多情况下类似于液体，它在～钠嫣际樘虲～呐继际樘娜鄣阆率俏榷ǖ摹５蔽露鹊陀谛一转化温度时，烷烃成为低能量不可转化的澹浼洳煌荚邮恼雇樘季了固．固转换。基于这种现象，本文两个热力学模型在组分谋曜继荻缺裙街锌悸了固．固转换对石蜡沉积的影响，并且根据文献实验数据，对于正构烷烃的熔解焓、固～固转换焓以及固一固转换温度建立了新的关系式。差示扫描量热仪实验显示添加降凝剂后蜡晶的熔点和固一固转换温度降低，本文采用了这一实验结果对添加降凝剂后蜡晶的熔点和固一固转换温度也进行了新的关联。基于新建立的正构烷烃的熔解焓、固一固转换焓以及固一固转换温度的关系式，采用本文两个模型对文献中含蜡原油体系的析蜡点以及不同温度下的析蜡量进行了计算并与文献中模型的预测结果进行了比较，结果表明本文所建立的模型，特别是局部组成模型的模拟结果更加接近于实验值，从而验证了本文模型的可靠性和正确性。将所建立的热力学模型对本文含蜡油体系添加降凝剂前后的析蜡点、不同温度下的析蜡量以及析出蜡晶的组成进行了模拟计算，模型计算值与实验值吻合较好。模型计算结果表明，烷烃的熔点和固．固转换温度等热力学性质对于石蜡沉积的计算有很大的影响，添加降凝剂后，在一定温度范围内，含蜡油的析蜡量降低，析出蜡晶中高碳数烷烃所占比例增加，析出蜡晶的摩尔质量增大，与降凝剂对石蜡沉积影响的实验现象一致。关键词：石蜡沉积；降凝剂；析蜡点；析蜡量；固一固转换；正规溶液模型；局部组成模型降凝剂对含蜡油石蜡析出过程影响的实验与模型化研究
瓵瑃諷甌畁曲大连理工大学博士学位论文琺配瑀甀．耹甌俊瓵甀．⑽鰉瑃瓾，，．瑃痟．琹猘．，猻．畆．／
產瑃甌．．幸瞣，綡术瑃，，．鷗琲．畃Ⅱ，猻瑆．畇祊．降凝剂对含蜡油石蜡析出过程影响的实验与模型化研究，，瞖篢．狦匕瑆瓼琻甆—畉．甶猻甆廿，——
篧大连理工大学博士学位论文；瑃，，猻甌．籔籗；籙；．。
学位论文题目：聋堑骂盘垒煎迪至堕堑叁塾堡墅苎竺窒垒垒塑型鱼驾乳掣年—上月—煎垒堑大连理工大学学位论文独创性声明作者郑重声明：所呈交的学位论文，是本人在导师的指导下进行研究工作所取得的成果。尽我所知，除文中已经注明引用内容和致谢的地方外，本论文不包含其他个人或集体已经发表的研究成果，也不包含其他已申请学位或其他用途使用过的成果。与我一同工作的同志对本研究所做的贡献均已在论文中做了明确的说明并表示了谢意。若有不实之处，本人愿