CN102116741B

CN102116741B - 混合原油相容性的判断方法

Info

Publication number: CN102116741B
Application number: CN 200910215706
Authority: CN
Inventors: 王小伟; 章群丹; 田松柏; 王京; 李虎
Original assignee: Sinopec Research Institute of Petroleum Processing; China Petroleum and Chemical Corp
Current assignee: Sinopec Research Institute of Petroleum Processing; China Petroleum and Chemical Corp
Priority date: 2009-12-30
Filing date: 2009-12-30
Publication date: 2013-04-24
Anticipated expiration: 2029-12-30
Also published as: CN102116741A

Abstract

一种混合原油相容性的判断方法，包括将两种原油按比例混合，充分搅拌混匀，置于测定管内，由波长为880nm的近红外光从测定管底部向上扫描，检测测定管不同高度处的背散射光光强，取其平均值作为该次扫描的背散射光光强，如此重复，共扫描3～12小时，将每次扫描的背散射光光强与第一次扫描的背散射光光强的差值记为dBS，在规定的扫描时间内，当出现扫描得到的dBS≥0.06时，混合原油不相容，当扫描在规定的时间结束后得到的dBS符合0.02＜dBS＜0.06时，混合原油近似不相容，当扫描在规定的时间结束后得到的dBS≤0.02时，混合原油相容。该法操作简便、原油相容性判断准确度高，重复性好。

Description

混合原油相容性的判断方法

技术领域

本发明为一种混合原油相容性的判断方法，具体地说，是一种用混合原油对近红外光的散射光强判断其相容性的方法。

背景技术

我国加工原油进口依存度较大，炼油厂加工的原油来源不稳定，造成所加工原油油种需经常变化。随着资源逐步紧缺，原油质量不断下降，重质化、劣质化程度加深，为了使加工原油的质量满足装置要求，通常炼厂需采用多种原油混炼的措施。频繁地更换油种和原油混炼将会增加原油不相容现象的发生几率。原油不相容会造成沥青质絮凝甚至析出，这会给原油加工和储运带来不良影响。沥青质絮凝会加速预热换热设备结垢、管式加热炉炉管结焦，并会使催化剂寿命缩短，造成生产效率降低，导致重大的经济损失。

为避免原油不相容现象的发生，需要有准确判断混合原油是否相容的方法，判断混合原油的相容性主要是考察混合后体系中是否有沥青质絮凝。目前主要有直接观察法，如显微镜观察、斑点实验，上述方法均靠人眼观察，受主观判断的影响，干扰因素多；还有通过测定沥青质初始絮凝点，如电导率法、光学法等，需结合一定的预测模型来判断混合原油是否相容，方法操作繁琐，并且通过间接手段判断混合体系是否相容。

管秀鹏等在“原油相容性及对蒸馏过程的影响.石油学报(石油加工)，2009，25(2)：151～155”一文中，参考ASTM D7061的前处理，用近红外光扫描的方法测定用正庚烷和甲苯稀释了的原油样品的透射光和散射光，定义光强的标准偏差为不稳定性参数。该方法给出了判断相容性的界限，但需要用正庚烷和甲苯前处理，测定的简便性和方法的准确性有待进一步提高。

发明内容

本发明的目的是提供一种混合原油相容性的判断方法，该法通过测定混合原油的近红外背散射光光强，可以较为准确地判断混合原油的相容性，用时较短、操作简单。

本发明提供的混合原油相容性的判断方法，包括将两种原油按比例混合，充分搅拌混匀，置于测定管内，用波长为880nm的近红外光从测定管底部向上扫描，检测测定管不同高度处的背散射光光强，取其平均值作为该次扫描的背散射光光强，如此重复，共扫描3～12小时，将每次扫描的背散射光光强与第一次扫描的背散射光光强的差值记为dBS，在规定的扫描时间内，当出现扫描得到的dBS≥0.06时，混合原油不相容，当扫描在规定的时间结束时得到的dBS符合0.02＜dBS＜0.06时，混合原油近似不相容，当扫描在规定的时间结束时得到的dBS≤0.02时，混合原油相容。

本发明方法用扫描背散射光法在规定时间内连续测定混合原油的背散射光光强，由测得的背散射光光强与第一次测定的背散射光光强对比，通过其差值的大小判断混合原油是否相容。该法可快速、准确地判断混合原油的相容性，测定重复性较好。

