管道蜡沉积模型中扩散系数的研究

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1、第43卷第10期当代化工Vo1．43，No．102014年10月ContemporaryChemicalIndustryOctober，2014管道蜡沉积模型中扩散系数的研究韩善鹏，刘丽云，陈普敏(I．中困石油大学(北京)油气管道输送安伞圜家‘翻莹实验室，城市油气输配技术北京市重点实验拳，北京102249；2．新疆石油勘察设计研究院，克札玛依834000)摘要：分子扩散足管道蜡沉积的主要驱动力，蜡分子的径向扩散质量流(‘，=D·(dC／dr))决定了蜡沉积增长速率，其中关键参数为蜡分子在原浦中的扩散系数原油为多组分复杂混合物，扩散过程复杂，不利于定量研究。从简单的二元烷烃体系人手，研

2、发了Taylor分散法测试装置，并总结了闺内外学者的理论和实验研究，针对一C，n—C，体系进行比较分析，为深入研究多冗蜡分子扩散现象提供了基础。关键词：蜡分子；蜡沉积；二元烷烃溶液；扩散系数中图分类号：TE832文献标识码：A文章编号：1671—0460(2014)10—2178—04ResearchontheDiffusionCoeficientintheModelofPipelineWaxdepositionHANShan-peng1，LIULi-yun，CHENPu—min(1．NationalLaboratoryforPipelineSalty／BeijingKeyLabor

3、atoryofUrbanOilandGasDistributionTechnology,ChinaUniversityofPetroleum，Beijing102249，China；2．XinjiangPetroleumExplorationandDesignInstitute，XinjiangWulumuqi830011，China)Abstract：MoleculediffusioniSthemajordrivingforceforwaxdeposition．Themassfluxofwaxmolecules(=D·(dC／dr))determinesthewaxdepositi

4、ncreasingrate．Consequently,theamountofdiffusioncoeficientplaysasignificantroleinpredictionofwaxdespiteincreasingrate．However,thecrudeisacomplexmixture，increasingthedificultiesinquantitativelyinvestigationofmasstransferprocess．Inthispaper,thesimpletwo—componenthydrocarbonmixtureof(—C18+n-C7)wasu

5、sedtomeasurethediffusioncoeficientofn-CI8inH-C7．UsingtheHPLCunit．anapparatuswasdevelopedaccordingtoTaylorDiffusionprinciple．ThisapparatuswasusedtomeasureDof．C18inr／．C，．Thepredicteddiflusioncoeficientswerecomparedwiththemeasuredvalues．Thisworkcanprovideafoundationforfurtherresearchondiffusionpro

6、cessincomplexliquidmixtures．Keywords：Waxmolecule；W_axdeposition；Two—componenthydrocarbonmixture；Difsioncoe衔cient原油是由多种有机物为主组成的复杂混合物，蜡分子在管道径向的质量传递是形成管道蜡沉包括蜡(饱和烷烃)、芳香烃、异构烷烃、胶质和沥积的直接原因。如图1所示，蜡分子在油流中的对青质。原油中C。以上的正构烷烃被称为蜡，在管流扩散质量流以及其在蜡沉积层中的扩散质量流造道输送过程中随温度降低析出并部分沉积造成管道成蜡沉积层厚度以及蜡沉积层中蜡含量的增加。蜡沉积，严重时会造成管

7、道堵塞’。原油蜡沉积是蜡沉积层厚度的增长速率取决于油流中向影响管道安全、经济、高效运行的重要问题。蜡沉积层表面的对流扩散质量流一Dw0dCl，如式1扩散系数在蜡沉积模型中的重要意义l所示。蜡分r浓度C温度JT‘蜡分一，?L锵(瓦∽dd口(一Dw0li一](1)流动方向>／T．．对流扩散质量流可以分解为2个因素：(1)蜡结蜡⋯1蜡f散l量‘／T．．‘’F。11沉积层表面温度下蜡分子在原油中的扩散系数，管避Dw0(椭)；(2)蜡沉积层表面的浓度梯度，图1蜡分子