凝點和傾點測試標準對比分析

凝點和傾點測試標準對比分析

一、最低溫度測定原油的冷凝點和傾斜點是以溫度為單位的原油低溫流動性的條件性指標，是原油物理狀態(tài)變化的溫度分界點。凝點是指在規(guī)定的熱力條件和剪切條件下,被測油樣剛剛失去流動性的最高溫度。傾點是指在規(guī)定的條件下,被測油樣能保持流動的最低溫度。我國一直以凝點作為控制原油輸送溫度的一個重要參數(shù),現(xiàn)行技術(shù)規(guī)范SY/T5537-2000《原油輸送管道運行技術(shù)規(guī)范》和SY/T6469-2000《原油管道加降凝劑輸送工藝技術(shù)規(guī)范》規(guī)定“為保證管道停輸后能安全再啟動,輸油管道原油進站溫度應高于其凝點3℃以上”,而國際上普遍采用傾點。盡管凝點、傾點在概念上所表征的物理意義有所不同,但對兩者的測試均以試管傾斜時液面是否移動作為油樣失去或保持流動性的判據(jù),因此,人們誤以為凝點、傾點的測試結(jié)果有一定的平行一致性,例如,“同一油樣的測試結(jié)果,其傾點高于凝點3℃”。二、凝點和凝點測試標準自1927年第一個關(guān)于石油產(chǎn)品傾點測試標準(ASTMD97-27)發(fā)布以來,以ASTM為代表的國際著名標準化機構(gòu)一直致力于傾點測試標準的修訂和發(fā)展,現(xiàn)已形成十多種傾點和凝點測試標準。目前國際上主要的傾點和凝點測試標準見表1,其中IP及ISO標準均等效采用ASTM標準。在表1各測試標準中,只有ASTMD5853-95、IP411-95和SY/T0541-94明確指出是以原油為測試對象,JISK2269-87、GB/T3535-83和GB/T510-83則沒有區(qū)分原油和石油產(chǎn)品,其它標準均明確指出是以石油產(chǎn)品為測試對象。1、凝點凝點的測定表1中各測試標準都是以試管傾斜后試樣的液面是否移動作為其是否失去流動性的判據(jù)。凝點測試標準中規(guī)定,試樣剛剛失去流動性時的最高溫度為凝點;傾點測試標準中規(guī)定,試樣失去流動性的最高溫度加3℃為傾點。在測試凝點時,當試樣降溫到高于預期凝點以上8℃時,每降溫2℃就需檢測一次試樣的流動性。SY/T0541-94標準是將試管水平放置5s試樣不流動時的最高溫度作為凝點,而GB/T510標準是將試管傾斜45°并保持1min后試樣不流動時的最高溫度作為凝點。在測試傾點時,當試樣溫度降至比預計傾點高9℃時,檢測試樣的流動性,若液面移動,則將試管迅速復位繼續(xù)降溫,以后每下降3℃觀察一次,直至試管在某一溫度下水平放置5s而液面未發(fā)生移動,此溫度類似凝點,再加3℃即為油樣的傾點。2、試樣預處理后的測試眾所周知,原油(特別是含蠟原油)的低溫流動性與其經(jīng)歷的熱歷史密切相關(guān),因此凝點、傾點測試標準對試樣的處理有嚴格的要求。凝點測試標準GB/T510-83規(guī)定將試樣預熱至50±1℃后,再按規(guī)定的步驟進行測試。SY/T0541-94標準也指出,若用戶無特殊要求,則將試樣預熱至50±1℃后進行測試。傾點測試標準ASTMD5853-95、IP441-95、GB/T3535-83(91)均定義了上傾點和下傾點。上傾點是指按規(guī)定條件對試樣進行預處理以增強蠟晶膠凝強度后測得的傾點,下傾點是指按規(guī)定條件對試樣進行預處理以削弱蠟晶膠凝強度后測得的傾點。