原油泵過濾網(wǎng)堵塞物的研究分析

周鴻剛 師懷兵 孫小利(中石油蘭州石化分公司，甘肅 蘭州 730060)

0 引言

尼日爾一體化項目主要包括油田、管道和煉廠，原油從Agadem油田通過管道輸送至煉廠原油罐。在日常運行中，發(fā)現(xiàn)在管道首末站和煉廠原油泵過濾網(wǎng)處有大量的堵塞物，嚴重影響了原油的輸送，造成煉廠原油泵抽不上量的情況，供常壓裝置的原油泵頻繁出現(xiàn)半抽空狀態(tài)，同時原油泵入口過濾器清理頻次明顯增加。為避免這些情況的發(fā)生，從三個不同的地方取樣，對堵塞物開展實驗進行分析，并從不同角度分析堵塞物的形成原因，從而避免堵塞物的形成，保證生產(chǎn)正常進行。

1 堵塞物分析

1.1 煉廠常壓原油泵(301-P-101A)過濾網(wǎng)堵塞物分析

(1)外觀：常溫下為黑色固體，加熱溶化為黑色液體(貌似原油)；

(2)凝固點：68℃；

(3)殘?zhí)浚?.6%(原油一般3.0%，長時間聚結(jié)殘?zhí)科?；

(4)固體不溶物(見圖1)：取“常壓原油泵過濾網(wǎng)堵塞物”加熱溶化用汽油洗滌過濾，過濾得到褐色顆粒膠狀物含量為2.97%，該顆粒膠狀物不溶于甲苯溶劑，且在甲苯溶劑中處于不規(guī)則分散懸浮狀，該顆粒膠狀物點燃后可以完全燃燒。

圖1 樣品中固體不溶物

1.2 管道末站原油管線清出的堵塞物分析

管道末站送來4個樣品，樣品在常溫下為顆粒狀黑色半流體半固體物。將管道末站管線清出物4個樣品混合后分析結(jié)果如下：

(1)凝固點：70℃；

(2)殘?zhí)浚荷喜?.38%，下部15.01%；

(3)固體不溶物：對管線清出物加熱過濾，過濾后殘渣不溶于汽油、甲苯，經(jīng)汽油和甲苯洗滌后得黑色固體物為14.47%，如圖2所示；

(4)對經(jīng)汽油、甲苯洗滌后得到黑色的固體物高溫煅燒，得到類似鐵銹物質(zhì)，如圖3所示，鐵銹約占管線清出物的3.77%。

圖2 用汽油及甲苯洗滌后的濾出物

圖3 經(jīng)高溫煅燒后殘留物-類似鐵銹

1.3 管道首站2#泵入口過濾器過濾網(wǎng)及筒壁上樣品分析

管道首站2#泵位置處于降凝劑加注下端約100米處，也就是說每逢加注降凝劑時期，流經(jīng)2#泵的原油已加入了降凝劑，該泵過濾網(wǎng)已有半年未清理，也就說所送的管道首站2#泵入口過濾器堵塞物原因不能排除降凝劑因素。

管道首站2#泵入口過濾器過濾網(wǎng)及筒壁上清理物分析結(jié)果：

(1)外觀：黑色，半流體半固體狀，肉眼可見其中含有固體顆粒物質(zhì)，過濾網(wǎng)和筒壁上采集的樣品一致，加熱攪拌至100℃，未見固體顆粒消失；

(2)固體不溶物：2#泵入口過濾器過濾網(wǎng)不溶物含量為42.04%，2#泵入口過濾器筒壁不溶物含量為53.19%；

(3)兩者不溶物與煉廠常壓原油泵過濾器堵塞物相似，呈不規(guī)則顆粒或片狀，該顆粒膠狀物不溶于汽油和甲苯溶劑，在甲苯溶劑中處于不規(guī)則分散懸浮狀，該顆粒膠狀物點燃后可以完全燃燒，可以判斷為有機物，將該物質(zhì)置于室外，自燃通風8小時后，顆粒體積變小，如圖4所示。

圖4 首站樣品2#泵入口不溶物

2 原油過濾試驗

主要目的是看能否過濾出類似原油泵清出的堵塞物。方案：分別取煉廠大罐原油、管道末站原油、油田原油樣品過濾，這些原油都未加降凝劑。

2.1 煉廠原油罐樣品

取自301-TK-101A罐原油樣品2000mL，加熱樣品至53℃，使用雙層紗布過濾樣品，用汽油沖洗紗網(wǎng)后，未發(fā)現(xiàn)不溶物。

2.2 管道末站原油

取管道末站原油樣品2000mL，試樣加熱至53℃后，使用雙層紗布過濾，用汽油洗滌濾網(wǎng)，未發(fā)現(xiàn)有不溶物。

2.3 油田原油

油田原油含有大量水分，使用分液漏斗過濾水后取2000mL樣品，加熱至53℃后，使用雙層紗布過濾，用汽油沖洗紗網(wǎng)，未發(fā)現(xiàn)不溶物。

小結(jié)：三個地方的原油中均未過濾出“堵塞物”。

3 原油加劑試驗

主要目的是尋找原油中各種添加劑對形成堵塞物是否有影響。

方案：取油田原油(未加任何劑)，分別選取上游用破乳劑、管道所用三種降凝劑、煉廠所用破乳劑進行試驗，取一定量原油樣品，加入一定量的添加劑，如表1所示，在53℃水浴中間歇攪拌，放置10天后過濾。

