凝點(diǎn)和傾點(diǎn)測(cè)試標(biāo)準(zhǔn)對(duì)比分析

一、最低溫度測(cè)定原油的冷凝點(diǎn)和傾斜點(diǎn)是以溫度為單位的原油低溫流動(dòng)性的條件性指標(biāo)，是原油物理狀態(tài)變化的溫度分界點(diǎn)。凝點(diǎn)是指在規(guī)定的熱力條件和剪切條件下,被測(cè)油樣剛剛失去流動(dòng)性的最高溫度。傾點(diǎn)是指在規(guī)定的條件下,被測(cè)油樣能保持流動(dòng)的最低溫度。我國(guó)一直以凝點(diǎn)作為控制原油輸送溫度的一個(gè)重要參數(shù),現(xiàn)行技術(shù)規(guī)范SY/T5537-2000《原油輸送管道運(yùn)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(dòng),輸油管道原油進(jìn)站溫度應(yīng)高于其凝點(diǎn)3℃以上”,而國(guó)際上普遍采用傾點(diǎn)。盡管凝點(diǎn)、傾點(diǎn)在概念上所表征的物理意義有所不同,但對(duì)兩者的測(cè)試均以試管傾斜時(shí)液面是否移動(dòng)作為油樣失去或保持流動(dòng)性的判據(jù),因此,人們誤以為凝點(diǎn)、傾點(diǎn)的測(cè)試結(jié)果有一定的平行一致性,例如,“同一油樣的測(cè)試結(jié)果,其傾點(diǎn)高于凝點(diǎn)3℃”。二、凝點(diǎn)和凝點(diǎn)測(cè)試標(biāo)準(zhǔn)自1927年第一個(gè)關(guān)于石油產(chǎn)品傾點(diǎn)測(cè)試標(biāo)準(zhǔn)(ASTMD97-27)發(fā)布以來,以ASTM為代表的國(guó)際著名標(biāo)準(zhǔn)化機(jī)構(gòu)一直致力于傾點(diǎn)測(cè)試標(biāo)準(zhǔn)的修訂和發(fā)展,現(xiàn)已形成十多種傾點(diǎn)和凝點(diǎn)測(cè)試標(biāo)準(zhǔn)。目前國(guó)際上主要的傾點(diǎn)和凝點(diǎn)測(cè)試標(biāo)準(zhǔn)見表1,其中IP及ISO標(biāo)準(zhǔn)均等效采用ASTM標(biāo)準(zhǔn)。在表1各測(cè)試標(biāo)準(zhǔn)中,只有ASTMD5853-95、IP411-95和SY/T0541-94明確指出是以原油為測(cè)試對(duì)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(biāo)準(zhǔn)均明確指出是以石油產(chǎn)品為測(cè)試對(duì)象。1、凝點(diǎn)凝點(diǎn)的測(cè)定表1中各測(cè)試標(biāo)準(zhǔn)都是以試管傾斜后試樣的液面是否移動(dòng)作為其是否失去流動(dòng)性的判據(jù)。凝點(diǎn)測(cè)試標(biāo)準(zhǔn)中規(guī)定,試樣剛剛失去流動(dòng)性時(shí)的最高溫度為凝點(diǎn);傾點(diǎn)測(cè)試標(biāo)準(zhǔn)中規(guī)定,試樣失去流動(dòng)性的最高溫度加3℃為傾點(diǎn)。在測(cè)試凝點(diǎn)時(shí),當(dāng)試樣降溫到高于預(yù)期凝點(diǎn)以上8℃時(shí),每降溫2℃就需檢測(cè)一次試樣的流動(dòng)性。SY/T0541-94標(biāo)準(zhǔn)是將試管水平放置5s試樣不流動(dòng)時(shí)的最高溫度作為凝點(diǎn),而GB/T510標(biāo)準(zhǔn)是將試管傾斜45°并保持1min后試樣不流動(dòng)時(shí)的最高溫度作為凝點(diǎn)。在測(cè)試傾點(diǎn)時(shí),當(dāng)試樣溫度降至比預(yù)計(jì)傾點(diǎn)高9℃時(shí),檢測(cè)試樣的流動(dòng)性,若液面移動(dòng),則將試管迅速復(fù)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(dòng),此溫度類似凝點(diǎn),再加3℃即為油樣的傾點(diǎn)。2、試樣預(yù)處理后的測(cè)試眾所周知,原油(特別是含蠟原油)的低溫流動(dòng)性與其經(jīng)歷的熱歷史密切相關(guān),因此凝點(diǎn)、傾點(diǎn)測(cè)試標(biāo)準(zhǔn)對(duì)試樣的處理有嚴(yán)格的要求。凝點(diǎn)測(cè)試標(biāo)準(zhǔn)GB/T510-83規(guī)定將試樣預(yù)熱至50±1℃后,再按規(guī)定的步驟進(jìn)行測(cè)試。SY/T0541-94標(biāo)準(zhǔn)也指出,若用戶無特殊要求,則將試樣預(yù)熱至50±1℃后進(jìn)行測(cè)試。傾點(diǎn)測(cè)試標(biāo)準(zhǔn)ASTMD5853-95、IP441-95、GB/T3535-83(91)均定義了上傾點(diǎn)和下傾點(diǎn)。