原油蠟?zāi)z含量測試及增能劑改性效果分析

田哲熙，劉灝亮

（東北石油大學(xué)石油工程學(xué)院，黑龍江大慶 163318）

原油蠟?zāi)z含量測試及增能劑改性效果分析

田哲熙，劉灝亮

（東北石油大學(xué)石油工程學(xué)院，黑龍江大慶 163318）

正確掌握原油中蠟、膠含量，對于原油輸送管道的設(shè)計和安全、經(jīng)濟運行至關(guān)重要。以敖南葡萄花、龍虎泡和齊家北三個區(qū)塊油井原油試樣為研究對象，采用柱層析法測定增能劑作用前后原油中蠟、膠含量變化，對未來新型增能劑的應(yīng)用和發(fā)展進行了展望。

蠟含量；膠含量；增能劑；展望

1 前言

隨著全世界對于石油需求的不斷增加以及常規(guī)輕質(zhì)石油資源日益枯竭，對于易凝高黏原油的開采迅速增加。我國生產(chǎn)的原油多為易凝高黏原油，其中含蠟原油占總產(chǎn)油量的80%左右[1]，由于此類原油蠟含量較高，油品流動性往往較差；膠質(zhì)在高含量下，具有使蠟晶聚結(jié)的能力[2]。由于我國原油多屬高凝點、高粘度的含蠟原油，因此掌握含蠟原油的特性，含蠟原油的測量方法等一些問題有尤為重要[3]。原油蠟、膠含量是反映原油性質(zhì)的重要指標(biāo)，對原油的存儲、集輸、加工及產(chǎn)品質(zhì)量均產(chǎn)生重要影響[4]。

本文以敖南葡萄花、龍虎泡和齊家北三個區(qū)塊油井原油試樣為研究對象，依據(jù)《原油中蠟、膠質(zhì)、瀝青質(zhì)含量的測定方法》和《原油蠟含量測定》這兩個行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)測定原油含蠟量、含膠量，并與加入增能劑后的改性原油進行對比。

2 柱層析法測定油樣蠟、膠含量

2.1 主要實驗儀器

層析柱，分析天平，電子天平，紅外干燥箱，電熱水浴鍋（控溫精度≤2℃），50mL、500mL三角瓶，25mL燒杯，藥品干燥器，漏斗（?6.5～7.0cm），真空烘箱。

2.2 主要實驗藥品

主要的實驗藥品包括∶石油醚（60～90℃），石油醚（90～120℃），無水乙醇，層析硅膠（60～100目）、活性白土，定量濾紙，脫脂棉，玻璃棒。

2.3 測定方法

參照Q/DQ-0061.2-1995《蠟、膠含量測定方法》，采用柱層析法，利用不同有機溶劑對原油的不同族性成分和結(jié)構(gòu)的化合物類型進行選擇性分離，所得到若干物理化學(xué)性質(zhì)相近的混合物，一般分為蠟和膠等。

將定量的原油試樣裝入白土-硅膠的吸附柱中，用石油醚和乙醇-石油醚分別沖洗柱子中的試樣，把沖洗出的油質(zhì)和膠質(zhì)兩種溶液分別進行回收濃縮，經(jīng)過過濾、轉(zhuǎn)移、恒重后，即測的原油中的蠟、膠的質(zhì)量百分含量。

2.4 實驗步驟

2.4.1 分離蠟、膠質(zhì)

將活性白土放在150℃烘箱內(nèi)活化24h，然后與層析柱硅膠按1∶8混合均勻，放置于干燥器中。將一小塊脫脂棉放入層析柱底部，然后依次繳入硅膠2g，白土硅膠12g，硅膠2g，并用30mL石油醚潤濕。

在25mL燒杯中稱取含水量低于0.5%的原油試樣0.4000g，用10mL石油醚溶解后全部轉(zhuǎn)移至色層柱中。在35℃-40℃下，用200mL石油醚沖洗色層柱，將流出液（記作A液）收集在500mL三角燒瓶中。在常溫下，用無水乙醇和石油醚按照1∶3比例配置混合溶液200mL，繼續(xù)沖洗色層柱，將流出液（記作B液）收集在500mL三角瓶中。

2.4.2 收集蠟、膠質(zhì)

將A液在恒溫80℃的水浴鍋上濃縮至3-5mL。待溶液冷卻后加入5mL窄餾分汽油搖勻，并迅速加入5℃-8℃的無水乙醇35mL，搖動1～2min后在5～8℃下靜止2h析蠟[5]。將裝蠟溶液的三角燒瓶放在紅外干燥箱內(nèi)揮發(fā)掉試劑，將裝蠟溶液的三角燒瓶放在紅外干燥箱內(nèi)揮發(fā)掉試劑，然后放入電烘箱內(nèi)在105℃下恒溫4h，取出放入干燥器內(nèi)冷卻30min，進行第一次稱重，之后在放入烘箱內(nèi)恒溫30min，取出放入干燥器內(nèi)冷卻30min，進行第二次稱重，兩次稱重差值要小于0.000 4g。

