CN111380831B - 一种原油相容性的判断方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种原油相容性的判断方法，包括以下步骤：获取待测样品的结焦因子、结焦率、相容调和指数以及不容性数；根据所述结焦因子、结焦率、相容调和指数以及不容性数，判断所述待测样品的相容性；其中，所述待测样品为至少两种原油的混合物，或一种原油与至少一种添加剂的混合物。该方法基于与结焦相关的数据群落有效判断原油与添加剂以及原油之间的相容性，避免由于不相容引起的原油胶质及沥青质析出造成的管道和设备堵塞，从而降低了生产效率低下的可能性。
Description
技术领域
本发明涉及一种原油相容性的判断方法，属于石油技术领域。
背景技术
在原油开采过程中，由于其含有较高的胶质以及沥青质，因此粘度较大流动性差，给生产带来立许多不便。现多通过向井下注入添加剂使原油中的胶质及沥青质析出，从而增强原油的流动性使其便于采出。
另一方面，由于全球石化向原料多元化和低成本的方向不断发展，为了充分利用不同种类原料油以追求更大的经济效益，各大炼厂大多采用混储混输混炼的方法将不同种类的原油进行混合。然而由于原油间组成以及性质的差异，混合时有可能出现体系不相容的现象，从而在输送和储存的过程中会有大量沥青质析出。
上述两种情况下原油胶质及沥青质的析出均会造成管道和设备的堵塞、结垢以及损坏，从而使生产效率降低，导致重大的经济损失。
发明内容
本发明提供一种原油相容性的判断方法，该方法基于与结焦相关的数据群落有效判断原油与添加剂以及原油之间的相容性，避免由于不相容引起的原油胶质及沥青质析出造成的管道和设备堵塞，从而降低了生产效率低下的可能性。
本发明提供一种原油相容性的判断方法，包括以下步骤：
获取待测样品的结焦因子、结焦率、相容调和指数以及不容性数；
根据所述结焦因子、结焦率、相容调和指数以及不容性数，判断所述待测样品的相容性；
其中，所述待测样品为至少一种原油。
如上所述的原油相容性的判断方法，其中，所述根据所述结焦因子、结焦率、相容调和指数以及不容性数，判断所述待测样品的相容性，包括：
若F＜-10，f＜1％，Sbn＞1.5且In＜0.5，则所述待测样品完全相容；
其中，F为所述结焦因子，f结焦率、Sbn为相容调和指数以及In为不容性数。
如上所述的原油相容性的判断方法，其中，所述根据所述结焦因子、结焦率、相容调和指数以及不容性数，判断所述待测样品的相容性，包括：
若-10≤F≤10，1％≤f≤5％，0.5≤Sbn≤1.5且0.5≤In≤1.5，则所述待测样品基本相容；
其中，F为所述结焦因子，f结焦率、Sbn为相容调和指数以及In为不容性数。
如上所述的原油相容性的判断方法，其中，所述根据所述结焦因子、结焦率、相容调和指数以及不容性数，判断所述待测样品的相容性，包括：
若F＞10，f＞5％，Sbn＜0.5且In＞1.5，则所述待测样品完全不相容；
其中，F为所述结焦因子，f结焦率、Sbn为相容调和指数以及In为不容性数。
如上所述的原油相容性的判断方法，其中，所述获取待测样品的结焦因子、结焦率、相容调和指数以及不容性数，包括：
将所述待测样品注入红外光谱测量仪，得到所述待测样品的红外光谱图；
根据所述红外光谱图，获取所述取待测样品的结焦因子、结焦率、相容调和指数以及不容性数。
如上所述的原油相容性的判断方法，其中，所述根据所述红外光谱图，获取所述取待测样品的结焦因子、结焦率、相容调和指数以及不容性数，包括：
根据所述红外光谱图中波数在2100-10000cm-1的吸收峰的透光度，获取所述取待测样品的结焦因子、结焦率、相容调和指数以及不容性数。
如上所述的原油相容性的判断方法，其中，所述吸收峰的个数为7000-8000个。
如上所述的原油相容性的判断方法，其中，所述红外光谱测量仪的工作条件为：
扫描分辨率：0.4cm-1，
扫描范围：10000-2100cm-1，
扫描步进精度：1cm-1，
扫描数量：8-32次，
波长标定：自动。
如上所述的原油相容性的判断方法，其中，所述待测样品的进样量为0.1-2.3ml。
如上所述的原油相容性的判断方法，其中，所述原油为页岩油、重质稠油、重质原油、环烷基原油、中间基原油、石蜡基原油、中质原油、轻质原油、凝析油、劣质重油。
本发明提供的原油相容性的判断方法根据待测样品的结焦因子、结焦率、相容调和指数以及不容性数确定待测样品中的原料间是否相容，从而避免了由于不相容导致的胶质及沥青质析出对设备和管路的堵塞损坏，为原油开采和原油加工的安全运行奠定了可靠的基础，同时还能够判断当前设备和管路的检修周期，针对每种原油混合物给出更为符合当前工作状态的设备和管路的检修周期，对安全高效的原油开采和原油加工具有指导性意义。
