微波对原油的脱水和降粘研究

摘要

高粘原油是一种胶质、沥青质等重组份分散相含量较高的非常规原油。高粘原油的长距离管道输送在技术工艺上存在较大的困难，现有的输送工艺存在一定的局限性。微波加热是介质材料自身损耗电场能量而发热，它是一种体加热，加热速度快，能选择性加热极性物质，同时微波加热还存在“非热效应”。 世界各地的油田几乎都要经历含水开发期，高含水率的原油在输送过程中给设备带来一定的负重，造成浪费；其储存和炼制也对设备造成诸多问题和不便，甚至造成很大的危害。传统的脱水方法存在耗能高、污染环境等缺陷，最新的破乳方法中微波法有其独特优势。 在降粘方面，本论文采用微波辐射方式对高粘原油的降粘进行了比较细致的研究：（1）详细研究了微波对高粘油作用后能降低高粘原油的粘度和凝固点，改善高粘原油的流变性，并对微波作用高粘油的机理进行了探讨；（2）研究了微波作用高粘原油后高粘原油物性改变的方向，即微波的非热效应，使得胶质、沥青质及长链烷烃分子链断裂，产生低分子化合物烃类，从而使得原油的粘度得以降低。 同时，本论文还对含水原油的破乳脱水进行了比较细致的研究： （1）详细研究了微波对含水原油作用后在半个小时之内，油水分离基本结束；含水率越高的乳化液，脱水率越高，含水率低的乳化液经微波处理后效果没那么明显；微波能量越大，破乳效果越好，但当微波功率过大时反而影响水滴的合并，导致脱水困难；对于低含水率的乳化液，采用小功率、长时间的作用方式比大功率、短时间的作用方式脱水效果要好。 （2）详细研究了微波NaCl法对含水原油的破乳：微波NaCl法较微波法而言，是一种高效、节能的方法，能缩短微波辐射时间、节约微波能、提高脱水率；NaCl质量分数太低，起不到加速反应的效果；NaCl质量分数太高，则会引起系统温度过高，反而不利于原油的破乳；含水率越低的原油，当采用微波NaCl法脱水时，能大幅度地提高原油的脱水率；油温以不超过80℃为宜；同时，微波能量、室温对原油的脱水也有很大的影响。 （3）详细研究了微波对混合原油的破乳降粘：微波能量越大，破乳效果越好；油温过低，破乳效果不好，当油温超过70℃后，混合原油的脱水率增高，油温以85℃左右为宜；微波对混合原油的降粘效果非常明显，且这种改变在2个月内保持不变；微波能量越大，混合原油的降粘效果越明显。 研究结果对稠油脱水降粘技术的实际应用具有指导作用。

目录

文摘

英文文摘

声明

第1章 绪论

1.1 课题的提出及研究意义

1.2 原油的简介

1.2.1 石油的组成与性质

1.2.2 石油的用途及重要性

1.3 传统的处理方法

1.3.1 易凝高粘原油及其管道输送技术

1.3.2 原油乳状液及破乳脱水

1.4 微波技术

1.4.1 微波加热原理及特点

1.4.2 微波加热技术的发展概况

1.5 国内外研究现状

1.5.1微波对稠油、废油、渣油的作用

1.5.2 微波对蜡的作用

1.5.3 微波破乳脱水

1.6 研究方法和研究内容

第2章 微波作用稠油实现降粘的实验研究

2.1 高粘油的简介

2.2 降粘原理

2.3 实验条件

2.4 实验内容

2.5 实验结果及分析

2.5.1 高粘油流变性的变化

2.5.2 稠油组份的变化(族组成分析)

2.5.3 微波对高粘油的最大作用效果

2.6 本章小结

第3章 微波对含水原油进行脱水的研究

3.1 原油脱水

3.2 微波法对含水原油的破乳研究

3.2.1 微波法破乳原理

3.2.2 实验内容

3.2.3 实验结果

3.2.4 实验结果分析

3.3 微波NaCl法对含水原油的破乳研究

3.3.1 微波NaCl法破乳原理

3.3.2 实验内容

3.3.3 实验结果与讨论

3.3.4 小结

3.4 微波对混合原油的破乳降粘研究

3.4.1 混合原油的简介

3.4.2 实验条件

3.4.3 实验内容

3.4.4 实验结果

3.4.5 实验结果分析

3.4.6 小结

第4章 论文总结与展望

4.1 论文总结

4.2 论文的展望

参考文献

发表的论文

致谢