附图说明

图1为本发明测定混合原油背散射光光强的方法示意图。

图2为塔河原油与库姆克尔原油按不同体积比混合后的显微镜观察图片。

图3为塔河原油与库姆克尔原油按不同体积比混合后的斑点实验图片。

具体实施方式

本发明方法将两种原油按不同比例混合均匀后，用一定波长的近红外光照射混合原油油样，由其背散射光强度在规定时间内连续变化的情况判断两种原油是否相容、不相容或近似不相容。本发明方法较传统的方法，可以更快速、准确地判断两种原油的相容性，及时辨别不相容的原油。

本发明所述的扫描背散射光法是用一束波长为880nm的近红外光直接扫描混合原油样品，考察背散射光光强随时间的变化情况。若混合原油是相容的，则在一定时间内其背散射光光强基本不发生变化；若混合原油是不相容的，则其背散射光光强随时间而变化。因不相容的混合原油胶体体系不稳定，处于胶核部位的沥青质发生絮凝，导致胶体体系中分散相的粒径不断变大。当波长为880nm的近红外光照射样品时，其背散射光光强与胶体体系中胶核的粒径有关，当胶核的粒径小于0.6μm时，背散射光随粒径的增大而增大，当粒径大于0.6μm时，背散射光随粒径的增大而减小。考察一定时间内混合原油背散射光的变化情况，不仅可以定量地描述体系的相容性情况，还可以得到体系相容性变化快慢的信息。

本发明方法通过测定不同种类原油按不同比例混合后的混合原油的背散射光变化情况，并结合显微镜观察和斑点实验的验证，确定判断原油相容性阈值的准确性。在本发明中，具有不同性质的两种原油的混合比优选在10～90体积％内调变。

本发明方法测试混合原油油样的背散射光光强的方法如图1所示：将两种原油按比例混合，搅拌均匀后，取一定量样品加入测定管3中，将测定管置于稳定性分析仪器的样品测试处开始背散射光的测定：由光源1发出一束波长为880nm的近红外光照射在样品上，其背散射光由散射光探测器2接收并测定强度。将光源1由测定管底部向上移动，即可测得测定管不同高度处的背散射光强度，取测定管不同高度处背散射光光强的平均值，作为该次扫描样品的背散射光光强。对于测定管中的混合原油样品，每间隔一定时间扫描一次，连续扫描至规定时间，将每次扫描得到的背散射光光强与第一次扫描的背散射光光强对比，由其差值判断混合原油的相容性。

所述方法中，每次扫描的间隔时间优选0.5～5.0分钟，规定的扫描时间优选3～5小时。

所述方法中，测定混合原油样品背散射光光强的温度高于具有较高凝点原油的凝点至少5℃，优选较具有较高凝点原油的凝点高5～30℃。对于凝点不是很高的原油，测定温度为20～40℃即可。

本发明方法优选用斑点实验或显微镜观察验证dBS判定值的准确性。

本发明方法判断原油相容性的阈值为dBS值，当在扫描时间内，某次扫描得到的dBS值≥0.06时，判断混合原油不相容，说明原油混合体系稳定性差，混合后较短时间内即会出现沥青质絮凝的现象；当规定的扫描时间结束时，最后一次测得的dBS值介于0.02～0.06之间，扫描期间也未出现过dBS值≥0.06的情况，则判断混合原油近似不相容，说明原油混合体系稳定性较差，搁置较长时间后即会出现沥青质絮凝的现象；当规定的扫描时间结束时，最后一次测得的dBS值≤0.02时，并且期间也未出现过dBS值大于0.02的情况，则判断混合原油相容，说明混合体系稳定性好，混合体系长久放置也不会出现沥青质絮凝的现象。

本发明方法适用于快速判断混合原油的相容性，为炼厂原油加工和原油储运提供可靠依据。

下面通过实例详细说明本发明，但本发明并不限于此。

实例中测定混合原油背散射光光强的仪器为法国Formulaction公司Turbiscan Lab稳定性分析仪。

测定方法：按预定比例选取两种原油，充分搅拌混匀后立即取20mL样品加入测定管中，并将测定管置于上述稳定性分析仪如图1所述的光路中，实验温度设定为30℃。稳定性分析仪采用脉冲近红外光源，发出的近红外光波长为880nm，同步光学探测器检测被样品反射的背反射光。从测定管底部向上进行扫描，记录测定管不同高度处的背散射光光强，一次扫描结束后，取不同高度处背散射光光强的平均值，作为该次扫描样品的背散射光光强。间隔1min再次扫描，并按同样的方法计算第二次扫描样品时的背散射光光强，如此反复共扫描3小时。将每次扫描所述混合原油样品的光强与第一次扫描所得的光强的差值记为dBS，由3小时内，每次扫描得到的dBS值判断混合原油的相容性。