附图说明
图1为本发明原油相容性的判断方法实施例一的流程图。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明的实施例，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
图1为本发明原油相容性的判断方法实施例一的流程图，如图1所示，本实施例的原油相容性的判断方法，包括以下步骤：
S101：获取待测样品的结焦因子、结焦率、相容调和指数以及不容性数。
具体地，结焦因子是指原油在开采、运输、储存、炼油过程中随时间推移产生结焦物的倾向，结焦因子越大，则表明越容易结焦、结焦率就会越大，反之，结焦因子越小，则表明越难以结焦、结焦率就会越小，尤其是当结焦因子为负值时，原油中的溶剂相对溶质相——结焦物具有极性相似而相容的溶解作用、进一步导致结焦物产生和结焦物被溶解长期处于一个动态平衡、所以，结焦因子是一种代表当前体系结焦难易程度的常数、原油体系一定则结焦因子一定。
结焦率是指原油在开采、运输、储存、炼油过程中随时间推移在装置、管线内表面单位面积上产生的结焦物的称重绝对量，结焦率越大，则表明越容易结焦，反之，结焦率越小，则表明越难以结焦，结焦率会随时间推移而累计，不是常数，在此，举例说明结焦率的单位的全称是：“炼油厂一套常减压重质油单元装置混炼西北局原油+北疆原油时，在一闪203℃和二闪280℃下，原油将要流经的管线、动态混合器、换热器、塔内件、填料等部位在运行82小时后，每平方厘米结焦物的称重绝对量为结焦率”。所以在给炼油厂提供结焦率测量结果时必须要搭配结焦因子。
相容调和指数是指原油和添加剂之间或者两种以上原油之间，各物质比例达到什么数值时才能进入完全相容和基本相容的状态，这个数值就是相容调合指数。它就像溶解度的概念一样，当原油中的溶剂相对溶质相——结焦物的溶解时间和饱和溶解度达到以后，相容调合指数就会变成一个常数，这个常数可以从正面反映结焦的程度。
不容性数是指原油和添加剂之间或者两种以上原油之间，各物质比例达到什么数值时，溶质相——结焦物会沉淀析出而进入完全不相容的状态，这个数值就是不容性数。如果把相容调合指数比喻成水对糖的溶解度，那么不容性数就好比水对沙子的溶解度，也是常数，这个常数可以从负面反映结焦的程度。
本发明中，待测样品为至少一种原油。
一种情况下，若为了使加工原油的质量满足装置要求或各大炼厂基于经济效益采用混储混输混炼的方法将不同种类的原油进行混合，需要在混合之前对混合原油的相容性进行判断，避免相容性过差导致沥青质及胶质析出附着在管道或设备上，为原油的储运和加工带来不良影响。此时，待测样品为至少两种原油的混合物。
另一种情况下，若需要降低原油粘度以便于原油的开采流动时，则通要向井中加入添加剂，例如降粘剂，初衷是为了降低原油的粘度便于原油的流动开采，但是，添加剂若选择不当，会因不相容使原油中的沥青质及胶质析出，从而使析出的沥青质及胶质会附着在井内的管道上或者部分脱落并随着原油流出至井外的设备中。为了能够判断对管道或设备的清理维修周期，则需要对原油与添加剂的相容性进行判断。此时，待测样品为一种原油。
本发明的方法对待测样品的原油种类不做限制，待测样品中的原油可以是页岩油、重质稠油、重质原油、环烷基原油、中间基原油、石蜡基原油、中质原油、轻质原油、凝析油、劣质重油。
其中，页岩油是指以页岩为主的页岩层系中所含的石油资源。其中包括泥页岩孔隙和裂缝中的石油，也包括泥页岩层系中的致密碳酸岩或碎屑岩邻层和夹层中的石油资源；
重质稠油是指：20℃密度介于0.90～1.00g/cm3之间、100℃粘度4000-10000mm2/s的原油；
重质超稠油是指：20℃密度介于0.90～1.00g/cm3之间、100℃粘度＞10000mm2/s的原油；
重质原油是指20℃密度介于0.90～1.00g/cm3之间、100℃粘度＜4000mm2/s的原油；
环烷基原油是指K＝10.5-11.5的原油，其中，K是说明催化裂化原料石蜡烃含量的指标，它是由密度和平均沸点计算得到；
中间基原油是指K＝11.5-12.1的原油；
石蜡基原油是指K大于12.1的原油；
中质原油是指脱气密度0.8700～0.9100g/cm3之间的原油，中质原油包括中质1原油和中质2原油，中质1原油是指脱气密度在0.8460～0.8700g/cm3之间的原油，中质2原油是指脱气密度在0.8700～0.9100g/cm3之间的原油；
轻质原油是指相对密度小于0.8460g/cm3的原油；
凝析油是指从凝析气田或者油田伴生天然气凝析出来的液相组分，又称天然汽油，其主要成分是C5至C11+烃类的混合物，并含有少量的大于C8的烃类以及二氧化硫、噻吩类、硫醇类、硫醚类和多硫化物等杂质，其馏分多在20℃-200℃；
