成品油管道清管污油除雜研究

邵慧龍 于維廣

摘要：隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)和技術(shù)的發(fā)展，成品油管網(wǎng)建設(shè)逐漸得到完善、管道系統(tǒng)也越來(lái)越復(fù)雜、管網(wǎng)的安全及監(jiān)測(cè)也顯得尤為重要，如何使管道運(yùn)輸在安全、經(jīng)濟(jì)、便捷的情況下發(fā)揮更大的效益已經(jīng)成為廣大學(xué)者主要研究的一個(gè)方向。本文將針對(duì)成品油管道清管污油除雜設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)，討論不同條件下的除雜效果。

關(guān)鍵詞：成品油;污油;除雜;管道清管

1 引言

不同油品之間的混合，會(huì)導(dǎo)致污油的產(chǎn)生，其中還包含大小懸浮顆粒，各種離子等機(jī)械雜質(zhì)，以及游離水等[1-3]。常采用采用離心分離法、重力沉降法、以及添加破乳劑法等方法進(jìn)行處理[4]。在經(jīng)過(guò)多次的篩選與排查后，發(fā)現(xiàn)殼聚糖具有很好的除雜效果，殼聚糖分子具有游離氨基，所以鹽容易在酸性溶液中形成，從而表現(xiàn)出陽(yáng)離子性質(zhì)。此外隨著分子中氨基數(shù)量的增加，殼聚糖的氨基特征也將越來(lái)越明顯，為殼聚糖的許多生物學(xué)和加工特性奠定了基礎(chǔ)，另外，研究發(fā)現(xiàn)海藻酸鈉也有效去除雜質(zhì)，海藻酸鈉是從褐藻或海藻的海帶中提取碘和甘露醇的副產(chǎn)品，其分子由組成，它是一種由β-D-甘露糖醛酸與α-L-古洛糖醛酸相連的天然多糖，具有藥物制劑所需的穩(wěn)定性、溶解性、粘度和安全性[5]。

過(guò)濾一直都是除雜的首選方法，但成本較大，除雜效果也不是十分理想，并且不便于安裝、檢查，適用的范圍也具有局限性。本文選用以上兩種化學(xué)試劑對(duì)油品進(jìn)行除雜測(cè)定，探索加人化學(xué)劑除雜的方法，以上化學(xué)試劑加入了油品后不會(huì)對(duì)油品產(chǎn)生二次污染，對(duì)人體和環(huán)境也無(wú)害，便于回收利用。

2 實(shí)驗(yàn)儀器和設(shè)備

實(shí)驗(yàn)儀器包括燒杯（400ml、300ml、250ml）、量筒（10ml、25ml、50ml）、試管（10ml）、圓底燒瓶（250ml、300ml）、膠頭滴管、水分接收器、直管冷凝器、素瓷片、酒精燈、稱(chēng)量紙、電子秤以及單倍顯微鏡和超級(jí)恒溫水浴箱等。

3兩種除雜試劑的對(duì)比實(shí)驗(yàn)

準(zhǔn)備兩個(gè)試管，各選取10ml污油樣品，將兩種化學(xué)試劑里各取0.2g藥品加入試管中，再將相同來(lái)源、同樣體積的污油在恒溫水浴中加熱至35度，使藥品與油品充分接觸，混合均勻，沉降24h后，進(jìn)行比較分析，考察化學(xué)試劑對(duì)油品的除雜效果，主要是觀(guān)察油品中是否存在懸浮物或者懸浮物存在的多少、油品的亮度以及除雜率。

結(jié)果顯示添加海藻酸鈉試管溶液渾濁，且呈現(xiàn)乳狀液，主要是因?yàn)槠渲邢鄳?yīng)的離子或者物質(zhì)與試劑發(fā)生了反應(yīng)，故海藻酸鈉比較適合進(jìn)行污水處理，而對(duì)于污油則并不適用。因此我們選用殼聚糖，其中上部液體相對(duì)較清晰，相比海藻酸鈉試劑中的固體顆粒，其含量要低得多，而且懸浮物質(zhì)少，油品清晰透明。所以暫時(shí)確定除雜效率較好的殼聚糖。

