成品油管道清管污油除杂研究

邵慧龙 于维广

摘要：随着我国经济和技术的发展，成品油管网建设逐渐得到完善、管道系统也越来越复杂、管网的安全及监测也显得尤为重要，如何使管道运输在安全、经济、便捷的情况下发挥更大的效益已经成为广大学者主要研究的一个方向。本文将针对成品油管道清管污油除杂设计实验，讨论不同条件下的除杂效果。

关键词：成品油;污油;除杂;管道清管

1 引言

不同油品之间的混合，会导致污油的产生，其中还包含大小悬浮颗粒，各种离子等机械杂质，以及游离水等[1-3]。常采用采用离心分离法、重力沉降法、以及添加破乳剂法等方法进行处理[4]。在经过多次的筛选与排查后，发现壳聚糖具有很好的除杂效果，壳聚糖分子具有游离氨基，所以盐容易在酸性溶液中形成，从而表现出阳离子性质。此外随着分子中氨基数量的增加，壳聚糖的氨基特征也将越来越明显，为壳聚糖的许多生物学和加工特性奠定了基础，另外，研究发现海藻酸钠也有效去除杂质，海藻酸钠是从褐藻或海藻的海带中提取碘和甘露醇的副产品，其分子由组成，它是一种由β-D-甘露糖醛酸与α-L-古洛糖醛酸相连的天然多糖，具有药物制剂所需的稳定性、溶解性、粘度和安全性[5]。

过滤一直都是除杂的首选方法，但成本较大，除杂效果也不是十分理想，并且不便于安装、检查，适用的范围也具有局限性。本文选用以上两种化学试剂对油品进行除杂测定，探索加人化学剂除杂的方法，以上化学试剂加入了油品后不会对油品产生二次污染，对人体和环境也无害，便于回收利用。

2 实验仪器和设备

实验仪器包括烧杯（400ml、300ml、250ml）、量筒（10ml、25ml、50ml）、试管（10ml）、圆底烧瓶（250ml、300ml）、胶头滴管、水分接收器、直管冷凝器、素瓷片、酒精灯、称量纸、电子秤以及单倍显微镜和超级恒温水浴箱等。

3两种除杂试剂的对比实验

准备两个试管，各选取10ml污油样品，将两种化学试剂里各取0.2g药品加入试管中，再将相同来源、同样体积的污油在恒温水浴中加热至35度，使药品与油品充分接触，混合均匀，沉降24h后，进行比较分析，考察化学试剂对油品的除杂效果，主要是觀察油品中是否存在悬浮物或者悬浮物存在的多少、油品的亮度以及除杂率。

结果显示添加海藻酸钠试管溶液浑浊，且呈现乳状液，主要是因为其中相应的离子或者物质与试剂发生了反应，故海藻酸钠比较适合进行污水处理，而对于污油则并不适用。因此我们选用壳聚糖，其中上部液体相对较清晰，相比海藻酸钠试剂中的固体颗粒，其含量要低得多，而且悬浮物质少，油品清晰透明。所以暂时确定除杂效率较好的壳聚糖。

4除杂效果的影响因素分析

对于除杂效果的影响，主要有四个方面，即温度、加剂量、时间以及壳聚糖与海藻酸钠之间的配比情况，接下来我们将逐一进行分析：

4.1温度对除杂效果的影响

取五个10ml的试管，倒入等量的油品，再各加入0.2g的壳聚糖药品，分别将其置入25度、35度、45度、55度、65度恒温水浴箱中加热到相应温度，然后等24h后观察现象。结果表明1、2、3、4、5号试管都有不同程度的悬浮液和固体颗粒杂质沉于底部，在上面各试管上、中层各取相同体积的溶液，混合均匀后，再各取1ml溶液置于显微镜以滤纸作为载体观察，根据显微镜观察下的结果，得到相应的固体颗粒含量。

实验结果表明污油除杂率随温度的增加先上升后下降，这是因为提高适当的温度，使得油水界面上的机械杂质在油中能够获得更高的溶解度，从而界面也更容易破裂，与此同时适当地提高温度也在一定程度上降低了污油粘度，使得机械杂质与油水更容易分离，沉降至底部。温度过高除杂率反而降低，这是由于分子运动变得更加剧烈，不利于杂质的聚集沉降。当温度为35度时除杂率达到最大，所以确定除杂的适宜温度为35度。

