原油降凝剂种类概述

原油降凝剂种类概述摘要：在我国原油处理中，常使用降凝剂，原油降凝剂的作用是降低原油粘度，使原油在开采和运输过程中，减少阻力，增产增效。

本文总结回顾了原油降凝剂的发展历程，详细介绍了各类原油降凝剂及其特点。

关键词：降凝剂发展历程特点我国原油大部分属于高含蜡原油，蜡含量高达l5％～37％，个别原油蜡含量高达40％以上，且大部分集中在润滑油馏分内。

此外，原油还含有胶质和沥青质等多种组分，给石油的开采和运输带来很多困难。

如原油中含的水分就必须脱除，否则不仅影响后加工，也会增大运输负荷。

由于原油的这种复杂组成，使得当温度降到某一值时，原油开始析出微小的晶粒，随着温度不断下降，蜡晶逐渐增多，最终形成结晶而失去流动性。

由此可见，降低原油凝固点和改善其流动性能有着很重要的意义。

为改善含蜡原油的流动性，采用了热处理、添加减阻剂、稀释、水悬浮等多种输送方法，但这些方法普遍存在能耗大、设备投资和管理费用高，且停输后再启动困难等问题。

从降低能耗和生产成本、提高管道运行的安全性角度，向原油中添加合成化学降凝剂，是实现原油常温乃至低温输送的最简便、有效的方法。

化学添加剂是通过降低原油凝固点、降低其粘度或减少其流动阻力来改进原油流动性的。

目前，最受瞩目的方法是加入降凝剂降低原油的凝点，增加其流动性。

原油降凝剂是原油流动改性剂的一个重要组成部分，又称为低温流动改进剂。

它们是一类能够降低石油及油品凝固点，改善其低温流动性的物质。

近年来，用原油降凝剂来改善含蜡原油流变性的化学改性技术越来越受重视。

1 原油降凝剂的种类含蜡原油失去流动性的原因是由于在低温下析出蜡晶，这些蜡晶大多呈板状或针状，并且相互结合在一起形成三维网目构造，把低凝点的油分、胶质、沥青质、污泥、水等吸附并包在里面，形成蜡膏状物质，而使原油失去流动性。

降凝剂的作用是影响蜡晶形态和网目构造的发育过程，改变原油中蜡晶的尺寸和形状，阻止蜡晶形成三维空间网络结构。

但是，降凝剂不能抑制蜡晶的析出，只能改变蜡晶的形态，使蜡晶形成三维空间网络结构的能力变弱，从而改善含蜡原油的低温流动性能。

目前公认的原油降凝剂有如下几种类型：1.1 表面活性剂型这类原油降凝剂是通过在蜡晶表面吸附的原理，使蜡不易形成遍及整个体系的网状结构而起降凝作用，例如石油磺酸盐、聚氧乙烯烷基胺等。