4除雜效果的影響因素分析

對(duì)于除雜效果的影響，主要有四個(gè)方面，即溫度、加劑量、時(shí)間以及殼聚糖與海藻酸鈉之間的配比情況，接下來(lái)我們將逐一進(jìn)行分析：

4.1溫度對(duì)除雜效果的影響

取五個(gè)10ml的試管，倒入等量的油品，再各加入0.2g的殼聚糖藥品，分別將其置入25度、35度、45度、55度、65度恒溫水浴箱中加熱到相應(yīng)溫度，然后等24h后觀(guān)察現(xiàn)象。結(jié)果表明1、2、3、4、5號(hào)試管都有不同程度的懸浮液和固體顆粒雜質(zhì)沉于底部，在上面各試管上、中層各取相同體積的溶液，混合均勻后，再各取1ml溶液置于顯微鏡以濾紙作為載體觀(guān)察，根據(jù)顯微鏡觀(guān)察下的結(jié)果，得到相應(yīng)的固體顆粒含量。

實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明污油除雜率隨溫度的增加先上升后下降，這是因?yàn)樘岣哌m當(dāng)?shù)臏囟龋沟糜退缑嫔系臋C(jī)械雜質(zhì)在油中能夠獲得更高的溶解度，從而界面也更容易破裂，與此同時(shí)適當(dāng)?shù)靥岣邷囟纫苍谝欢ǔ潭壬辖档土宋塾驼扯龋沟脵C(jī)械雜質(zhì)與油水更容易分離，沉降至底部。溫度過(guò)高除雜率反而降低，這是由于分子運(yùn)動(dòng)變得更加劇烈，不利于雜質(zhì)的聚集沉降。當(dāng)溫度為35度時(shí)除雜率達(dá)到最大，所以確定除雜的適宜溫度為35度。

4.2殼聚糖加劑量對(duì)除雜效果的影響

為了能夠使除雜率達(dá)到最佳，選擇在35度溫度下沉降24h，分別取五個(gè)10ml試管分別加入劑量為0.1g、0.2g、0.3g、0.4g、0.5g的藥品，將其均置于35攝氏度的恒溫水浴中，使其充分接觸，混合24h后考察除雜效果。

在相同溫度沉降一定的時(shí)間，當(dāng)添加0.2g的殼聚糖時(shí)其效果更佳，不僅是因?yàn)槠涔腆w顆粒雜質(zhì)含量少，而且2號(hào)試管中的懸浮物相對(duì)來(lái)說(shuō)也很少，溶液顏色比較透明清澈，更具代表性。

同上我們也取了各加劑量下試管中、上部的溶液，與前面所取的體積相同，然后混合均勻后各取1ml放在顯微鏡下觀(guān)察，結(jié)果表明，污油除雜率隨殼聚糖加劑量增加先升高后下降。主要原因是殼聚糖量的適度增加，會(huì)使界面張力降低，界面膜更容易破裂，從而固體顆粒更容易聚集沉降下來(lái)，當(dāng)殼聚糖加劑量為0.2g時(shí)，除雜率達(dá)到最大，繼續(xù)增加殼聚糖劑量，污油的除雜率降低，這是因?yàn)橐欢康臍ぞ厶窃谝欢l件下只能絮凝相應(yīng)量的雜質(zhì)。殼聚糖量過(guò)多，除雜率反而降低。