劣质重油是指：密度＞0.9100g/cm3、胶质含量＞15％、沥青质含量＞10％、微量元素之碳氢比＞7、硫含量＞2％、金属含量＞200ppm、灰分含量＞10000ppm的原油，通常劣质重油加工、储运方案稍有相容性问题考虑不周的地方，就会导致管线、容器、填料和塔盘中沉积堵塞大量结焦物而被迫检修，从而将炼油厂变成炼矿厂。
S102：根据结焦因子、结焦率、相容调和指数以及不容性数，判断待测样品的相容性。
本发明将待测样品中可能析出的结焦物作为出发点，将结焦因子、结焦率、相容调和指数以及不容性数作为待测样品是否相容的评判参数。
本发明的相容性是指混合物中各个物质之间相容性越好，则混合物的沥青质析出越少。
具体地，相容性可以分为三种情况，即，完全相容、基本相容、完全不相容。
若F＜-10，f＜1％，Sbn＞1.5且In＜0.5，则待测样品完全相容；
若-10≤F≤10，1％≤f≤5％，0.5≤Sbn≤1.5且0.5≤In≤1.5，则待测样品基本相容；
若F＞10，f＞5％，Sbn＜0.5且In＞1.5，则待测样品完全不相容；
其中，F为所述结焦因子，f结焦率、Sbn为相容调和指数以及In为不容性数。
上述相容性的判断标准可以总结归纳至表1。
表1
若待测样品完全相容，则说明组成该待测样品的各种原油或添加剂之间可以进行混输、混储甚至混炼，对于运行该组成的设备或管道的维修清理周期可以适当延长，例如维修清理的周期为每12周1次；
若待测样品基本相容，则说明组成该待测样品的各种原油或添加剂之间在进行混输、混储甚至混炼时会产生一定的结焦物，因此需要对运行该组成的设备或管道的维修清理周期进行合理控制，例如维修清理的周期为每5周1次；或者，可以通过调整待测样品的组成或比例调整至完全相容；
若待测样品完全不相容，则说明组成该待测样品的各种原油或添加剂之间在进行混输、混储甚至混炼时会产生大量的结焦物并且该结焦物会严重影响设备或管道的运行，则组成该待测样品的各种原油或添加剂之间不能进行混输、混储或混炼。
以下，对结焦因子、结焦率、相容调和指数以及不容性数的检测方法进行详细介绍。
在一种实施方式中，获取待测样品的结焦因子、结焦率、相容调和指数以及不容性数，包括：
将待测样品注入红外光谱测量仪，得到待测样品的红外光谱图；
根据红外光谱图，获取所述取待测样品的结焦因子、结焦率、相容调和指数以及不容性数。
具体地，待测样品的进样量为0.1-2.3ml；
红外光谱测量仪的工作条件为：
扫描分辨率：0.4cm-1，
扫描范围：10000-2100cm-1，
扫描步进精度：1cm-1，
扫描数量：8-32次，
波长标定：自动。
光谱图成像参数标定周期：972天，
激光束轨迹变换幅度定义为：强，
相位为自动搜索为：最大值，
二阶导数差分宽度：20-25，
需要定量判断的影响分析质量的干扰因素选择为：水蒸汽分子、二氧化碳、基线低、基线高、基线斜坡失真、阵列二极管检测器灵敏度强/弱自动校准、高吸收峰、低吸收峰、负吸收峰、高抗噪声干扰、边缘侦测、激光束光晕、激光束被阻断、偏光、零传动、傅里叶变换窗片关闭。
扫描范围：10000-2100cm-1，
扫描步进精度：1cm-1，
扫描数量：8-32次，
波长标定：自动，
进入样品的激光束能量值光斑中心定位模式：每两年手动定位1次，其余时间均为自动，
透反射光强最大值定位校准模式：每三年手动定位1次，其余时间均为自动，
测量环境：湿度10-46％、温度25±10℃、风速≤2m/s、大气压为通常状况下。
待测样品经过红外激光的扫描后会输出待测样品的红外光谱图。
红外光谱图所包括的特征光谱漂移、倍频分子光谱、波数、分子震动、峰面积、频率等在内的7000-8000个参数以矩阵的形式映射到原油的上千种组分中的能引起结焦的相关性质的性质矩阵，对原油分子间交互影响的全局考虑得很全面，因而能够真实、准确地表征原油的结焦率，结焦率分析结果同炼油厂生产装置实际挂片结焦率之间的相关系数从0.6-0.8提高到0.97-0.99(相关系数最大为1)，置信度从75-80％提高到90-95％，因此本发明通过对待测样品进行红外检测能够获得更加真实有效的结焦因子、结焦率、相容调和指数以及不容性数。
经过发明人的大量研究，待测样品的结焦因子、结焦率、相容调和指数以及不容性数与红外光谱图中波数在2100-10000cm-1的吸收峰的透光度相关。因此，可以具体通过对波数为2100-10000cm-1的吸收峰的透光度获取待测样品的结焦因子、结焦率、相容调和指数以及不容性数。
