海洋平台原油处理设备中超声降黏效果研究.pdf
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1、能源化工Energy Chemical Industry第 44 卷第 4 期2023 年 8 月Vol.44 No.4Aug.,2023海洋平台原油处理设备中超声降黏效果研究鞠朋朋1,刘博1*,杨施颖21.海洋石油工程股份有限公司设计院,天津 300461;2.中海石油(中国)有限公司天津分公司渤海石油研究院,天津 300461摘要:采用原油超声处理试验装置,分析了超声作用时间、作用温度、超声频率、超声功率、原油黏度变化对降黏效果的影响。结果表明,当温度低于 70 时,超声处理促使原油黏度显著降低,温度高于 70 时,原油经过超声处理后黏度反而增加,主要是空化阈值的影响结果。随着超声作用时间
2、的变大,原油超声处理后降黏率先升高后降低,主要与超声热作用相关。超声功率变大后,达到相同的超声空化效果所需要的时间变短,最优超声作用时间变短。随着超声功率的增大,超声降黏率先升高后降低,存在临界最优超声功率。超声处理降黏对于 50、黏度为 5001 081 mPa s 的原油降黏效果较好。关键词:海洋平台;原油处理;超声波;降黏效果中图分类号:TE86 文献标志码:A 文章编号:2095-9834(2023)04-0043-04引文格式:鞠朋朋,刘博,杨施颖.海洋平台原油处理设备中超声降黏效果研究 J.能源化工,2023,44(4):43-46.Research on ultrasonic v
3、iscosity reduction characteristics of crude oil processing equipment on offshore platformsJU Pengpeng1,LIU Bo1,YANG Shiying2(1.Design Institute of Offshore Oil Engineering Co.,Ltd.,Tianjin 300461,China;2.Bohai Petroleum Research Institute,Tianjin Branch,CNOOC China Limited.,Tianjin 300461,China)Abst
4、ract:Using the crude oil ultrasonic treatment experimental device,the effects of ultrasonic action time,action temperature,ultrasonic frequency,ultrasonic power,and crude oil viscosity changes on the viscosity reduction characteristics are analyzed.The results show that when the temperature is lower
5、 than 70 ,the viscosity of crude oil is significantly reduced by ultrasonic treatment.When the temperature is higher than 70 ,the viscosity of crude oil after ultrasonic treatment increases,mainly due to the effect of the cavitation threshold.With the increase of ultrasonic action time,the viscosity
6、 reduction of crude oil after ultrasonic treatment increases first and then decreases,which is mainly related to the thermal effect of ultrasound.When the ultrasonic power increases,the time required to achieve the same ultrasonic cavitation effect becomes shorter,and the optimal ultrasonic action t
7、ime becomes shorter.With the increase of ultrasonic power,ultrasonic viscosity reduction first increases and then decreases,and there is a critical optimal ultrasonic power.The viscosity reduction effect of ultrasonic treatment is better for crude oil with viscosity ranging from 500 mPa s to 1 081 m
8、Pa s at 50 .Key words:offshore platform;crude oil treatment;ultrasonic;viscosity reduction effect收稿日期:2022-12-02。作者简介:鞠朋朋(1981),男,山东东营人,本科,高级工程师,现主要从事平台工艺设计、水下工艺设计、深水流动保障设计等方面技术和管理工作。E-mail:。*通信作者:刘博(1990),男,天津人,硕士,工程师,现主要从事油气储运工艺流程设计方面的工作。E-mail:。海洋平台空间有限,原油处理设备体积的增加与质量的提升会大大提高海洋平台的建造成本。采研究与开发44能源化
9、工2023 年 8 月用超声处理原油,可有效降低原油黏度,提高处理效率,降低处理设备体积1-3。徐德龙等4对委内瑞拉和风城的超重原油进行超声处理,发现超重油掺入柴油后经超声处理反而会促使其黏度升高,而对水包油体系进行超声处理可有效降低体系黏度。乔健鑫等5研究了超声对老化油的处理效果,发现超声作用时间随着超声功率的增加而缩短,同时,当超声功率一定时,径向振动也会提高降黏效果。笔者主要研究了海洋平台原油处理设备中的超声模块,考察了超声作用时间、作用温度、超声频率、超声功率、原油黏度变化对降黏效果的影响,以提高设备的原油处理效率6-7,对原油处理设备模块设计及运行参数优化具有重要意义。1试验部分1.
10、1试验装置采用超声波发生器产生超声波,超声波发生器可控制超声频率和超声功率,将 100 mL 的原油装入烧杯内,对烧杯进行加热并控制试验温度。待原油温度上升至试验温度后,超声波换能器向原油内发射超声波并开始计时。将旋转流变仪测量筒加温至试验温度,当超声处理达到规定时间后,取出原油置于旋转流变仪内,剪切速率设置为 100 s-1,测量原油黏度数据。同时,采用旋转流变仪测量不同温度下未经超声处理原油的黏度。1.2基础参数考察作用温度、作用时间、超声频率、超声功率、原油黏度等因素对原油超声降黏效果的影响。作用温度控制变化范围为 3090,梯度为 10;作用时间控制变化范围为 15 min,梯度为 1
11、 min;超声频率控制变化为 20,25,33,40 kHz;超声功率控制变化范围为 100500 W,梯度为 50 W;采用 6 种不同黏度的某油田原油进行试验,50 下油品、油品、油品、油品、油品、油品的黏度分别为 171,507,862,1 081,3 217,5 667 mPa s。2结果与讨论2.1作用温度对超声降黏的影响采用油品,超声作用时间设置为 3 min,超声频率设置为 25 kHz,超声功率设置为 200 W,控制试验温度由 30 升高至 90,考察不同作用温度下的超声降黏效果,结果见图 1。图1不同作用温度下的超声降黏效果由图 1 可见:当温度低于 70 时,超声处理促使
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