齊 林，吳 明，胡志勇

（遼寧石油化工大學(xué)，遼寧 撫順 113001）

不同加熱溫度和降溫速率對(duì)含蠟原油析蠟點(diǎn)的影響

齊 林，吳 明，胡志勇

（遼寧石油化工大學(xué)，遼寧 撫順 113001）

利用差示掃描量熱法(DSC)對(duì)原油的析蠟特性進(jìn)行分析，并得到了析蠟過程的熱譜圖和dh/dT-T曲線。以大慶原油為研究對(duì)象，對(duì)dh/dT-T曲線進(jìn)行分析，探討了加熱理溫度、溫降速率對(duì)析蠟點(diǎn)的影響。結(jié)果表明：加熱溫度高于溶蠟點(diǎn)溫度時(shí)，析蠟點(diǎn)隨溫變化??；加熱溫度低于溶蠟點(diǎn)溫度，析蠟點(diǎn)隨溫度的降低先增大后減小。溫降速率越大，析蠟點(diǎn)越低。

析蠟點(diǎn)；加熱溫度；降溫速率；差示掃描量熱法

目前主流的確定原油析的方法主要有顯微觀測(cè)法[1,2]、旋轉(zhuǎn)黏度計(jì)法[3]，活化能增量法[4]，DSC法[5]等，大多數(shù)方法都是測(cè)量在固定條件下原油的析蠟點(diǎn)，未考慮加熱溫度和降溫速率對(duì)析蠟點(diǎn)的影響。本文在DSC法的基礎(chǔ)上，分析了加熱溫度、降溫速率對(duì)析蠟點(diǎn)的影響。

1 實(shí)驗(yàn)原理

根據(jù)DSC儀工作原理可知DSC測(cè)量的是試樣吸熱或放熱速率，所以原油熱譜圖中縱坐標(biāo)為熱焓變化率dh/dt，單位為W；

在測(cè)量試驗(yàn)過程中，DSC是以線性升溫或降溫的方式。

熱焓隨時(shí)間變化和熱焓隨溫度變化的關(guān)系式為

對(duì)原油熱譜圖縱坐標(biāo)除以降溫速率，可得到原油的dh/dT-T曲線，見圖1。

DSC法測(cè)定原油析蠟點(diǎn)，是將原油加熱至析蠟點(diǎn)以上，當(dāng)溫度降低至析蠟點(diǎn)時(shí)，由于原油中蠟開始析出，放出結(jié)晶熱， 原油DSC曲線開始偏離基線，偏離基線的第一個(gè)溫度點(diǎn)為析蠟點(diǎn)Tc。所以偏離dh/dT-T曲線的基線的第一個(gè)溫度點(diǎn)為原油的析蠟點(diǎn)。為方便不同條件下原油析蠟點(diǎn)的比較，本文采用dh/dT-T曲線描述原油降溫過程的變化。

2 試驗(yàn)部分

2.1 試驗(yàn)儀器和樣品

試驗(yàn)儀器為美國T A公司的DSC-Q20型差示掃描量熱儀。其溫度范圍：-90～720 ℃，溫度準(zhǔn)確度±0. 1℃，溫度精確度：±0.05 ℃，量熱重現(xiàn)性：±1%，量熱精確度：±0.1%。制冷系統(tǒng)是美國TA公司的RCS90機(jī)械制冷器。

圖1 原油DSC熱譜圖和原油dh/dT-T曲線Fig.1 DSC thermal spectra of crude oil and dh/dT-T curve of crude oil

試驗(yàn)樣品為大慶管輸原油，重量8.7 mg。

2.2 試驗(yàn)方法

對(duì)儀器進(jìn)行校正后，開始啟動(dòng)差示掃描量熱儀。將試驗(yàn)盤，參比盤（不放空氣）放入爐體中。

(1)分別設(shè)定不同的加熱溫度（在55～95 ℃溫度區(qū)間內(nèi)，每隔5 ℃取一個(gè)溫度作為加熱溫度）恒溫3 min左右，設(shè)置降溫速率為6 ℃/min，實(shí)驗(yàn)終止溫度為-80 ℃?