具体地，将红外光谱图中波数在2100-10000cm-1的吸收峰的透光度对应成两列、7000-8000行的矩阵，其中，第一列为2100-10000cm-1共7000-8000个波数，第二列为每个波数的吸收峰对应的透光度。然后按照计算模型进行计算以计算结果的统计平均值作为最终结果。
以结焦率为例，在前期建立模型过程中，要采集每一种原油样品在生产管线中的实际结焦率，由于结焦物的形成需要时间，所以2008-2017年连续9年都在炼油厂生产装置管线上和研究院光谱仪上采集结焦率和光谱图的一一对应的数据。利用仪器自带的化学计量学软件，计算每一个波数对应的吸收峰高同结焦率之间的相关关系，得到结焦率曲线的计算模型，该计算模型如下所示：
y＝-1.98E+12x6+2.04E+13x5-8.79E+13x4+2.01E+14x3-2.60E+14x2+1.79E+14x-5.12E+13 R2＝0.9958
其中，y为结焦率，x为透光度，E为科学计数法符号；
不容性数的计算模型如下所示：
y＝7.79x6-19.26x5+28.31x4-46.52x3+44.58x2-15.85x+2.02 R2＝0.8712
其中，y为不容性数，x为透光度；
相容调和指数的计算模型如下：
y＝16.66x6-79.8x5+143.09x4-119.9x3+50.22x2-12.74x+3.08 R2＝0.8958
其中，y为相容调和指数，x为透光度；
结焦因子的计算模型如下：
y＝-1.44E+14x6+1.27E+15x5-4.66E+15x4+9.12E+15x3-1.00E+16x2+5.89E+15x-1.44E+15 R2＝0.9523
其中，y为结焦因子，x为透光度，E为科学计数法符号；
本实施例通过对待测样品进行红外检测获得其结焦因子、结焦率、相容调和指数以及不容性数，进而对待测样品的相容性进行判断分析。该检测方法简单易行，检测结果真实准确，有助于对待测样品相容性的高效判断。
以下，通过具体实施例对本发明的原油相容性的判断方法进行详细介绍。
实施例1
本实施例的待测样品按照质量分数包括：
85号罐原油(西北局重质稠油)：70％
89号罐原油(近五年残余累计的罐底污油)：30％
对上述待测样品进行相容性判断，判断方法包括以下步骤：
1)常温、常压下，用注射器抽取0.1ml本实施例的待测样品注入1mm厚的测量支架，此实验过程消耗1分钟；
2)把测量支架放入红外光谱仪测量窗，用红外激光扫描6min，得到待测样品的红外光谱图；
其中，红外光谱仪的工作参数为如前所述。
3)根据红外光谱图中波数在2100-10000cm-1的共7901个吸收峰的透光度，获取取待测样品的结焦因子、结焦率、相容调和指数以及不容性数。结果见表1。
实施例2
本实施例的待测样品按照质量分数包括：
85号罐原油(西北局重质稠油)：50％
89号罐原油(近五年残余累计的罐底污油)：50％
对上述待测样品进行相容性判断，判断方法包括以下步骤：
1)常温、常压下，用注射器抽取0.09ml本实施例的待测样品注入1mm厚的测量支架，此实验过程消耗1分钟；
2)把测量支架放入红外光谱仪测量窗，用红外激光扫描7min，得到待测样品的红外光谱图；
其中，红外光谱仪的工作参数为如前所述。
3)根据红外光谱图中波数在2100-10000cm-1的共7901个吸收峰的透光度，获取取待测样品的结焦因子、结焦率、相容调和指数以及不容性数。结果见表1。
实施例3
本实施例的待测样品按照质量分数包括：
85号罐原油：30％
89号罐原油：70％
对上述待测样品进行相容性判断，判断方法包括以下步骤：
1)常温、常压下，用注射器抽取0.07ml本实施例的待测样品注入1mm厚的测量支架，此实验过程消耗1分钟；
2)把测量支架放入红外光谱仪测量窗，用红外激光扫描4min，得到待测样品的红外光谱图；
其中，红外光谱仪的工作参数如前所述。
3)根据红外光谱图中波数在2100-10000cm-1的共7901个吸收峰的透光度，获取取待测样品的结焦因子、结焦率、相容调和指数以及不容性数。结果见表2。
表2
由表2可知(以表1为判断依据)：
1、85号罐原油+89号罐原油各为50％混合后的相容性变差，由于密度差较大，所以，虽然属于基本相容，但却析出了2％左右的沥青质大分子团颗粒物，结焦率上升，结焦因子多为正值，中度结焦；
2、当85号罐原油的比例控制在70％以上时，85号罐原油+89号罐原油混合结焦因子较低，若两者混炼混炼，则结焦率1.46％；
3、当85号罐原油的比例控制在10-50％时、85号罐原油+89号罐原油混合样本属于基本相容但接近于不相容，若两者按照此比例混储、混炼，则结焦因子较高，若两者按照此比例混炼，则结焦率1.92％；