上傾點(diǎn)是指按規(guī)定條件對(duì)試樣進(jìn)行預(yù)處理以增強(qiáng)蠟晶膠凝強(qiáng)度后測(cè)得的傾點(diǎn),下傾點(diǎn)是指按規(guī)定條件對(duì)試樣進(jìn)行預(yù)處理以削弱蠟晶膠凝強(qiáng)度后測(cè)得的傾點(diǎn)。在上、下傾點(diǎn)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(diǎn)測(cè)試方法凝點(diǎn)測(cè)試標(biāo)準(zhǔn)GB/T510采用恒冷浴溫度的降溫程式,先將裝有試樣和溫度計(jì)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(yù)期凝點(diǎn)低7～8℃的冷浴的套管中冷卻。當(dāng)試樣冷卻到預(yù)期凝點(diǎn)溫度時(shí),將試管傾斜45°并保持1min后,觀測(cè)液面是否移動(dòng),如果試樣表面移動(dòng),則重新加熱試樣到50±1℃后,改變預(yù)期溫度,并重復(fù)進(jìn)行試驗(yàn),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(dòng)時(shí),取液面不動(dòng)的溫度作為試樣的凝點(diǎn)。由于改性原油對(duì)重復(fù)升溫加熱一般較敏感,且對(duì)大多數(shù)原油,50℃不是最佳的熱處理溫度,所以測(cè)量中常免去重復(fù)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(dòng),對(duì)測(cè)試結(jié)果產(chǎn)生影響。因此GB/T510標(biāo)準(zhǔn)不適用于對(duì)加熱溫度和剪切比較敏感的油樣。SY/T0541-94標(biāo)準(zhǔn)采用多級(jí)降溫程式,第一級(jí)冷浴的溫度為25±2℃(當(dāng)要求的預(yù)熱溫度高于50℃時(shí),應(yīng)在恒溫水浴中將油樣加熱至預(yù)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(jí)冷浴的溫度逐級(jí)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(cè)試時(shí),若試樣與冷浴溫差小于10℃而試樣仍未膠凝,則應(yīng)轉(zhuǎn)移試管至下一級(jí)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(yīng)控制在0.5～1℃/min范圍內(nèi)。原油傾點(diǎn)測(cè)試標(biāo)準(zhǔn)ASTMD5853-95測(cè)定采用多級(jí)降溫程式。當(dāng)原油傾點(diǎn)高于-33℃時(shí)的降溫程式見表2。當(dāng)試樣溫度降低到某一溫度時(shí),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(yàn)1、水浴加熱試驗(yàn)分別選用高、低凝點(diǎn)的原油配制出不同凝點(diǎn)的混合原油進(jìn)行對(duì)比試驗(yàn),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(shè)定溫度(50℃和60℃)的恒溫水浴中加熱,每隔8～10min搖動(dòng)試樣瓶以保證試樣混合均勻,恒溫30min后裝入預(yù)熱至相同溫度的凝點(diǎn)和傾點(diǎn)試管中。用國(guó)產(chǎn)BLY溫差電制冷凝點(diǎn)測(cè)定儀按照SY/T0541-94測(cè)試油樣的凝點(diǎn),用德國(guó)產(chǎn)HerzogMP852型自動(dòng)傾點(diǎn)分析儀按照ASTMD5853-95測(cè)試油樣的傾點(diǎn)(為了使測(cè)試結(jié)果具有可比性,未進(jìn)行試樣的預(yù)處理)。2、凝點(diǎn)和傾點(diǎn)的關(guān)系通過對(duì)84組混合原油的傾點(diǎn)和凝點(diǎn)測(cè)試結(jié)果的分析表明,按上述標(biāo)準(zhǔn)方法確定的傾點(diǎn)與凝點(diǎn)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(diǎn),℃;Tgp——凝點(diǎn),℃。式(1)擬合的相關(guān)系數(shù)為R2=0.9897。雖然用于試驗(yàn)的組分原油的組成并不具有非常廣泛的代表性,試驗(yàn)數(shù)據(jù)量(84組)也還有限,但該試驗(yàn)結(jié)果表明,凝點(diǎn)和傾點(diǎn)的關(guān)系既不具有平行一致性,也不是“相差3℃”那么簡(jiǎn)單。綜上所述,凝點(diǎn)和傾點(diǎn)都是以溫度表示原油低溫流動(dòng)性的條件性指標(biāo),并且都是以試管傾斜時(shí)液面是否移動(dòng)作為判斷試樣是否膠凝的依據(jù),但凝點(diǎn)和傾點(diǎn)的測(cè)試在試驗(yàn)程序、所用