微波加热对高凝油流变特性影响的实验研究

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1、北京石油化工学院学报第18卷第3期VoI．18NO．3JournalofBeijingInstituteof2010年9月Sep．2010Petro—chemicalTechnology微波加热对高凝油流变特性影响的实验研究*戴静君孔令锋丁钊刘梦绯(I．北京石油化工学院，北京102617；2．北京化工大学，北京100029)摘要高凝原油输送工艺存在一定的局限性，微波辐射加热方法能改善高凝油的低温流动特性。笔者主要研究微波辐射对高凝原油处理效果的影响因素和各因素的影响程度。设计并进行了微波对渤海高凝原油作用的室内实验。对未处理原油、水浴加热处理原

2、油和微波加热处理原油进行了流变性变化比较实验，并在微波功率不变而加热到不同温度和不同加热时间的条件下进行了流变性随微波加热温度和加热时间变化规律实验研究。实验研究结果表明高凝原油通过微波辐射作用能有效改善其低温流动性。关键词高凝油；微波；流变特性；剪切速率；剪切应力中图法分类号TE832．331高凝油就是含蜡较多的高凝点原油l_1]。针这种内能以热的形式表现出来，使介质的温度对我国高凝原油的管道输送技术存在局限性的升高。而且经过处理后的原油所具有的特性是现状，采用微波辐射加热方法达到快速降凝并不可逆的，所以通过微波辐射来实现高凝原油实现高凝原油

3、的高效、低成本净化与常温长距的高效、低成本净化与常温长距离管道输送。离管道输送的目的。因此，进行微波加热对高在原油管道输送过程中，由于流体不能承凝油流变特性的影响实验研究是非常必要的。受剪切力，因而不能保持其外形的稳定。所以采用实验研究和理论分析相结合的方法，在外力的作用下，流体就会发生流动和变形等以微波对高凝原油处理效果的影响实验研究为的性质，称为流变性。流变性的评价指标包括主。通过对高凝原油降凝机理的分析并结合微原油的粘温曲线、倾点、凝点、屈服值和流变曲波能的产生、转化和特点分析，探求微波辐射处线。相对于高凝油而言，流变曲线是描述流体理高凝

4、原油的作用效果和影响因素。流变性最核心的评价指标。实验着重测试渤海高凝油的流变曲线，所1实验依据以剪切应力与剪切速率的关系为：高凝油是原油中含固体烃类较多且易凝的一(1)原油。它在油温高于析蜡温度时，粘度较低；而式中，为剪切应力，叼为粘度，D为剪切速率。当温度接近凝点时，粘度急增。高凝油的另一首先测试30℃下未处理原油与微波处理个特点是所含碳氢化合物的分子量变化范围很后原油的粘温曲线，更直观表现出低温下微波大。当石蜡结晶析出时，便对高含蜡原油正常处理原油的良好改善效果，随后进一步测试低的集输造成非常严重的破坏。经过微波处理后温条件下微波处理原油

5、，温度为3O℃，剪切速的高凝原油，其低温流动性发生了明显的改变，率为常用速率150(1／s)的流变特性曲线。这样可以降低管道的输送压力。在微波加热时，电磁波穿透介质，在介质内部转变为内能，2实验内容从对渤海高凝原油的加热处理人手，通过收稿日期：2010—04—23未处理、水浴和微波辐射的加热方式比较原油*北京石油化工学院URT资助项目，项目号：2oo9Joo128。加热后的流变特性，进一步研究微波辐射加热8北京石油化工学院学报2010年第18卷对高凝油流变特性的影响程度。实验的原油油样取自渤海高凝原油，在室温22℃下密度为0。8735kg／m。

6、，凝点为26℃。实验主要采用对比分析法。首先取适量未处理原油，通过流变仪测出未处理原油的剪切力。再取渤海高凝原油在微波谐振腔内加热，且将处理后的样品放置48h，对比微波加热处剪切速率，s图2微波加热4O℃后，在3O℃下剪切力与理到不同温度后和水浴加热不同温度后的剪切剪切速率变化曲线力的变化。再进行微波加热不同时问的实验，对比实验结果。确定最佳的微波加热温度。分析微波处理前后高凝油的流变特性，通过对比实验数据了解微波加热对原油的作用效果。3实验结果及分析根据渤海高凝原油的实验数据以及不同温度下未处理、水浴和微波加热处理后的高凝原剪切速率，s油流变

7、特性对比图对结果进行分析。根据未处图3微波加热55℃后，在3O℃下剪切力与剪切速率变化曲线理高凝油剪切力、微波处理后高凝油剪切力和水浴加热处理高凝油剪切力计算得出微波处理热均能降低剪切力，但在加热温度相同的情况高凝原油后剪切力的降低幅度。下，微波辐射加热比水浴加热具有更明显的降3．1未处理与微波加热高凝油粘温曲线对比低效果；在加热温度为55℃时的剪切力降低效未处理渤海高凝油与经微波辐射加热到果最明显[2]，此时，水浴加热剪切力降低了55℃处理后的高凝油的粘度差异见图1。50．56，微波加热降低了55．49。而且微波处理的高凝油在放置48h前后剪

8、切应力基本保持不变。3．3微波加热温度对高凝油剪切应力的影响采用水浴与微波加热高凝原油(含水率低于0．5)到40，45，50，55，6O，65，7O，