4.3.沉降時(shí)間對(duì)除雜效果的影響

為了使此實(shí)驗(yàn)效果更清晰，效果更佳，在所測(cè)油品中加入0.2g的殼聚糖藥品，在35度的環(huán)境下進(jìn)行沉降實(shí)驗(yàn)，分別記錄沉降時(shí)間為 3、6、12、24、36、48h 下對(duì)污油除雜率。結(jié)果表明污油除雜率隨沉降時(shí)間的延長(zhǎng)而逐漸提高;當(dāng)沉降時(shí)間為 24h時(shí)，除雜率已經(jīng)達(dá)到88%，繼續(xù)延長(zhǎng)沉降時(shí)間，除雜率變化很小。從降低生產(chǎn)成本，節(jié)約能耗的角度，最終確定沉降時(shí)間為24h。

4.4兩種藥品的配比對(duì)除雜效果的影響

在確定合適的溫度和劑量后，將兩種化學(xué)試劑以不同的比例進(jìn)行混摻。取3組實(shí)驗(yàn)，分別按1：1、1：2、2：1進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。選出除雜效果最好的混合比例。將選出的除雜效果最好的一種與相同溫度和劑量下的加入殼聚糖的實(shí)驗(yàn)進(jìn)行比較和分析。

結(jié)果表明不同配比下的混合試劑不僅不能對(duì)污油的除雜起到更好的作用，反而彼此之間形成了一種渾濁、難以互溶的乳狀液體，使得固體顆粒難以靠自由沉降沉淀下來(lái)，故兩種藥品之間的配比不利于污油進(jìn)行除雜?？紤]到溫度可能會(huì)影響油品的粘度，從而影響它的沉降過(guò)程，我們分別在35度、45度、55度以及65度下對(duì)三種類(lèi)型的配比做了實(shí)驗(yàn)，結(jié)果表明，不管溫度如何，殼聚糖與海藻酸鈉的任一配比均沒(méi)有達(dá)到良好的除雜效果，而且兩者之間可能發(fā)生了某種反應(yīng)，形成某種乳狀液，使得污油中的固體顆粒更難以沉降，而且隨著溫度的升高，污油中的液體更難以流動(dòng)，它們凝結(jié)在一起，使油品更加粘稠，難以沉降，無(wú)法達(dá)到除雜效果，因此我們不予考慮殼聚糖與海藻酸鈉兩者之間的配比情況。

5 結(jié)論

經(jīng)過(guò)嚴(yán)謹(jǐn)細(xì)致的分析，我們發(fā)現(xiàn)殼聚糖擁有比海藻酸鈉?????? 更好的除雜效果，并確定了添加殼聚糖試劑法中最佳實(shí)驗(yàn)條件，即溫度35度，加劑量為0.2g，沉降時(shí)間為24h，殼聚糖與海藻酸鈉兩者之間的任一配比的除雜效果都差，在實(shí)驗(yàn)溫度25度、35度、45度、55度、65度下都沒(méi)有良好的除雜性，而且試管中的溶液呈現(xiàn)渾濁現(xiàn)象，液體凝結(jié)難以流動(dòng)，所以直接選用殼聚糖試劑作為除雜試劑效果最佳。

參考文獻(xiàn)：

[1]張春曉.在全球化背景下論中國(guó)輸油管道事業(yè)的發(fā)展[J].今日科苑，2010，（9）：102～104.

[2]史俊杰.成品油管道清管乳化污油處理實(shí)驗(yàn)研究[J].化學(xué)工程與裝備，2016，06：142-144.

[3]馬志宇，蔡亮，段秋生，馬偉平.國(guó)內(nèi)外油氣管道清管技術(shù)的現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢(shì)[J].石油庫(kù)與加油站，2016，2506：14-19+5.

[4]ErnestCasey，張麗萍.現(xiàn)代清管技術(shù)綜述[J].國(guó)外油田工程，1998，10：33-36.

[5]肖幾力.國(guó)外清管技術(shù)及應(yīng)用[J].油氣管道技術(shù)，1981，02：25-27.

（作者單位：1.吉林化工學(xué)院石油化工學(xué)院;2.吉林省松原石油化工股份有限公司）