实例1

按不同的体积分数将塔河原油与库姆克尔原油混合，按本发明所述测定方法测定每个混合样品的背散射光光强，每个混合原油样品的dBS值及判断结果列于表1。

表1

样品序号	塔河原油含量，体积％	dBS值	扫描时间，小时	判断结果
					1	20	0.075	0.5	混合原油不相容
2	30	0.064	0.5	混合原油不相容
					3	40	0.060	1	混合原油不相容
4	45	0.057	3	混合原油近似不相容
					5	50	0.019	3	混合原油相容
6	60	0.010	3	混合原油相容

将表1混合原油中塔河原油体积分数为20％～50％时，dBS值为表1数据时的混合样品做斑点实验和显微镜观察，结果分别见图2、图3。由图2和图3可以看出，当混合原油中塔河原油体积分数小于或等于40％时，在3小时的扫描时间内，其dBS值均出现大于0.06的情况，判断混合原油不相容，斑点实验和显微镜观察得知混合体系中有沥青质絮凝，与本发明方法判断结果相同。

当混合原油中塔河原油体积分数为45％时，扫描3小时时测得的dBS值为0.057，并且扫描期间测得的dBS值均不大于0.06，判断混合原油近似不相容，用斑点实验和显微镜观察没有发生沥青质的絮凝，放置48小时后发现有沥青质的絮凝发生，说明其不相容程度较浅，长期放置可能出现沥青质的絮凝。

当混合原油中塔河原油体积分数为50％时，扫描3小时时测得的dBS值小于0.02，并且扫描期间测得的dBS值均小于0.02，判断混合原油相容，未发现沥青质絮凝，放置48小时后也未发现沥青质絮凝，说明混合原油相容。

当混合原油中塔河原油体积分数为60％时，扫描3小时时测得的dBS值小于0.02，并且扫描期间测得的dBS值均小于0.02，判断混合原油相容，观察任何时间都未发生沥青质絮凝，说明混合原油相容。

实例2

将塔河原油与凝析油按不同的体积比混合，按本发明所述测定方法测定每个混合样品的背散射光光强，用于判断混合原油是否相容的每个样品的dBS值列于表2。

表2

样品序号	塔河原油含量，体积％	dBS值	扫描时间，小时	判断结果
					1	30	0.079	0.5	混合原油不相容
2	40	0.070	0.5	混合原油不相容
					3	45	0.064	0.5	混合原油不相容
4	50	0.058	3	混合原油近似不相容
					5	60	0	3	混合原油相容
6	80	-0.01	3	混合原油相容

由表2可知，当混合原油中塔河原油体积分数为30％、40％、45％时，在3小时的扫描时间内，其dBS值均出现大于0.06的情况，判断混合原油不相容；当混合原油中塔河原油体积分数为50％时，扫描3小时时测得的dBS为0.058，并且扫描期间测得的dBS值均不大于0.06，用斑点实验和显微镜观察未发现沥青质絮凝，放置48小时后发现沥青质絮凝，说明此时体系近似不相容，其不相容程度较浅，放置较长时间会出现沥青质的絮凝。

当混合原油中塔河原油体积分数为60％、80％时，扫描3小时时测得的dBS均小于0.02，并且扫描期间测得的dBS值均小于0.02，说明混合原油相容。

实例3

将奥瑞特原油与班曲马斯原油按不同的体积比混合，按本发明所述测定方法测定每个混合样品的背散射光光强，用于判断混合原油是否相容的每个样品的dBS值列于表3。因班曲马斯原油的凝点为30℃，设定测量环境温度为35℃。

表3

样品序号	奥瑞特原油含量，体积％	dBS值	扫描时间，小时	判断结果
					1	10	0.073	1	混合原油不相容
2	20	0.071	1	混合原油不相容
					3	30	0.068	3	混合原油不相容
4	35	0.053	3	混合原油近似不相容
					5	40	0.016	3	混合原油相容