4、85号罐原油+89号罐原油混合原油可能会较为明显地增加原油预处理装置电极吊挂、常减压装置塔盘、减压塔填料、储罐和管线等部位的结焦率，后期需要适量加大阻聚剂和防焦剂的用量，由于有机垢降低了换热效能，所以清垢、清焦、多消耗蒸汽和清洗换热器等检修成本略有升高。
5、密度差过大有可能导致气化量增大，管线混合效果不佳，先是会出现稠稀原油分段相间按批次顺序进入常压塔的现象，继而出现冲塔现象，打翻塔盘，把由于不相容产生的少部分黑色沥青垢冲入侧线馏分油，偶有导致侧线馏分油发黑的现象。
实施例4
本实施例的待测样品为东疆原油。
对上述待测样品进行相容性判断，判断方法包括以下步骤：
1)常温、常压下，用注射器抽取0.07ml本实施例的待测样品注入1mm厚的测量支架，此实验过程消耗1分钟；
2)把测量支架放入红外光谱仪测量窗，用红外激光扫描2min，得到待测样品的红外光谱图；
其中，红外光谱仪的工作参数如前所述。
3)根据红外光谱图中波数在2100-10000cm-1的共7901个吸收峰的透光度，获取取待测样品的结焦因子、结焦率、相容调和指数以及不容性数。结果见表3。
实施例5
本实施例的待测样品为北疆原油。
对上述待测样品进行相容性判断，判断方法包括以下步骤：
1)常温、常压下，用注射器抽取0.07ml本实施例的待测样品注入1mm厚的测量支架，此实验过程消耗1分钟；
2)把测量支架放入红外光谱仪测量窗，用红外激光扫描3min，得到待测样品的红外光谱图；
其中，红外光谱仪的工作参数为如前所述。
3)根据红外光谱图中波数在2100-10000cm-1的共7901个吸收峰的透光度，获取取待测样品的结焦因子、结焦率、相容调和指数以及不容性数。结果见表3。
实施例6
本实施例的待测样品为车卸原油。
对上述待测样品进行相容性判断，判断方法包括以下步骤：
1)常温、常压下，用注射器抽取0.07ml本实施例的待测样品注入1mm厚的测量支架，此实验过程消耗1分钟；
2)把测量支架放入红外光谱仪测量窗，用红外激光扫描3min，得到待测样品的红外光谱图；
其中，红外光谱仪的工作参数如前所述。
3)根据红外光谱图中波数在2100-10000cm-1的共7901个吸收峰的透光度，获取取待测样品的结焦因子、结焦率、相容调和指数以及不容性数。结果见表3。
实施例7
本实施例的待测样品按照质量分数包括：
东疆原油：84％
车卸原油：16％
对上述待测样品进行相容性判断，判断方法包括以下步骤：
1)常温、常压下，用注射器抽取0.12ml本实施例的待测样品注入1mm厚的测量支架，此实验过程消耗2分钟；
2)把测量支架放入红外光谱仪测量窗，用红外激光扫描2min，得到待测样品的红外光谱图；
其中，红外光谱仪的工作参数如前所述。
3)根据红外光谱图中波数在2100-10000cm-1的共7901个吸收峰的透光度，获取取待测样品的结焦因子、结焦率、相容调和指数以及不容性数。结果见表3。
实施例8
本实施例的待测样品按照质量分数包括：
北疆原油：84％
车卸原油：16％
对上述待测样品进行相容性判断，判断方法包括以下步骤：
1)常温、常压下，用注射器抽取0.12ml本实施例的待测样品注入1mm厚的测量支架，此实验过程消耗3分钟；
2)把测量支架放入红外光谱仪测量窗，用红外激光扫描6min，得到待测样品的红外光谱图；
其中，红外光谱仪的工作参数如前所述。
3)根据红外光谱图中波数在2100-10000cm-1的共7901个吸收峰的透光度，获取取待测样品的结焦因子、结焦率、相容调和指数以及不容性数。结果见表3。
实施例9
本实施例的待测样品按照质量分数包括：
东疆原油：30％
北疆原油：54％
车卸原油：16％
对上述待测样品进行相容性判断，判断方法包括以下步骤：
1)常温、常压下，用注射器抽取0.12ml本实施例的待测样品注入1mm厚的测量支架，此实验过程消耗4分钟；
2)把测量支架放入红外光谱仪测量窗，用红外激光扫描6min，得到待测样品的红外光谱图；
其中，红外光谱仪的工作参数如前所述。
3)根据红外光谱图中波数在2100-10000cm-1的共7901个吸收峰的透光度，获取取待测样品的结焦因子、结焦率、相容调和指数以及不容性数。结果见表3。
表3
由表3可知(以表1为判断依据)：
1、东疆原油+车卸原油混合后的相容性轻微变差，析出很少沥青质大分子团颗粒物，结焦率轻微上升，结焦因子为负值，结垢很轻，属于基本相容，但相容性好于北疆原油+车卸原油的混合物，若两者混储、混炼，则结焦率0.367％；
2、北疆原油+车卸原油混合后的相容性明显变差，析出了沥青质大分子团颗粒物，导致结焦率上升，属于基本相容，若两者混储、混炼，则结焦率1.385％，但比东疆+车卸原油混合物的相容性差，而优于东疆30％+北疆54％+车卸16％混合原油的相容性；