表1 原油加劑試驗方案

試驗現(xiàn)象及結(jié)果說明：

10天后，1#～5#樣品瓶油水界面發(fā)現(xiàn)有白色絮狀物，而6#樣品油水界處無白色絮狀物。

分離出該絮狀物，分別放入汽油、甲苯、水中溶解攪拌，發(fā)現(xiàn)該絮狀物在汽油、甲苯、水中均不溶解。

對該白色絮狀物烘干，進行燃燒，發(fā)現(xiàn)該物質(zhì)不能燃燒。

如果不加入油田提供的破乳劑則不會形成該白色絮狀物。

小結(jié)：原油中加入降凝劑(3種)和破乳劑(2種)在試驗室條件下不會形成原油泵出現(xiàn)的堵塞物，加入油田提供的破乳劑會形成該白色絮狀物，這種白色絮狀物不能燃燒，烘箱放置8小時后體積縮小為膠狀物。

4 三種降凝劑試驗

4.1 溶入溶劑試驗

將三種降凝劑分別溶入汽油、甲苯中現(xiàn)象，見圖5-圖10。

試驗表明：A和C降凝劑在汽油及甲苯中不能完全溶解，而B降凝劑在汽油和甲苯可以完全溶解，形成均勻溶液。

圖5 A溶入汽油

圖6 B溶入汽油

圖7 C溶入汽油

圖8 A溶入甲苯

圖9 B溶入甲苯

圖10 C溶入甲苯

4.2 對三種降凝劑進行風干試驗

A降凝劑送來樣品發(fā)現(xiàn)就有半固體膠狀物形成，這種膠狀物暴曬在42℃露天即可溶化，風干48小時后形成膠狀物。

C降凝劑沒有膠狀物析出，風干48小時只是粘稠度增加。

B降凝劑沒有膠狀物析出，風干48小時剩余一層薄膜。

5 結(jié)語

(1)管道首站2#泵入口過濾器過濾網(wǎng)及筒壁上樣品分離出的不溶物與煉廠常壓原油泵過濾器堵塞物分離出的不溶物是同一物質(zhì)，呈不規(guī)則膠狀顆?；蚱瑺?，不溶于汽油和甲苯，在甲苯溶劑中處于不規(guī)則分散懸浮狀，點燃后可以完全燃燒，可以判斷為有機物，將該物質(zhì)置于室外，自燃通風處8小時后，顆粒體積變小。

(2)管道末站所送管線清出物經(jīng)分離燃燒后得到的物質(zhì)為鐵銹，鐵銹約占管線清出物的3.77%。而管道末站原油泵過濾器清除的堵塞物與煉廠常壓原油泵過濾器清出物屬于同一物質(zhì)。

(3)煉廠大罐原油、管道末端原油和油田原油樣品(都未加降凝劑)，實驗室加熱過濾，沒有得到要尋找的原油泵堵塞物。

(4)原油中分別加入降凝劑(3種)劑破乳劑(2種)在實驗室條件下不會形成原油泵過濾網(wǎng)出現(xiàn)的不溶物，但不能排除產(chǎn)生的可能性，也許試驗條件有一定局限性，油田提供的破乳劑會形成該白色絮狀物，這種白色絮狀物不能燃燒，烘箱放置8小時后體積縮小，成為膠狀物，但是，這種膠狀物膠粘、拉絲，與要查找的不溶物不是同一物質(zhì)。

(5)對管道提供的三種降凝劑進行試驗，發(fā)現(xiàn)A和C降凝劑在汽油及甲苯中不能完全溶解，而B降凝劑在汽油和甲苯可以完全溶解，形成均勻溶液，發(fā)現(xiàn)A降凝劑本身就有半固體膠狀物形成，這種膠狀物暴曬在42℃露天即可溶化，風干48小時后形成膠狀物，可以判斷這種膠狀物不是要尋找的不溶物。

(6)管道停止降凝劑加入后，煉廠原油泵沒有出現(xiàn)抽空現(xiàn)象，日常工作中清理過濾網(wǎng)，清出的堵塞物很少，約600g，最嚴重時，約15～30天清理一次，清理出的堵塞物超過5kg。

(7)在后續(xù)上游管道公司實施的原油管道清管作業(yè)中，煉廠生產(chǎn)技術(shù)部將清出的蠟塊帶回樣品，在煉廠質(zhì)檢中心進行了分析，樣品開始熔化時的溫度也為68℃(高凝點油品)，可以初步判斷：煉廠原油泵入口過濾器堵塞物和此物系同一類物質(zhì)，可能是蠟。