不同加热温度和降温速率对含蜡原油析蜡点的影响

齐 林，吴 明，胡志勇

（辽宁石油化工大学，辽宁 抚顺 113001）

不同加热温度和降温速率对含蜡原油析蜡点的影响

齐 林，吴 明，胡志勇

（辽宁石油化工大学，辽宁 抚顺 113001）

利用差示扫描量热法(DSC)对原油的析蜡特性进行分析，并得到了析蜡过程的热谱图和dh/dT-T曲线。以大庆原油为研究对象，对dh/dT-T曲线进行分析，探讨了加热理温度、温降速率对析蜡点的影响。结果表明：加热温度高于溶蜡点温度时，析蜡点随温变化小；加热温度低于溶蜡点温度，析蜡点随温度的降低先增大后减小。温降速率越大，析蜡点越低。

析蜡点；加热温度；降温速率；差示扫描量热法

目前主流的确定原油析的方法主要有显微观测法[1,2]、旋转黏度计法[3]，活化能增量法[4]，DSC法[5]等，大多数方法都是测量在固定条件下原油的析蜡点，未考虑加热温度和降温速率对析蜡点的影响。本文在DSC法的基础上，分析了加热温度、降温速率对析蜡点的影响。

1 实验原理

根据DSC仪工作原理可知DSC测量的是试样吸热或放热速率，所以原油热谱图中纵坐标为热焓变化率dh/dt，单位为W；

在测量试验过程中，DSC是以线性升温或降温的方式。

热焓随时间变化和热焓随温度变化的关系式为

对原油热谱图纵坐标除以降温速率，可得到原油的dh/dT-T曲线，见图1。

DSC法测定原油析蜡点，是将原油加热至析蜡点以上，当温度降低至析蜡点时，由于原油中蜡开始析出，放出结晶热， 原油DSC曲线开始偏离基线，偏离基线的第一个温度点为析蜡点Tc。所以偏离dh/dT-T曲线的基线的第一个温度点为原油的析蜡点。为方便不同条件下原油析蜡点的比较，本文采用dh/dT-T曲线描述原油降温过程的变化。

2 试验部分

2.1 试验仪器和样品

试验仪器为美国T A公司的DSC-Q20型差示扫描量热仪。其温度范围：-90～720 ℃，温度准确度±0. 1℃，温度精确度：±0.05 ℃，量热重现性：±1%，量热精确度：±0.1%。制冷系统是美国TA公司的RCS90机械制冷器。

图1 原油DSC热谱图和原油dh/dT-T曲线Fig.1 DSC thermal spectra of crude oil and dh/dT-T curve of crude oil

试验样品为大庆管输原油，重量8.7 mg。

2.2 试验方法

对仪器进行校正后，开始启动差示扫描量热仪。将试验盘，参比盘（不放空气）放入炉体中。

(1)分别设定不同的加热温度（在55～95 ℃温度区间内，每隔5 ℃取一个温度作为加热温度）恒温3 min左右，设置降温速率为6 ℃/min，实验终止温度为-80 ℃｡

设定加热温度为80 ℃，终止温度为-80 ℃，恒温时间为 3 min；然后分别设置不同的降温速率(2、4、6、8、10 ℃/min)。

3 试验结果与分析

3.1 加温度对析蜡点的影响

图2为加热温度低于溶蜡点的不同加热温度原油dh/dT-T曲线｡从图2可以看出，当原油加热温度低于溶蜡点时，原油中蜡尚未完全溶解，原油在降温过程中，尚未溶解的蜡晶容易形成晶核，促使原油在较高的温度析出蜡晶。

图3为大庆原油加热温度高于溶蜡点的不同加热温度下的原油dh/dT曲线。从图3中可以看出，当原油加热温度高于溶蜡点时，原油中蜡完全溶解，在降温条件一定的条件下，原油的析蜡点随加热温度的影响较小，不同加热温度条件下原油的析蜡点都在49 ℃左右。