設(shè)定加熱溫度為80 ℃，終止溫度為-80 ℃，恒溫時(shí)間為 3 min；然后分別設(shè)置不同的降溫速率(2、4、6、8、10 ℃/min)。

3 試驗(yàn)結(jié)果與分析

3.1 加溫度對(duì)析蠟點(diǎn)的影響

圖2為加熱溫度低于溶蠟點(diǎn)的不同加熱溫度原油dh/dT-T曲線?從圖2可以看出，當(dāng)原油加熱溫度低于溶蠟點(diǎn)時(shí)，原油中蠟尚未完全溶解，原油在降溫過程中，尚未溶解的蠟晶容易形成晶核，促使原油在較高的溫度析出蠟晶。

圖3為大慶原油加熱溫度高于溶蠟點(diǎn)的不同加熱溫度下的原油dh/dT曲線。從圖3中可以看出，當(dāng)原油加熱溫度高于溶蠟點(diǎn)時(shí)，原油中蠟完全溶解，在降溫條件一定的條件下，原油的析蠟點(diǎn)隨加熱溫度的影響較小，不同加熱溫度條件下原油的析蠟點(diǎn)都在49 ℃左右。

圖2 不同加熱溫度(低溶蠟點(diǎn))下的大慶原油dh/dT-T曲線Fig.2 The different heating temperature( lower than the melting point)dh/dT-T curve of Daqing crude oil

圖3 不同加熱溫度（高于溶蠟點(diǎn)）下的大慶原油dh/dT-T曲線(加熱溫度)Fig.3 The different heating temperature(lower than the melting point)dh/dT-T curve of Daqing crude oil

圖4為不同加熱溫度下原油析蠟點(diǎn)。從圖4中可以看出，加熱溫度高于溶蠟點(diǎn)條件下測(cè)得的大慶原油析蠟點(diǎn)比加熱溫度低于溶蠟點(diǎn)條件下測(cè)得的析蠟點(diǎn)低。加熱溫度高于溶蠟點(diǎn)時(shí)，原油析蠟點(diǎn)相差很小。

加熱溫度小于溶蠟點(diǎn)時(shí)，由于原油中未溶解的蠟晶形成晶核，促使原油更早的析出蠟晶，表現(xiàn)出更高的析蠟點(diǎn)。隨著加熱溫度降低，原油中未溶解的蠟逐步增加，原油的溶解度不斷降低，原油逐漸從過飽和溶液轉(zhuǎn)變成飽和溶液。一方面未溶解的蠟促進(jìn)原油在更高的溫度析出蠟晶，另一方面，過多的蠟未溶解，導(dǎo)致原油中蠟的過飽和度較低，在降溫過程中開始抑制原油蠟晶的析出，當(dāng)兩者作用平衡時(shí)，原油析蠟點(diǎn)達(dá)到峰值，當(dāng)加熱溫度降低到60℃時(shí)，原油的析蠟點(diǎn)達(dá)到峰值。當(dāng)原油加熱溫度低于60 ℃時(shí)，此時(shí)原油中溶解的蠟量小于原油在該溫度下的溶解度，過多未溶解的蠟開始抑制原油中蠟晶的析出，使原油的析蠟點(diǎn)降低；且加熱溫度越低，原油的析蠟點(diǎn)溫度越低。所以原油析蠟點(diǎn)先增大后減小。并且隨著加熱溫度的降低，原油dh/dT-T曲線中的第一個(gè)析蠟波峰開始消失。

圖4 不同加熱溫度下大慶原油的析蠟點(diǎn)Fig.4 The wax precipitation point of Daqing crude oil at different heating temperatures

