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作者：刘宏宇中国石油大学(北京)

学位级别：硕士

稀油清洗原油储罐油泥工作中,存在清洗效率低,清洗不彻底等问题。研究适配于现行自动化清洗系统的储罐油泥油溶性化学清洗技术,对有效提高清洗效率,实现油泥资源化、减量化、无害化处理,具有十分重要的意义。本文在储罐油泥基础性质分... 详细信息

稀油清洗原油储罐油泥工作中,存在清洗效率低,清洗不彻底等问题。研究适配于现行自动化清洗系统的储罐油泥油溶性化学清洗技术,对有效提高清洗效率,实现油泥资源化、减量化、无害化处理,具有十分重要的意义。本文在储罐油泥基础性质分析的基础上,采用恒温振荡水浴器进行油泥溶解实验,优选出油溶性油泥清洗剂SDQ-1。考察了不同因素对其清洗效果的影响,评价了SDQ-1清洗性能。采用计算模拟软件计算了油泥溶解分子动力学,明晰了油泥中有机组分在溶剂中的溶解作用机理。最后,结合黄岛罐区现场情况,优化设计了原油储罐油泥清洗工艺技术方案。以莘县原油储罐油泥为代表,储罐油泥由原油中重质烃类物质、无机颗粒和微量水等在储存过程中失稳聚沉形成,结构复杂紧密,难以清洗。油泥含油率在95%以上,重质烃类主要为饱和分、胶质、沥青质等,固体颗粒以石膏、石英、石盐为主,粒径集中在1-3μm。在相同温度、振荡速率及清洗时间下,0.06 g/m L的SDQ-1可将油泥溶解速率较稀油提升30.94%。SDQ-1具有降黏性能,可抑制沥青质沉积,适用范围广,经济效益好。使用SDQ-1清洗1吨油泥,可节约成本498元。分子动力学模拟结果表明,油泥溶解是油泥首先在与溶剂相互接触的边界处打开,并不断向四周扩散的过程。溶解度参数差值和扩散系数显示,油泥在BM-MY溶剂体系中具有良好的互溶性和扩散性,升温可增强其溶解、扩散作用。分子间的径向分布函数表明,油泥中的有机组分以同种分子间聚集为主,沥青质间最强、蜡分子间次之,异种分子间聚集程度最弱。含芳环结构和极性官能团的小分子溶剂BM可减弱油泥中沥青质分子间聚集,极性和非极性溶剂BM-MY同时存在时,可协同减弱油泥中蜡分子间聚集。结合黄岛地区原油储罐结构、运行情况、现场自动化清洗工艺流程和操作,以2万立方原油储罐为例,初步设计了储罐油泥油溶性化学清洗技术方案,将机械清洗工艺与化学清洗技术结合,为化学清洗剂的现场应用提供指导。

关键词：储罐油泥清洗剂分子动力学溶解机理清洗技术

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储罐油泥油溶性化学清洗剂优选及清洗机理研究

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天然气与石油 2023年第6期41卷 52-59页

作者：李皓刘宏宇李哲张小军王一然宋瀚轩郭继香国家管网集团东部原油储运有限公司江苏徐州221004 中国石油大学(北京)非常规油气科学技术研究院北京102249

原油在大型储罐内长时间存储会产生罐底油泥,严重影响储罐的安全运行。为提升原油储罐油泥清洗效率,以莘县输油站储罐油泥为例,基于油泥性质检测结果,优选了清洗剂SDQ-1,分析了加剂浓度、温度、振荡速率、清洗时间对油泥清洗效果的影响... 详细信息

原油在大型储罐内长时间存储会产生罐底油泥,严重影响储罐的安全运行。为提升原油储罐油泥清洗效率,以莘县输油站储罐油泥为例,基于油泥性质检测结果,优选了清洗剂SDQ-1,分析了加剂浓度、温度、振荡速率、清洗时间对油泥清洗效果的影响。此外,通过分子动力学模拟实验探究了油泥的溶解机理。研究表明:油泥含油率在95%以上,主要成分为石蜡和沥青质;在加剂浓度0.06 g/mL,温度45℃、振荡速率250 r/min、清洗时间4 h的反应条件下,稀油对油泥的溶解速率较未加剂时提升了31.59%,此时溶解速率为2.36×10^(-3)g/min。分子模拟计算结果也证实了清洗剂SDQ-1中的甲基苯乙醚可促进油泥中的沥青质溶解,且甲基苯乙醚与煤油对油泥中石蜡的溶解起协同促进作用。研究结果对提升原油储罐油泥清洗效率有借鉴意义。

关键词：储罐油泥清洗剂分子动力学溶解机理

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基于分子动力学研究油泥在溶剂中溶解与扩散机理

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应用化工 2024年

作者：刘宏宇郭继香宋瀚轩李皓李哲王一然中国石油大学(北京)非常规油气科学技术研究院中国石油大学(北京)重质油重点实验室国家管网集团东部原油储运有限公司

为实现储罐油泥高效清洗和油泥重质烃类物质有效回收，在微观尺度上揭示溶剂中油泥的溶解和扩散机理是至关重要的。本文通过建立分子动力学反应模型，表征了溶剂中油泥的溶解和扩散行为，分析了不同溶剂中油泥分子的微观相行为、溶解度... 详细信息

为实现储罐油泥高效清洗和油泥重质烃类物质有效回收，在微观尺度上揭示溶剂中油泥的溶解和扩散机理是至关重要的。本文通过建立分子动力学反应模型，表征了溶剂中油泥的溶解和扩散行为，分析了不同溶剂中油泥分子的微观相行为、溶解度参数、自扩散系数以及径向分布函数变化规律。研究表明油泥在溶剂中主要经历溶解和扩散两个过程，而油泥中同种分子间的高度聚集是限制油泥溶解和扩散的主要因素。极性溶剂甲基苯乙醚与非极性溶剂煤油可协同削弱油泥石蜡分子间聚集使得油泥分子的自扩散能力增强，甲基苯乙醚的芳环结构和醚键的氧原子是油泥沥青质分子解聚的关键。此外，油泥的溶解和扩散是吸热过程，随着反应温度的升高油泥溶解和扩散能力增强，分子间聚集度降低，油泥与溶剂间的互溶性增强。本文对溶剂中油泥溶解与扩散机理的研究可为原油储罐油泥化学清洗技术的改进提供理论支持。

关键词：储罐油泥分子动力学溶解扩散

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