3、东疆30％+北疆54％+车卸16％混合原油(以下简称混合原油)混合后的相容性变差，析出了沥青质大分子团颗粒物和有机胶质颗粒，导致结焦率上升，属于基本相容。若三者混储、混炼，则结焦因子较低，若混炼，则结焦率1.418％，此结焦率程度相当于以往三常北疆掺炼车卸凝析油(牙哈、焉耆、西北局凝析油)的水平；
结论：东疆30％+北疆54％+车卸16％混合原油(以下简称混合原油)会轻度增加原油预处理装置电极吊挂、常减压装置塔盘、减压塔填料、储罐和管线等部位的结焦率，后期需要适量加大阻聚剂和防焦剂的用量，由于有机垢降低了换热效能，所以清垢、清焦、多消耗蒸汽和清洗换热器等检修成本略有升高。
实施例10
本实施例的待测样品按照质量分数包括：
西北局重质稠油：5％
三常北疆原油：95％
对上述待测样品进行相容性判断，判断方法包括以下步骤：
1)常温、常压下，用注射器抽取0.1ml本实施例的待测样品注入1mm厚的测量支架，此实验过程消耗5分钟；
2)把测量支架放入红外光谱仪测量窗，用红外激光扫描5min，得到待测样品的红外光谱图；
其中，红外光谱仪的工作参数如前所述。
3)根据红外光谱图中波数在2100-10000cm-1的共7901个吸收峰的透光度，获取取待测样品的结焦因子、结焦率、相容调和指数以及不容性数。结果见表4。
实施例11
本实施例的待测样品按照质量分数包括：
西北局重质稠油：10％
三常北疆原油：90％
对上述待测样品进行相容性判断，判断方法包括以下步骤：
1)常温、常压下，用注射器抽取0.1ml本实施例的待测样品注入1mm厚的测量支架，此实验过程消耗5分钟；
2)把测量支架放入红外光谱仪测量窗，用红外激光扫描5min，得到待测样品的红外光谱图；
其中，红外光谱仪的工作参数如前所述。
3)根据红外光谱图中波数在2100-10000cm-1的共7901个吸收峰的透光度，获取取待测样品的结焦因子、结焦率、相容调和指数以及不容性数。结果见表4。
实施例12
本实施例的待测样品按照质量分数包括：
西北局重质稠油：15％
三常北疆原油：85％
对上述待测样品进行相容性判断，判断方法包括以下步骤：
1)常温、常压下，用注射器抽取0.1ml本实施例的待测样品注入1mm厚的测量支架，此实验过程消耗1分钟；
2)把测量支架放入红外光谱仪测量窗，用红外激光扫描5min，得到待测样品的红外光谱图；
其中，红外光谱仪的工作参数如前所述。
3)根据红外光谱图中波数在2100-10000cm-1的共7901个吸收峰的透光度，获取取待测样品的结焦因子、结焦率、相容调和指数以及不容性数。结果见表4。
实施例13
本实施例的待测样品按照质量分数包括：
西北局重质稠油：20％
三常北疆原油：80％
对上述待测样品进行相容性判断，判断方法包括以下步骤：
1)常温、常压下，用注射器抽取0.1ml本实施例的待测样品注入1mm厚的测量支架，此实验过程消耗1分钟；
2)把测量支架放入红外光谱仪测量窗，用红外激光扫描5min，得到待测样品的红外光谱图；
其中，红外光谱仪的工作参数如前所述。
3)根据红外光谱图中波数在2100-10000cm-1的共7901个吸收峰的透光度，获取取待测样品的结焦因子、结焦率、相容调和指数以及不容性数。结果见表4。
实施例14
本实施例的待测样品按照质量分数包括：
西北局重质稠油：25％
三常北疆原油：75％
对上述待测样品进行相容性判断，判断方法包括以下步骤：
1)常温、常压下，用注射器抽取0.1ml本实施例的待测样品注入1mm厚的测量支架，此实验过程消耗1分钟；
2)把测量支架放入红外光谱仪测量窗，用红外激光扫描5min，得到待测样品的红外光谱图；
其中，红外光谱仪的工作参数如前所述。
3)根据红外光谱图中波数在2100-10000cm-1的共7901个吸收峰的透光度，获取取待测样品的结焦因子、结焦率、相容调和指数以及不容性数。结果见表4。
实施例15
本实施例的待测样品按照质量分数包括：
西北局重质稠油：30％
三常北疆原油：70％
对上述待测样品进行相容性判断，判断方法包括以下步骤：
1)常温、常压下，用注射器抽取0.1ml本实施例的待测样品注入1mm厚的测量支架，此实验过程消耗1分钟；
2)把测量支架放入红外光谱仪测量窗，用红外激光扫描5min，得到待测样品的红外光谱图；
其中，红外光谱仪的工作参数如前所述。
3)根据红外光谱图中波数在2100-10000cm-1的共7901个吸收峰的透光度，获取取待测样品的结焦因子、结焦率、相容调和指数以及不容性数。结果见表4。
实施例16
本实施例的待测样品按照质量分数包括：
西北局重质稠油：35％
三常北疆原油：65％
对上述待测样品进行相容性判断，判断方法包括以下步骤：
