“三高”原油怎么输送?

2025-11-10 12:02:00

人的“三高”症状(高血压、高血糖与高脂血症)会极大影响人体的血液循环。而有些原油也有“三高”症状:高凝点、高黏度、高含蜡量,管道输送“三高”原油时,因为黏稠而流动性差,因为含蜡量高而易于凝固,一旦处理不当就会发生管道堵塞甚至发生管道“凝管”事故!

中国多个油田生产的原油属“三高”原油。如大庆易凝高黏含蜡原油凝点可达34℃,也就是说,这种原油在温度低于34℃的条件下就不能流动了;在40℃温度条件下,这种原油的黏度是水的黏度的150倍左右;这种原油的含蜡量高达30%,而俄罗斯原油的含蜡量仅为5%左右。为了解决“三高”原油输送难题,中国经过多年科研攻关及生产实践,形成了一系列应对“三高”原油的管道输送技术,特别是热处理及加剂综合热处理输油工艺,在国内外长输原油管道中得到广泛应用,技术水平在国际上处于领先地位。

蜡的存在是“三高”原油流动性差的主要原因之一,原油中的蜡以碳原子数介于1830的直链烷烃为主,碳原子数高,凝固点也高,因而有了“析蜡点”的概念,即含蜡原油在降温过程中蜡晶开始析出的温度。当原油温度处于析蜡点温度以下时,就会有细小的蜡晶逐步析出,随着蜡晶数量的增加,彼此之间相互连接形成网状结构,“网”住了可流动的那部分油品,使得原油流动性变差甚至失去流动性。

热处理及加剂综合热处理工艺的核心作用是减少蜡晶之间的接触作用,减缓或避免网状结构的形成,使原本束缚在网络结构中的原油成为可流动的连续相,从而改善“三高”原油的低温流动性。具体来说,热处理工艺是将原油加热到一定温度后,以一定的速率和方式进行冷却,通过这一过程,改变含蜡原油中蜡晶的形态和结构,不利于蜡晶连接成网。加剂综合热处理工艺是在热处理工艺的基础上,向含蜡原油中添加适量被称为“降凝剂”的化学物质,不但可以降低原油的凝点,而且可以显著降低析蜡点温度以下的原油黏度,减缓蜡晶趋向形成网状结构,改善其流动性。

不同类型的原油,需要使用不同的降凝剂,其作用机理会有一定差异。在中国,热处理及加剂综合热处理两种工艺在管道输送“三高”原油中广泛应用且成效显著。马惠宁原油管道是中国最早应用加剂综合热处理工艺的原油输送管道,通过该工艺的实施,使管道全线实现了“二、四、六”运行方案,即夏季两个月不加热常温输送、冬季四个月采用加剂综合热处理输送、春秋季六个月采用热处理工艺输送,由此大大提高了输送效率和经济效益。库鄯原油管道则是中国第一条按照加剂综合热处理工艺设计和运行的原油管道,因在建设阶段就考虑采用该工艺,故而节省了大量建设投资。苏丹原油外输管道全长1056千米,途经大漠及地形复杂的山区,沿线地理环境极其恶劣,所输混合原油的凝点高达32℃,该管道通过研究苏丹混合原油加剂后的流动特性,按照加剂综合热处理输送工艺进行设计和运行,实现了苏丹混合原油管道“一热到底”的输送方式,节省了沿途4座加热站的投资及投产后每年上千万美元的燃油费用,获得了可观的经济效益。

除此之外,还有掺稀油输送工艺、乳化降黏输送工艺等用于解决“三高”原油的管道输送问题。掺稀油输送工艺利用相似相溶原理,在“三高”原油中,特别是胶质、沥青质含量较高的高黏原油,按一定比例加入黏度较低的油品,如天然气凝析油、轻馏分油等,充分混合后获得流动性相对较好的混合原油体系,从而实现高效的管道输送。该工艺操作简单、效果明显,尤其适用于不具备加热设施的原油输送管道。显然,加入油品的密度越小,黏度越低,对“三高”原油流动性的改善效果越显著。但是,低黏油品的来源要有保障,而这也成为该工艺广泛推广应用的主要制约因素。乳化降黏输送工艺在原油中加入乳化剂,在搅拌剪切作用下,原油以油滴的形式被水包裹,使“三高”原油与水形成水包油型乳状液。在该体系中,油是非连续相,水是连续相,在管道输送过程中流动能力主要取决于水的黏度,而水在管道中可以说是畅行无阻,因此,在水的携带下,“三高”原油得以实现高效的输送。到达输送终点后,通过向乳状液中加入破乳剂,可将油水分离。

但是,该工艺存在水对管道内壁造成腐蚀,污水如何循环利用,乳化剂的研制、选型、价格控制等技术与经济问题。

总而言之,人的“三高”问题需要重视,管输原油的“三高”问题同样不容忽视。相信随着科技的不断进步,“三高”原油管道的输送技术水平也会持续提升。

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