將B液水浴加熱濃縮至5mL左右，然后用濾紙過濾到已恒重的50mL三角瓶中，再用1∶3比例混合后的無水乙醇-石油醚沖洗三角燒瓶和濾紙，直到無熒光顯示為止。將裝膠溶液的三角瓶放在紅外干燥箱內(nèi)揮發(fā)掉試劑，然后放入電烘箱內(nèi)恒溫，取出放入干燥器內(nèi)冷卻后進行恒重，兩次稱重差應(yīng)小于0.000 4g。

2.4.3 分析結(jié)果

原油樣品的蠟、膠質(zhì)含量∶

式中∶X1—原油樣品的蠟（膠）含量，%；

m0—原油樣品的質(zhì)量，g；

m1—空的三角燒瓶質(zhì)量，g；

m2—盛蠟（膠）三角燒瓶的質(zhì)量，g。

取兩次平行測定結(jié)果的算術(shù)平均值作為最終結(jié)果，最終結(jié)果保留一位小數(shù)。

2.5 實驗結(jié)果與討論

不同區(qū)塊原油經(jīng)過增能劑處理后，通過柱層析法測量含蠟、含膠變化。根據(jù)增能劑作用前后數(shù)據(jù)可見，敖南葡萄花原油含蠟量下降3.02%～4.79%，含膠量下0.99%～4.42%，而龍虎泡原油含蠟量下降5.24%～6.73%，含膠量下降2.06%～2.77%，齊家北油田原油含蠟量下降6.14%～6.38%，含膠量下降3.42%～3.92%。

3 結(jié)論與分析

由增能劑作用前后數(shù)據(jù)可見，不同區(qū)塊原油經(jīng)過增能劑作用后，含蠟量和含膠量均有下降，其中齊家北油田原油含蠟量下降了6.14%～6.38%，含膠量下降3.42%～3.92%，效果最為明顯。使用增能劑有效降低了含蠟量和含膠量，對原油輸送有利。

由分析可知，在增能劑的作用下，原油中的烷烴由于結(jié)構(gòu)簡單而被增能劑大量降解、利用；一些結(jié)構(gòu)簡單的非烴也會被利用。

極性的膠質(zhì)減少，會減輕分子間的相互作用，能在一定程度上降低原油黏度[6]。膠質(zhì)由于分子量大且結(jié)構(gòu)復(fù)雜，難以降解。但根據(jù)實驗結(jié)果，仍有一定量的膠質(zhì)可以被增能劑利用，從而使其相對含量基本不變，對原油黏度的降低有利。

[1] 張勁軍.易凝高粘原油管輸技術(shù)及其發(fā)展[J].中國工程科學(xué)，2002，4（6）∶71-75.

[2] 馬一玫.大慶原油降凝劑合成及作用機理研究[D].大慶∶大慶石油學(xué)院，2006∶19-66.

[3] 于永哲.含蠟原油流變性研究[D].大慶∶大慶石油學(xué)院，2008.

[4] 呂希旺，魏媛，孫桂春.原油蠟含量測定方法的研究進展[J].石油工業(yè)技術(shù)監(jiān)督，2012，（12）∶33-36.

[5] 張小波，楊潔.原油蠟含量測定的影響因素[J].化學(xué)工程與裝備，2010，（08）∶166-167.

[6] 陳玉祥，陳軍，潘成松，等.瀝青質(zhì)/膠質(zhì)影響稠油乳狀液穩(wěn)定性的研究[J].應(yīng)用化工，2009，（2）∶194-196.

Analysis on Contents of Wax and Resin in Crude Oil and Modification Effects of Catalysts

Tian Zhe-xi，Liu Hao-liang

Correct control of crude oil in the wax and gel content，for the design of crude oil pipeline and safe，economic operation are essential.In this paper，the oil samples from Putaohua，Longhu Pao and Qijiabei in Aonan block were used as the research objects.The results of column chromatography were used to examine the content of wax and resin in crude oil before and after agitation. The applications and developments of the catalysts were put forward.

wax content；resin content；catalyst；prospect

TE869

B

1003-6490（2017）02-0021-02

2017-02-02

田哲熙（1993—），男，遼寧撫順人，碩士在讀，主要研究方向為稠油降粘及長距離管輸。