由表3可知，当混合原油中奥瑞特原油体积分数不大于30％时，在3小时的扫描时间内，其dBS值均出现大于0.06的情况，判断混合原油不相容；当混合原油中奥瑞特原油体积分数为35％时，扫描3小时时测得的dBS为0.053，并且扫描期间测得的dBS值均不大于0.06，用斑点实验和显微镜观察未发现沥青质絮凝，放置48小时后发现沥青质絮凝，说明混合原油近似不相容，且其不相容程度浅，放置较长时间会出现沥青质的絮凝。

当混合原油中奥瑞特原油体积分数为40％时，扫描3小时时测得的dBS小于0.02，并且扫描期间测得的dBS值均小于0.02，判断混合原油相容。

实例4

将波斯坎原油与库姆克尔原油按不同的体积比混合，按本发明所述测定方法测定每个混合样品的背散射光光强，用于判断混合原油是否相容的每个样品的dBS值列于表4。

表4

样品序号	波斯坎原油含量，体积％	dBS值	扫描时间，小时	判断结果
					1	10	0.066	1	混合原油不相容
2	15	0.061	1.5	混合原油不相容
					3	20	0.018	3	混合原油相容
4	30	0.002	3	混合原油相容

由表4可知，当混合原油中波斯坎原油体积分数不大于15％时，在3小时的扫描时间内，其dBS值均出现大于0.06的情况，判断混合原油不相容；当混合原油中波斯坎原油体积分数为20％和30％时，扫描3小时时测得的dBS均小于0.02，并且扫描期间测得的dBS值均小于0.02，判断混合原油相容。

实例5

将索鲁士原油与库姆克尔原油按不同体积比混合，按本发明所述测定方法测定每个混合样品的背散射光光强，用于判断混合原油是否相容的每个样品的dBS值列于表5。

表5

样品序号	索鲁士原油含量，体积％	dBS值	扫描时间，小时	判断结果
					1	10	0.060	1.5	混合原油不相容
2	15	0.061	2	混合原油不相容
					3	20	0.023	3	混合原油相容
4	30	0.005	3	混合原油相容

由表5可知，当混合原油中索鲁士原油体积分数不大于15％时，在3小时的扫描时间内，其dBS值均出现大于0.06的情况，判断此时混合原油不相容；当混合原油中索鲁士原油体积分数为20％时，扫描3小时时测得的dBS值在0.02和0.06之间，并且扫描期间测得的dBS值均不大于0.06，判断混合原油为近似不相容，用斑点实验和显微镜观察未发现沥青质絮凝，放置48小时后也未观察到沥青质絮凝，搁置一周后观察，发现有沥青质絮凝现象出现，说明混合原油近似不相容。

当混合原油中索鲁士原油体积分数为30％时，扫描3小时时测得的dBS值小于0.02，并且扫描期间测得的dBS值均小于0.02，判断此时混合原油相容。

实例6

本实例考察本发明方法的重复性。

将塔河原油和库姆克尔原油混合，使混合原油中塔河原油的体积分数为20％，按本发明所述测定方法测定混合原油的背散射光光强，每间隔1分钟扫描一次，共持续3小时。重复操作5次，将扫描3小时时的结果列于表6。

表6

Claims

1.一种混合原油相容性的判断方法，包括将两种原油按比例混合，充分搅拌混匀，置于测定管内，用波长为880nm的近红外光从测定管底部向上扫描，检测测定管不同高度处的背散射光光强，取其平均值作为该次扫描的背散射光光强，如此重复，共扫描3～12小时，将每次扫描的背散射光光强与第一次扫描的背散射光光强的差值记为dBS，在规定的扫描时间内，当出现扫描得到的dBS≥0.06时，混合原油不相容，当扫描在规定的时间结束时得到的dBS符合0.02＜dBS＜0.06时，混合原油近似不相容，当扫描在规定的时间结束时得到的dBS≤0.02时，混合原油相容。

2.按照权利要求1所述的方法，其特征在于每次扫描的间隔时间为0.5～5.0分钟，扫描时间为3～5小时。

3.按照权利要求1所述的方法，其特征在于测定混合原油样品背散射光光强的温度高于具有较高凝点原油的凝点至少5℃。

4.按照权利要求3所述的方法，其特征在于测定混合原油样品背散射光光强的温度较具有较高凝点原油的凝点高5～30℃。

5.按照权利要求1所述的方法，其特征在于用斑点实验或显微镜观察验证dBS判定值的准确性。

6.按照权利要求1所述的方法，其特征在于两种原油的混合比为10～90体积％。