研究证实，多支链、空间结构对称的降凝剂诱导石蜡生成了球晶和致密的蜡晶结构，减少了比表面积，从而抑制了晶间网状结构的形成。

初步认为，降凝剂与蜡的相互作用近似于表面活性剂的“增溶”作用。

1.2 聚合物型这类原油降凝剂是通过与石蜡共同结晶的机理，使蜡晶的晶型产生扭曲，阻碍蜡晶的长大形成网络结构，起到防蜡作用。

主要有3类，即长链烷基萘、聚烯烃类(以聚σ烯烃为主)、聚酯类，其中又以酯类聚合物为主。

烷基萘又称巴拉费罗，是世界上最早使用的添加剂，20世纪3O年代开始使用，也是中国生产的第一个添加剂品种，于1954年在大连石油七厂投产，产品代号为T8O1。

此产品对中质及重质润滑油有很好的降凝效果，一般用于内燃机油、机器油和齿轮油中，加剂量约为0．2％～l0％。

聚烯烃类以聚σ烯烃为主，是20世纪7O年代由石油化工科学研究院自行研制开发的，统一代号T803。

此产品适于各种油品，加剂量约为0.2％～1.0％。

聚酯类降凝剂有3种基本类型：醋酸乙烯酯聚合物、丙烯酸烷基酯聚合物、马来酸酯或富马酸酯聚合物。

以聚丙烯酸酯为例，产品代号为T602，此产品色浅，降凝效果显著，除具降凝效果外，还有增粘作用，加剂量一般为0.1％～0.5％。

1.3 复配型共聚物原油降凝剂对原油的降凝效果有很强的选择性。

由于成品油，尤其原油中蜡的含量及相对分子质量分布、胶质、沥青质的含量和性质随原油的种类不同而不同，为了能更有效地降低原油的凝点，并适合于多种油品，选择几种主碳链不同的降凝剂或不同极性侧链的降凝剂进行复配，使得主碳链数的范围扩大，原油不同碳数的蜡晶被覆盖的范围也相应增大，从而有效提高了降凝剂的降凝作用。

目前有2种复配方法得到广泛应用。

(1)利用酯型降凝剂，从事原油石蜡烃碳数分布与降凝剂长度间的匹配研究。

当碳链碳数与石蜡正构烷烃相匹配时，能比较容易地吸附在刚形成的蜡晶表面上，干扰蜡晶生长，例如，聚合物AEMV和非离子表面活性剂的复配物和苯乙烯一马来酸酐一丙烯酸十八醇酯共聚物与醋酸乙烯酯一马来酸酐一丙烯酸十八醇酯共聚物的复配物。

(2)从降凝剂分散蜡晶角度看，充分利用高分子表面活性剂和全氟表面活性剂的高分散作用，可以增加铵盐、酰胺基等高分散型基团，加强PPD分散性。

美国Conoco公司配方和美国CIBA GEIGY公司的配方都混入了全氟表面活性剂。

我国原油形式多样，成分差别很大。

目前我国已开采的原油以低硫石蜡基居多，大庆等地原油均属此类。

其中，最有代表性的大庆原油，硫含量低，蜡含量高，凝点高，能生产出优质煤油、柴油、溶剂油、润滑油和商品石蜡。

胜利原油胶质含量高(29％)，比重较大(0．91左右)，含蜡量高(约l5％～ 2l％)，属含硫中间基。

汽油馏分感铅性好，且富有环烷烃和芳香烃，是重整的良好原料。

针对我国不同的原油类型，我国国内研制的降凝剂也有很多种，具体情况见表1，从中可见，降凝剂是以高分子聚合物、共聚物和降凝剂的复配居多。

2．原油降凝剂的发展情况由于国外降凝剂研究最早可追溯到2O世纪30年代，我国进行原油降凝剂的研究和生产落后于国外数十年，降凝剂的品种和数量远少于国外。

目前仍有很多型号的降凝剂主要依赖进口，不但价格较贵，而且我国原油多含蜡基，蜡含量高，对进口剂的感受性较差，使用效果并不理想。

表2给出了国外近年来降凝剂的研究情况。

目前，国产的降凝剂主要有以下几类：(1)乙烯／醋酸乙烯共聚物(EVA)。

这种降凝剂是由乙烯和醋酸乙烯共聚而成。

其中含VA4O一5O的产品对原油降凝效果最佳。

我国在初期引进和研究的降凝剂多属此类，如F21降凝剂。

(2)三元共聚物。

这种降凝剂是一种新型高分子降凝剂，它是由乙烯、醋酸乙烯和乙烯醇氧烷基聚醚聚合而成，如wHP即属此类。

(3)丙烯酸酯聚合物这种降凝剂是由丙烯酸与高碳醇酯化后聚合而成，如GY 系列降凝剂就属此类。

表1 我国的原油降凝剂种类表2 国外降凝剂的种类3．原油降凝剂的应用(1) WHP降凝剂。

WHP降凝剂是由石油勘探开发研究院研制开发的一种新型高分子表面活性剂型降凝剂。

这种降凝剂既具有聚合物的特点，又有一定的表面活性，与某些常用的降凝剂，如EVA等相比，不但对一般蜡原油，而且对高碳蜡原油均表现出良好的降凝效果。

例如对高碳蜡的吐哈原油在加药量50mg／L时，一般原油没有降凝效果，而WHP可以使原油凝固点从17"C降至10"；而对高碳蜡的新疆混合原油，加药量20mg／L时WHP可以将原油的凝固点从l1℃降至一15℃，而最好的降凝剂只能降至一8~C。