1)常温、常压下，用注射器抽取0.1ml本实施例的待测样品注入1mm厚的测量支架，此实验过程消耗1分钟；
2)把测量支架放入红外光谱仪测量窗，用红外激光扫描4min，得到待测样品的红外光谱图；
其中，红外光谱仪的工作参数为如前所述。
3)根据红外光谱图中波数在2100-10000cm-1的共7901个吸收峰的透光度，获取取待测样品的结焦因子、结焦率、相容调和指数以及不容性数。结果见表4。
实施例17
本实施例的待测样品按照质量分数包括：
西北局重质稠油：40％
三常北疆原油：60％
对上述待测样品进行相容性判断，判断方法包括以下步骤：
1)常温、常压下，用注射器抽取0.1ml本实施例的待测样品注入1mm厚的测量支架，此实验过程消耗1分钟；
2)把测量支架放入红外光谱仪测量窗，用红外激光扫描6min，得到待测样品的红外光谱图；
其中，红外光谱仪的工作参数如前所述。
3)根据红外光谱图中波数在2100-10000cm-1的共7901个吸收峰的透光度，获取取待测样品的结焦因子、结焦率、相容调和指数以及不容性数。结果见表4。
实施例18
本实施例的待测样品按照质量分数包括：
西北局重质稠油：45％
三常北疆原油：55％
对上述待测样品进行相容性判断，判断方法包括以下步骤：
1)常温、常压下，用注射器抽取0.1ml本实施例的待测样品注入1mm厚的测量支架，此实验过程消耗1分钟；
2)把测量支架放入红外光谱仪测量窗，用红外激光扫描7min，得到待测样品的红外光谱图；
其中，红外光谱仪的工作参数如前所述。
3)根据红外光谱图中波数在2100-10000cm-1的共7901个吸收峰的透光度，获取取待测样品的结焦因子、结焦率、相容调和指数以及不容性数。结果见表4。
实施例19
本实施例的待测样品按照质量分数包括：
西北局重质稠油：50％
三常北疆原油：50％
对上述待测样品进行相容性判断，判断方法包括以下步骤：
1)常温、常压下，用注射器抽取0.1ml本实施例的待测样品注入1mm厚的测量支架，此实验过程消耗3分钟；
2)把测量支架放入红外光谱仪测量窗，用红外激光扫描6min，得到待测样品的红外光谱图；
其中，红外光谱仪的工作参数如前所述。
3)根据红外光谱图中波数在2100-10000cm-1的共7901个吸收峰的透光度，获取取待测样品的结焦因子、结焦率、相容调和指数以及不容性数。结果见表4。
实施例20
本实施例的待测样品按照质量分数包括：
西北局重质稠油：55％
三常北疆原油：45％
对上述待测样品进行相容性判断，判断方法包括以下步骤：
1)常温、常压下，用注射器抽取0.1ml本实施例的待测样品注入1mm厚的测量支架，此实验过程消耗1分钟；
2)把测量支架放入红外光谱仪测量窗，用红外激光扫描5min，得到待测样品的红外光谱图；
其中，红外光谱仪的工作参数如前所述。
3)根据红外光谱图中波数在2100-10000cm-1的共7901个吸收峰的透光度，获取取待测样品的结焦因子、结焦率、相容调和指数以及不容性数。结果见表4。
实施例21
本实施例的待测样品按照质量分数包括：
西北局重质稠油：60％
三常北疆原油：40％
对上述待测样品进行相容性判断，判断方法包括以下步骤：
1)常温、常压下，用注射器抽取0.1ml本实施例的待测样品注入1mm厚的测量支架；
2)把测量支架放入红外光谱仪测量窗，用红外激光扫描6min，得到待测样品的红外光谱图；
其中，红外光谱仪的工作参数如前所述。
3)根据红外光谱图中波数在2100-10000cm-1的共7901个吸收峰的透光度，获取取待测样品的结焦因子、结焦率、相容调和指数以及不容性数。结果见表4。
实施例22
本实施例的待测样品按照质量分数包括：
西北局重质稠油：65％
三常北疆原油：35％
对上述待测样品进行相容性判断，判断方法包括以下步骤：
1)常温、常压下，用注射器抽取0.1ml本实施例的待测样品注入1mm厚的测量支架；
2)把测量支架放入红外光谱仪测量窗，用红外激光扫描5min，得到待测样品的红外光谱图；
其中，红外光谱仪的工作参数如前所述。
3)根据红外光谱图中波数在2100-10000cm-1的共7901个吸收峰的透光度，获取取待测样品的结焦因子、结焦率、相容调和指数以及不容性数。结果见表4。
实施例23
本实施例的待测样品按照质量分数包括：
西北局重质稠油：70％
三常北疆原油：30％
对上述待测样品进行相容性判断，判断方法包括以下步骤：
1)常温、常压下，用注射器抽取0.1ml本实施例的待测样品注入1mm厚的测量支架；
2)把测量支架放入红外光谱仪测量窗，用红外激光扫描7min，得到待测样品的红外光谱图；
其中，红外光谱仪的工作参数如前所述。
3)根据红外光谱图中波数在2100-10000cm-1的共7901个吸收峰的透光度，获取取待测样品的结焦因子、结焦率、相容调和指数以及不容性数。结果见表4。