4.2壳聚糖加剂量对除杂效果的影响

为了能够使除杂率达到最佳，选择在35度温度下沉降24h，分别取五个10ml试管分别加入剂量为0.1g、0.2g、0.3g、0.4g、0.5g的药品，将其均置于35摄氏度的恒温水浴中，使其充分接触，混合24h后考察除杂效果。

在相同温度沉降一定的时间，当添加0.2g的壳聚糖时其效果更佳，不仅是因为其固体颗粒杂质含量少，而且2号试管中的悬浮物相对来说也很少，溶液颜色比较透明清澈，更具代表性。

同上我们也取了各加剂量下试管中、上部的溶液，与前面所取的体积相同，然后混合均匀后各取1ml放在显微镜下观察，结果表明，污油除杂率随壳聚糖加剂量增加先升高后下降。主要原因是壳聚糖量的适度增加，会使界面张力降低，界面膜更容易破裂，从而固体颗粒更容易聚集沉降下来，当壳聚糖加剂量为0.2g时，除杂率达到最大，继续增加壳聚糖剂量，污油的除杂率降低，这是因为一定量的壳聚糖在一定条件下只能絮凝相应量的杂质。壳聚糖量过多，除杂率反而降低。

4.3.沉降时间对除杂效果的影响

为了使此实验效果更清晰，效果更佳，在所测油品中加入0.2g的壳聚糖药品，在35度的环境下进行沉降实验，分别记录沉降时间为 3、6、12、24、36、48h 下对污油除杂率。结果表明污油除杂率随沉降时间的延长而逐渐提高;当沉降时间为 24h时，除杂率已经达到88%，继续延长沉降时间，除杂率变化很小。从降低生产成本，节约能耗的角度，最终确定沉降时间为24h。

4.4两种药品的配比对除杂效果的影响

在确定合适的温度和剂量后，将两种化学试剂以不同的比例进行混掺。取3组实验，分别按1：1、1：2、2：1进行实验。选出除杂效果最好的混合比例。将选出的除杂效果最好的一种与相同温度和剂量下的加入壳聚糖的实验进行比较和分析。

结果表明不同配比下的混合试剂不仅不能对污油的除杂起到更好的作用，反而彼此之间形成了一种浑浊、难以互溶的乳状液体，使得固体颗粒难以靠自由沉降沉淀下来，故两种药品之间的配比不利于污油进行除杂。考虑到温度可能会影响油品的粘度，从而影响它的沉降过程，我们分别在35度、45度、55度以及65度下对三种类型的配比做了实验，结果表明，不管温度如何，壳聚糖与海藻酸钠的任一配比均没有达到良好的除杂效果，而且两者之间可能发生了某种反应，形成某种乳状液，使得污油中的固体颗粒更难以沉降，而且随着温度的升高，污油中的液体更难以流动，它们凝结在一起，使油品更加粘稠，难以沉降，无法达到除杂效果，因此我们不予考虑壳聚糖与海藻酸钠两者之间的配比情况。

5 结论

经过严谨细致的分析，我们发现壳聚糖拥有比海藻酸钠       更好的除杂效果，并确定了添加壳聚糖试剂法中最佳实验条件，即温度35度，加剂量为0.2g，沉降时间为24h，壳聚糖与海藻酸钠两者之间的任一配比的除杂效果都差，在实验温度25度、35度、45度、55度、65度下都没有良好的除杂性，而且试管中的溶液呈现浑浊现象，液体凝结难以流动，所以直接选用壳聚糖试剂作为除杂试剂效果最佳。

参考文献：

[1]张春晓.在全球化背景下论中国输油管道事业的发展[J].今日科苑，2010，（9）：102～104.

[2]史俊杰.成品油管道清管乳化污油处理实验研究[J].化学工程与装备，2016，06：142-144.

[3]马志宇，蔡亮，段秋生，马伟平.国内外油气管道清管技术的现状和发展趋势[J].石油库与加油站，2016，2506：14-19+5.

[4]ErnestCasey，张丽萍.现代清管技术综述[J].国外油田工程，1998，10：33-36.

[5]肖几力.国外清管技术及应用[J].油气管道技术，1981，02：25-27.

（作者单位：1.吉林化工学院石油化工学院;2.吉林省松原石油化工股份有限公司）