原油输送管道内涂层防结蜡问题研究

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1、油气储运2005年验研奉坛怜坛纷坛映原油输送管道内涂层防结蜡问题研究夏志’梁静华赵丽英冯庆善时京高强宋飞(中海石油研究中心开发设计部)(中国石油管道公司管道科技中心)夏志梁静华等:原油输送管道内涂层防结蜡问题研究，油气储运，2005,24(6)28.30.摘要管道内涂层可以减少原油中的蜡在管壁上的沉积量，利用自行设计的原油动态结蜡模拟装置，对比研究了不同涂层的防蜡率，以及在不同搅拌转速和不同的油温及壁温下管壁内涂层对防蜡率的影响。结果表明，涂层的防蜡率随着时间的增长有下降的趋势;搅拌速度越大，防蜡效果越好;壁温和油温对防蜡效果影响不大。主题词含蜡

2、原油管道内涂层防结蜡研究蜡晶体的粘附，使管道内壁的蜡沉积物在较小的剪一、前、~切力作用下就可以脱落，达到防结蜡的目的。苏建曰国等人(2)通过对玻璃、环氧酚醛烘干漆衬里管道防在原油开采及管道输送过程中，由于压力、温度蜡机理的研究认为，与碳钢管相比，玻璃衬里管道内等环境条件的变化，原油中的蜡、沥青质及胶质会沉壁较强的亲水特性和光滑的表面是降低积蜡、防止积在管壁上，使原油的输送阻力增大。管道输送原管道堵塞的关键。钢管涂有有机硅树脂后蜡沉积量油过程中的沿程阻力由原油与壁面、原油体相质点明显减少，而涂有环氧酚醛烘干漆衬里的钢管虽具之间两部分的摩擦阻力组成。

3、在流体润湿管内壁的有光滑的内壁表面，但由于其具有比钢管更弱的亲条件下，不论流态是层流还是紊流，都存在层流边界水性，其蜡沉积量并未明显减少。Parks")研究了固层，最大的流速梯度集中在管壁附近，而且形成较大体表面状态与蜡沉积的关系，提出在金属表面某种的剪切力。这是原油在管道中流动时阻力的主要来吸附膜的存在能减小蜡与其表面的吸附。Agraw-源，而壁面剪切力的大小取决于所输送的原油特性alc4)对表面粗糙度和蜡沉积的关系进行了研究，发和原油与固体壁面间的相互作用力。管壁与流体分现在粗糙金属表面的蜡沉积比在光滑金属表面多，子之间的吸引力越强，由壁面引

4、起的摩擦阻力损失蜡沉积量随着表面粗糙度的增长而增加。Jessen等越大。如果在管道内壁喷涂一层内涂层，改变流体人〔5〕对不同材料管道上的蜡沉积研究表明，在光滑对管壁的湿润程度，就能降低管道沿程阻力，节省输塑料表面的蜡沉积量远小于在钢铁表面上的沉积油能耗，从而提高经济效益。量。Hunt等人(s)认为蜡沉积不是靠与表面分子的作用力来支撑，而是靠表面粗糙度来支撑的，因此，二、内涂层防结蜡研究现状表面粗糙度是影响蜡沉积的重要因素。Jorda(7)通过多组对比试验得出结论，在其它条件相同的情况在含蜡原油管输过程中，蜡沉积是由于蜡晶体下，表面越光滑，蜡沉积量

5、就越少。如果表面粗糙，在管道内壁表面粘附，并不断积累而形成的。兰州不仅蜡沉积量多，而且沉积下来的蜡的分子量也较化学物理研究所张学俊‘1〕等人从改变管道表面的湿大，很难清除。对于一些石蜡基材料，由于与蜡分子润性角度考虑，在管道内壁涂覆一层涂层，以改变管之间有很强的化学吸引作用，即使表面光滑，蜡沉积道内壁的表面特性，使其形成疏油表面，从而减小与量也会很多。Charles等人〔a，在1984年通过试验认二100027，北京市东三环北路京信大厦2724房间;电话:135204724570第24卷第6期夏志等:原油输送管道内涂层防结蜡问题研究29为，塑料涂

6、层能减少蜡沉积是塑料表面光滑的缘故。2、试验涂层的选择以上调研结果表明，管壁材质及表面粗糙度对在相同的试验条件下，将无涂层时的结蜡试片蜡沉积规律有显著影响，在管道内壁涂覆合适的涂和涂覆不同涂层的结蜡试片上的结蜡量进行对比，层，可以改变管壁表面性质，减小管壁与蜡之间的相根据式(1)计算其防蜡率。互作用力，达到防止结蜡的目的。PR=(W,一W,)/W,X100%(1)式中尸*—防蜡率;W,—无涂层时的蜡沉积量，9f三、内涂层防结蜡试验研究WZ—涂覆涂层后的蜡沉积量，go在4个动态结蜡模拟装置容器里分别装人1.41、试验装置kg的都善原抽，容器内油温控

7、制在8'C，沉积面温为了研究对比不同内涂层的防蜡效果，以及在度控制在20C，搅拌器的转速为150r/min。试验用不同搅拌转速和不同的油温及壁温下管壁内涂层对时216h后，取出沉积物并称重，计算其防蜡率，结防蜡率的影响，自行设计了原油动态结蜡模拟装置，果见表30见图to表3各内涂层的防蜡效果对比温度计搅拌器涂覆材料防蜡率一涂覆材料防蜡率类型%一类型氟碳树脂48.8环氧树脂16.6一‘氧粉“0.2从表3可以看出，在相同的条件下这三种涂层均有一定的防蜡效果，其中氟碳树脂的防蜡效果最冷水进口好，其次是环氧树脂，环氧粉末防蜡效果最差。因此，管道内涂层应选

8、用氟碳树脂涂层。3、影响防蜡率的因素沉积面通过研究对比了在不同搅拌转速和不同油温、图1动态结蜡模拟装置示意图不同壁温对氟碳树脂涂层防蜡率