表4
由表4可知(以表1为判断依据)：
1、当西北局重质稠油的比例控制在30％以下、70％以上时、三常北疆原油+西北局重质稠油属于基本相容，若混储、混炼，则结焦因子较低，若混炼，则结焦率2.84％，
2、当西北局重质稠油的比例控制在35-40％和60-65％之间时，三常北疆原油+西北局重质稠油属于基本相容，若混储、混炼，则结焦因子较低，若混炼，则结焦率3.93％。
3、当西北局重质稠油的比例控制在50％左右时、三常北疆原油+西北局重质稠油属于不相容，若混储、混炼，则结焦因子较高，若混炼，则结焦率6.55％；
4、若北疆+西北局的比例固定、而北疆原油结构发生改变-即恢复到2008年的没有环烷中间基风城稠油而石蜡基混合稀油比例大时，则三常北疆原油+西北局重质稠油不相容效果恶化为完全不相容，若混炼，则结焦率可达7％以上，进一步导致脱后原油与常二线换热器(换热器E-12/1.2)、拔头原油与减三线蜡油换热器(E-16/1.2)、换热器管束及后锅将会出现一层沥青质蜂窝状垢层，换热器管束结垢也较多，电脱盐电极电挂(D-1/1的聚四氟乙烯电极的)上产生约20mm的沥青垢，常压塔顶部35-43层塔盘结垢，浮阀被部分结死，活动不灵活，常三线抽出层塔盘(15层)有明显的结垢现象，自常三线抽出层(15层)-常四线抽出封塔的上一层(9层)之间的塔盘结垢是逐层加剧的，塔盘上的浮阀部分被卡死，降低操作弹性，塔盘部分堵塞，塔盘流通面积降低，气化段的压力上升。
5、若三常同时掺炼(东疆、北疆、车卸)+西北局重质稠油等所有原油，则在上述相容性变差的基础上，由于掺炼的三种车卸凝析油(牙哈、焉耆、西北局凝析油)属轻质原油，气化量较大，管线混合效果不佳，先是会出现稠稀原油分段相间按批次顺序进入常压塔的现象，继而出现冲塔现象，打翻塔盘，把由于不相容产生的少部分黑色沥青垢冲入侧线馏分油，偶有导致侧线馏分油发黑的现象，一旦出现此状况，连锁导致清洗2台换热器(常一中换热器E-6和E-8，重芳烃冲洗)，直至西北局重质稠油比例降低至0-12％以下时，上述问题才会消失，电脱盐温度和换热温度才会上升，脱盐率和脱后含盐合格率也开始上升。
6、西北局重质稠油混兑北疆原油的混合样品相容性差，明显提高了粘度、凝点以及原油预处理装置电极吊挂、常减压装置塔盘、减压塔填料、储罐和管线等部位的结焦率，严重降低换热效能，清垢、清焦、多消耗蒸汽和清洗换热器等检修成本会较高。
最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。
Claims (3)
1.一种原油相容性的判断方法，其特征在于，包括以下步骤：
获取待测样品的结焦因子、结焦率、相容调和指数以及不容性数；
根据所述结焦因子、结焦率、相容调和指数以及不容性数，判断所述待测样品的相容性：若F＜-10，f＜1%，Sbn＞1.5且In＜0.5，则所述待测样品完全相容；若-10≤F≤10， 1%≤f≤5%，0.5≤Sbn≤1.5且0.5≤In≤1.5，则所述待测样品基本相容；若F＞10，f＞5%，Sbn＜0.5且In＞1.5，则所述待测样品完全不相容；
其中，F为所述结焦因子，f为结焦率、Sbn为相容调和指数以及In为不容性数；
其中，所述待测样品为至少一种原油；
所述原油为页岩油、重质稠油、重质原油、环烷基原油、中间基原油、石蜡基原油、中质原油、轻质原油、凝析油、劣质重油；
所述获取待测样品的结焦因子、结焦率、相容调和指数以及不容性数，包括：
将所述待测样品注入红外光谱测量仪，得到所述待测样品的红外光谱图；
根据所述红外光谱图，获取所述取待测样品的结焦因子、结焦率、相容调和指数以及不容性数；
所述根据所述红外光谱图，获取所述取待测样品的结焦因子、结焦率、相容调和指数以及不容性数，包括：
根据所述红外光谱图中波数在2100-10000cm-1的吸收峰的透光度，按照建立的近红外的结焦因子的计算模型、结焦率的计算模型、相容调和指数的计算模型以及不容性数的计算模型进行计算，获取所述取待测样品的结焦因子、结焦率、相容调和指数以及不容性数；
所述吸收峰的个数为7000-8000个。
2.根据权利要求1所述的原油相容性的判断方法，其特征在于，所述红外光谱测量仪的工作条件为：
扫描分辨率：0.4cm-1，
扫描范围：10000-2100cm-1，
扫描步进精度：1cm-1，
扫描数量：8-32次，
波长标定：自动。
3.根据权利要求2所述的原油相容性的判断方法，其特征在于，所述待测样品的进样量为0.1-2.3ml。
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