图2 不同加热温度(低溶蜡点)下的大庆原油dh/dT-T曲线Fig.2 The different heating temperature( lower than the melting point)dh/dT-T curve of Daqing crude oil

图3 不同加热温度（高于溶蜡点）下的大庆原油dh/dT-T曲线(加热温度)Fig.3 The different heating temperature(lower than the melting point)dh/dT-T curve of Daqing crude oil

图4为不同加热温度下原油析蜡点。从图4中可以看出，加热温度高于溶蜡点条件下测得的大庆原油析蜡点比加热温度低于溶蜡点条件下测得的析蜡点低。加热温度高于溶蜡点时，原油析蜡点相差很小。

加热温度小于溶蜡点时，由于原油中未溶解的蜡晶形成晶核，促使原油更早的析出蜡晶，表现出更高的析蜡点。随着加热温度降低，原油中未溶解的蜡逐步增加，原油的溶解度不断降低，原油逐渐从过饱和溶液转变成饱和溶液。一方面未溶解的蜡促进原油在更高的温度析出蜡晶，另一方面，过多的蜡未溶解，导致原油中蜡的过饱和度较低，在降温过程中开始抑制原油蜡晶的析出，当两者作用平衡时，原油析蜡点达到峰值，当加热温度降低到60℃时，原油的析蜡点达到峰值。当原油加热温度低于60 ℃时，此时原油中溶解的蜡量小于原油在该温度下的溶解度，过多未溶解的蜡开始抑制原油中蜡晶的析出，使原油的析蜡点降低；且加热温度越低，原油的析蜡点温度越低。所以原油析蜡点先增大后减小。并且随着加热温度的降低，原油dh/dT-T曲线中的第一个析蜡波峰开始消失。

图4 不同加热温度下大庆原油的析蜡点Fig.4 The wax precipitation point of Daqing crude oil at different heating temperatures

图5 不同降温速率下大庆原油在的析蜡点Fig.5 The wax precipitation point of Daqing crude oil at different cooling rates

3.2 降温速率对原油析蜡点的影响

图5为大庆原油在不同降温速率下原油的析蜡点。由图5可知，原油析蜡点随原油降温速率的增大而减小。降温速率对析蜡点的影响远大于加热温度对析蜡点的影响。当原油降温速率较大时，原油在较高的温度时来不及形成晶核，从而使原油析蜡点降低。

4 结 论

（1）加热温度高于溶蜡点温度时，析蜡点随温变化小；加热温度低于溶蜡点温度，析蜡点随温度的降低先增大后减小。

（2）温降速率越大，原油析蜡点越低。

［1］ 国家发展和改革委员会. SY/T 0521-2008原油析蜡点测定显微观察法[S]. 北京：石油工业出版社，2008.

［2］ 李鸿英, 冯颉. 基于蜡晶显微图像的定量分析确定原油析蜡点[J].油气储运, 2013, 32(1): 23-26.

［3］ 中华人民共和国能源部. SY/T 0522-1993原油析蜡点测定旋转黏度计法[S]. 北京: 石油工业出版社, 1993.

［4］ 姜彬, 邱凌. 高凝原油析蜡点的不同确定方法与应用[J]. 断块油气田, 2014, 21(3): 405-408.

［5］ 中华人民共和国石油天然气行业标准. SY/T 0545-2012. 原油析蜡热特性参数的测定：差示扫描量热法[S]. 北京: 石油工业出版社, 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

齐林（1989-），男，湖南省株洲人，硕士学位，2016毕业于辽宁石油化工大学油气储运工程专业，研究方向：长输管道蜡沉积研究。E-m ail：ql453242047@163.com。

吴明（1961-），男，教授，博士学位，研究方向：油气管道输送技术研究；油气管线泄露监测技术研究；管道地理信息技术研究；油气管道腐蚀与防护技术研究；储运过程系统节能技术。E-m ail：w um ing0413@163.com。