圖5 不同降溫速率下大慶原油在的析蠟點(diǎn)Fig.5 The wax precipitation point of Daqing crude oil at different cooling rates

3.2 降溫速率對(duì)原油析蠟點(diǎn)的影響

圖5為大慶原油在不同降溫速率下原油的析蠟點(diǎn)。由圖5可知，原油析蠟點(diǎn)隨原油降溫速率的增大而減小。降溫速率對(duì)析蠟點(diǎn)的影響遠(yuǎn)大于加熱溫度對(duì)析蠟點(diǎn)的影響。當(dāng)原油降溫速率較大時(shí)，原油在較高的溫度時(shí)來不及形成晶核，從而使原油析蠟點(diǎn)降低。

4 結(jié) 論

（1）加熱溫度高于溶蠟點(diǎn)溫度時(shí)，析蠟點(diǎn)隨溫變化?。患訜釡囟鹊陀谌芟烖c(diǎn)溫度，析蠟點(diǎn)隨溫度的降低先增大后減小。

（2）溫降速率越大，原油析蠟點(diǎn)越低。

［1］ 國家發(fā)展和改革委員會(huì). SY/T 0521-2008原油析蠟點(diǎn)測(cè)定顯微觀察法[S]. 北京：石油工業(yè)出版社，2008.

［2］ 李鴻英, 馮頡. 基于蠟晶顯微圖像的定量分析確定原油析蠟點(diǎn)[J].油氣儲(chǔ)運(yùn), 2013, 32(1): 23-26.

［3］ 中華人民共和國能源部. SY/T 0522-1993原油析蠟點(diǎn)測(cè)定旋轉(zhuǎn)黏度計(jì)法[S]. 北京: 石油工業(yè)出版社, 1993.

［4］ 姜彬, 邱凌. 高凝原油析蠟點(diǎn)的不同確定方法與應(yīng)用[J]. 斷塊油氣田, 2014, 21(3): 405-408.

［5］ 中華人民共和國石油天然氣行業(yè)標(biāo)準(zhǔn). SY/T 0545-2012. 原油析蠟熱特性參數(shù)的測(cè)定：差示掃描量熱法[S]. 北京: 石油工業(yè)出版社, 2012.

Effect of Different Heating Temperature and Cooling Rate on the Wax Precipitation Point of Waxy Crude Oil

QI Lin, WU Ming, HU Zhi-yong
（Liaoning Shihua University, Liaoning Fushun 113001，China）

The wax precipitation characteristics of crude oil were analyzed by differential scanning calorimetry (DSC), and the thermal spectra and dh/dT-T curves were obtained. Taking Daqing crude oil as the research object, the dh/dT-T curve was analyzed, and effect of heat treatment temperature and temperature drop rate on the wax precipitation point was discussed. The results show that when the heating temperature is higher than the melting point temperature, the wax precipitation point change with the temperature is small; when the heating temperature is lower than the melting point temperature, the wax precipitation point first increases and then decreases with the decrease of the temperature. The greater the temperature drop rate, the lower the wax precipitation point.

wax precipitation point; heating temperature; cooling rate; differential scanning calorimetry

TE 624

A

1671-0460（2016）11-2511-03

2016-04-29

齊林（1989-），男，湖南省株洲人，碩士學(xué)位，2016畢業(yè)于遼寧石油化工大學(xué)油氣儲(chǔ)運(yùn)工程專業(yè)，研究方向：長(zhǎng)輸管道蠟沉積研究。E-m ail：ql453242047@163.com。

吳明（1961-），男，教授，博士學(xué)位，研究方向：油氣管道輸送技術(shù)研究；油氣管線泄露監(jiān)測(cè)技術(shù)研究；管道地理信息技術(shù)研究；油氣管道腐蝕與防護(hù)技術(shù)研究；儲(chǔ)運(yùn)過程系統(tǒng)節(jié)能技術(shù)。E-m ail：w um ing0413@163.com。