在上、下傾點溫度范圍內(nèi),原油的物理狀態(tài)(液態(tài)或膠凝)取決于其熱歷史。3、原油傾點測試方法凝點測試標準GB/T510采用恒冷浴溫度的降溫程式,先將裝有試樣和溫度計的試管加熱至50±1℃,并在室溫中靜置降溫至35±5℃后,再將試管直接移至到比預期凝點低7～8℃的冷浴的套管中冷卻。當試樣冷卻到預期凝點溫度時,將試管傾斜45°并保持1min后,觀測液面是否移動,如果試樣表面移動,則重新加熱試樣到50±1℃后,改變預期溫度,并重復進行試驗,直至某溫度能使試樣的液面在試管傾斜45°并靜置1min后,提高2℃又能使液面移動時,取液面不動的溫度作為試樣的凝點。由于改性原油對重復升溫加熱一般較敏感,且對大多數(shù)原油,50℃不是最佳的熱處理溫度,所以測量中常免去重復升溫這一步驟,結(jié)果是多次傾斜試管,造成試樣較大的擾動,對測試結(jié)果產(chǎn)生影響。因此GB/T510標準不適用于對加熱溫度和剪切比較敏感的油樣。SY/T0541-94標準采用多級降溫程式,第一級冷浴的溫度為25±2℃(當要求的預熱溫度高于50℃時,應在恒溫水浴中將油樣加熱至預熱溫度后,接通冷卻水,靜置冷卻油樣至50±1℃,然后再移至25±2℃的冷浴),以下各級冷浴的溫度逐級降低15℃,以使試樣的冷卻速度控制在0.5～1℃/min的范圍內(nèi)。測試時,若試樣與冷浴溫差小于10℃而試樣仍未膠凝,則應轉(zhuǎn)移試管至下一級冷浴的套管中,即試樣與冷浴的溫差控制在10～25℃之間。若采用制冷儀,冷卻速度也應控制在0.5～1℃/min范圍內(nèi)。原油傾點測試標準ASTMD5853-95測定采用多級降溫程式。當原油傾點高于-33℃時的降溫程式見表2。當試樣溫度降低到某一溫度時,還需將試管移至溫度更低的冷浴套管中繼續(xù)降溫。三、原油含渣量與傾斜量之比的比較試驗1、水浴加熱試驗分別選用高、低凝點的原油配制出不同凝點的混合原油進行對比試驗,所選用原油的基礎(chǔ)物性見表3。將配制好的混合原油密封于磨口瓶中,在設定溫度(50℃和60℃)的恒溫水浴中加熱,每隔8～10min搖動試樣瓶以保證試樣混合均勻,恒溫30min后裝入預熱至相同溫度的凝點和傾點試管中。用國產(chǎn)BLY溫差電制冷凝點測定儀按照SY/T0541-94測試油樣的凝點,用德國產(chǎn)HerzogMP852型自動傾點分析儀按照ASTMD5853-95測試油樣的傾點(為了使測試結(jié)果具有可比性,未進行試樣的預處理)。2、凝點和傾點的關(guān)系通過對84組混合原油的傾點和凝點測試結(jié)果的分析表明,按上述標準方法確定的傾點與凝點之間存在著較好的線性關(guān)系(見圖1):Tpp=1.145Tgp-0.5(1)式中Tpp——傾點,℃;Tgp——凝點,℃。式(1)擬合的相關(guān)系數(shù)為R2=0.9897。雖然用于試驗的組分原油的組成并不具有非常廣泛的代表性,試驗數(shù)據(jù)量(84組)也還有限,但該試驗結(jié)果表明,凝點和傾點的關(guān)系既不具有平行一致性,也不是“相差3℃”那么簡單。綜上所述,凝點和傾點都是以溫度表示原油低溫流動性的條件性指標,并且都是以試管傾斜時液面是否移動作為判斷試樣是否膠凝的依據(jù),但凝點和傾點的測試在試驗程序、所用