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納米降凝劑在含蠟原油管輸中的應用

項目簡介

含蠟原油是由石蠟、膠質、瀝青質、芳香烴以及輕烴等組成的復雜混合體系,其中石蠟組分是影響含蠟原油流動性的主要因素。在較高溫度下,石蠟溶解在液態原油中,具有較好的流動性;隨著溫度降低,蠟逐漸結晶析出,蠟晶間通過交聯形成三維網絡結構,原油膠凝而失去流動性。我國盛產含蠟原油(如圖1中紅色圓圈所示),尤其是東北管網的大慶原油,其含蠟量均在10%以上,屬于高黏高凝的高含蠟原油,目前大都采用加熱管道輸送工藝。該工藝不僅要消耗大量的燃料油和動力,并帶來環境污染,而且一旦管線停輸,管線的再啟動會存在極大的不安全性。


含蠟原油的低溫管輸及工藝一直是世界油氣儲運界科學研究的主要難題之一。目前,傳統的高分子降凝劑對我國大部分含蠟原油(尤其是大慶原油)綜合處理后的降凝效果、動態及靜態穩定的時效性還不能滿足現場實際應用的要求。項目組設計開發了一種對含蠟原油具有優異降凝效果的新型納米降凝劑,大大改善了含蠟原油的低溫流動性,已在中石油東北管網大慶原油部分輸運管線中開始應用。

納米降凝劑還有望實現國內其它長距離含蠟原油管道、海上管道、油田集輸管道的間歇輸送、降溫輸送、常溫輸送,包括勝利、長慶、遼河、中原等陸上油田和渤海、南海等海洋油田的含蠟原油。此外,該技術還可以在如蘇丹、印度尼西亞、印度、委內瑞拉、美國等國家生產的含蠟原油輸運中獲得應用。

技術優勢

與傳統高分子降凝劑相比,納米降凝劑的主要優勢體現在以下幾個方面:

(1)從分子運動角度控制石蠟結晶、抑制石蠟析出和聚集,使得加劑后原油降凝降黏幅度更加顯著;

(2)加劑后原油具有更好的保持低溫流動的長時效性、優異的抗剪切性、良好的熱穩定性和廣適性;

(3)加劑后原油的二次加熱溫度可大幅度降低,從而節約大量能源,減少排放,并提高輸油管道的安全等級;

(4)具有廣適性,對不同產地的多種含蠟原油均具有明顯的降黏降凝作用。

圖2含蠟原油(A)與添加納米降凝劑后的含蠟原油(B)的流動性

知識產權

專利號:ZL201110004024.0原油降黏降凝劑組合物及其制備方法和應用

應用市場

2010年納米降凝劑實現中試生產,并分別在中石油管道公司三條輸油管線上進行了現場加劑輸運試驗(如圖3所示)。現場試驗結果表明,添加新型納米降凝劑后,原油凝點和黏度顯著下降,完全復現了實驗室的效果,實現了既定的工業化目標。

圖3納米降凝劑現場試驗

此外,納米降凝劑在含蠟原油的開采中也具有較好的應用前景,由于降低了原油的凝點和黏度,一方面可以降低開采過程中的采油壓力;另一方面,由于加劑后井口產生凝油的時間大大延長,因此添加納米降凝劑以后,清洗井口凝油的頻率大大降低。

納米降凝劑是一類高附加值的新型材料。經初步測算,其投資規模在一千萬左右,順利投產應用將會產生巨大的直接經濟效益和社會效益:一方面可以為原油管道輸運企業節約大量的燃料油,初步估算可降低原油進站溫度5℃,僅東北管網每年可節約燃料油6.7萬噸,成本達上億元,提高管輸安全等級;另一方面,使用納米降凝劑可以有效提高管道輸送量和運行效率,降低管道維護成本,有效減少燃油加熱設備投入和場地占用,節省大量燃油,減少甚至避免了廢棄熱水的排放,從而減少了有害污染物和二氧化碳的排放,具有顯著的生態效益和環境效益。


相關圖片

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