即使对凝固点较高的江汉原油，加药量为100mg ／L时．一般的降凝剂只能将凝固点从34℃降至22℃，而WHP则可降至14℃。

另外，WHP降凝剂对鲁宁线的原油还有一定的降粘效果，在加药量为40mg／L 时，在3O℃降粘幅度为25．2o／，而一般的降凝剂最大的降粘幅度为14％。

(2) GY系列降凝剂。

GY系列降凝剂是由管道科学研究院开发生产的一种原油降凝剂，这种降凝剂对高含蜡原油具有明显改性效果。

1993年至1995年在中洛线使用GY系列降凝剂，在加剂量50mg／L条件下，可以使该线原油的凝点降低1O～12℃，3O℃粘度下降率92 。

经现场试验，中洛线可以实行隔站点炉的运行方式，大大节省了能源。

1993年，在马惠宁线GY系列降凝剂还代替进口降凝剂达到了同样的处理效果。

1993年至1995年魏荆线原油使用GY系列降凝剂，加剂量50mg／L，凝点降低12℃，35℃粘度下降8O 。

该线的最低输量由原来的5000t／d降至2500t ／d，大大加宽了管线的输油极限，经济效益显著。

这种降凝剂在秦京线、库鄯线，使用都获得满意的效果。

此外，GY系列降凝剂还应用于油田的集输管线上，也获得了成功。

如在靖一吴一华一马集输管线上应用，当加药量50mg／L时，可使原油凝固点降低21℃，并取得了显著的经济效益。

(3) CE系列降凝剂。

这种降凝剂对含蜡高和含胶质沥青质高的原油都具有良好的降凝、降粘效果，其适用范围较广，在很多条输油管线上应用都获得了成功。

CE系列降凝剂于1991年首次在花格续使用，就取得了成功，管输原油的凝点由33℃降至23℃：，20℃粘度由3521mPa·s降至224mPa·s。

1992年1O月中洛复线投产时，使用CE降凝剂，原油凝点由32℃降至22℃，实现了该线在低输量下的安全越冬，年节约8000t燃料油。

1994年在濮临线应用，原油凝点由32"C降至8"C，进站温度由35℃降至22℃，由七站加热减至二站加热运行。

9个月节约燃料油6000t。

1995年在鲁宁线上应用，胜利原油凝点由24℃降至3"C，运行温度由35℃降至25℃，由春秋冬季十二站加热，夏季六站加热运行降为春夏秋季一站运行，冬季六站运行，节约燃料油2×10 t。

CE降凝剂于1996年在华北油田内部输油管线上应用获得成功；在荆晋线上应用，原油凝点由32℃至9~C，进站温度由4O℃降至23℃；在河石线应用，原油凝点由38℃降至18℃，进站温度由43℃降至32℃，年节约燃料油2600t。

目前，在我国除以上三种降凝剂领导主涌外，还有很多由各油田自行开发生产或复配的多种类型的降凝剂也同样发挥着重要作用。

另外许多降凝剂的应用已不单单局限于长输管线上，有些降凝剂还作为防蜡剂用于高含蜡油井以降低原油的凝点和粘度，提高单井原油产量，延长洗井周期。

4．原油降凝剂的应用前景目前，我国东部管网很多管线已进入低输量工作状态。

东北管网虽满输量运行，但最终衰减也是必然。

由于加降凝剂输送原油，可以显著降低原油的凝点和粘度，改善低温流动性，从而避免正反输运行，节约投资，节约能源及管理费用，保证管线在低输量下的正常运行。

随着降凝剂在原油开采工艺中的不断应用，随着降凝剂对原油降凝效果以及对原油组分的适应性的不断提高，降凝剂必将有着广阔的应用前景。

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