原油中瀝青質，膠質的危害與預防獲獎科研報告

【摘要】隨著經濟全球化的不斷深入，推動了我國社會經濟的全面發展，原油的開發對我國經濟發展具有重要意義，同時也是人們日常生產和生活中重要的資源之一。原油組分中含有大量的瀝青質、膠質，由于受到外界環境和自身的組成結構特點，在實際的開采、運輸、儲存以及處理過程中，經常會出現瀝青質、膠質沉淀的現象，對于產品的使用過程就會出現嚴重的老化現象，最終帶來重大的質量問題。為此，本文以瀝青質、膠質的沉淀原理為理論基礎，探討原油中瀝青質的危害，探討如何預防原油中瀝青質的危害，解決原油中瀝青質、膠質帶來的影響，促進社會的發展。

【關鍵詞】原油;瀝青質，膠質;危害;預防措施

引言：

原油中的瀝青質、膠質，它是一種褐色的易碎粉末狀物質，并沒有固定的熔點，遇熱會產生膨脹，當瀝青質處于300℃的高溫環境下，瀝青質便會一部分縮合成焦炭、另一部分分解為氣體，膠質介于瀝青質與原油之間，呈現出半凝固粘稠狀態，具有一定的粘附性與較強的著色能力，一般為棕褐色與黑色，同時顏色還會隨著膠質分子量的減小而逐漸變淺。膠質與瀝青質屬于同種化合物，這兩種物質的相對分子質量分別存在著許多重疊部分，在組成與結構的變化中也具有連續性，因此，并不存在絕然的界限，都屬于相對分子質量較大的化合物。膠質瀝青質憑借著自身獨有的特性可以沉積于接觸的介質表面，形成表面沉積，對實際應用帶來較大的負面影響，因此，膠質·瀝青質的危害預防和治理是一項重要工作。

1.瀝青質，膠質的沉淀原理

瀝青質的沉淀原理一般為部分瀝青質在原油中溶解，另一部分瀝青質則會以膠質粒子狀態懸浮于原油中，這種狀態在受到外界因素影響或者破壞的情況下，就會導致原油體系內出現瀝青質沉淀。在原油膠體內的瀝青質沉積一般具有四種效應，分別為立體膠態效應、多分散性效應、電動力效應和聚集效應。瀝青質可能按照其中一種或者多種效應進行沉降。首先，對于立體膠態效應來說，一般瀝青質在原油中具有較強的自聚集特點如果在其中增加烷烴分子，就可以輕松地將瀝青質從原油中分離出來，在增加膠質等溶液，可以有效的吸附在瀝青質的表面，形成大顆粒。這種立體膠態的穩定性和交融及濃度有著直接關系;其次，對于多分散性效應來說，原油中瀝青質的沉積與分散有著直接關系，原油中的各類分子組成影響著瀝青質的分散性，從而也決定了原油中的瀝青質沉淀;第三，電動力效應在當電荷交替流動時，會與壁面產生電位差，從而影響膠體粒子的電荷變化，導致瀝青質的沉降，一般為流體溫度、壓力以及瀝青質的組成;最后，對于聚集效應來說，在原油中的膠質溶液濃度降低，分子化學平衡將被打破，很容易從瀝青質表面脫落，當吸附量降低時，就會聚集在一起，從而形成較大的顆粒。

通過對原油中瀝青質，膠質沉降的原理進行分析，能夠了解瀝青質沉降與膠體分散體系的穩定性有著直接關系，當膠液不穩定時就很容易造成瀝青質析出，從而帶來一系列的危害。

2.原油中瀝青質，膠質的危害

通過對原油中瀝青質沉淀原理的分析，探討原油中瀝青質產生的危害。

2.1儲運過程中瀝青質的危害

原油中瀝青質，膠質的含量以及性質都影響著原油的粘度，瀝青質，膠質在石油中的含量越多，原油的粘度越大，另外，對于瀝青質，膠質結構模型來說，掌握分子結構的形成與其他元素結構都有著緊密的聯系，同時N、S都在瀝青質分子間占據著重要的地位，因此，為了有效的降低原油的粘度，傳統的方法仍舊存在著些許不足，以往知識采用加熱原油來提升原有溫度的方式，但是這一方法又會導致瀝青質沉淀于加熱器表面，最終形成積碳，影響熱傳遞效率。另外，在高粘度的重質油輸送時，還有一項常用的輸送技術，通過乳狀液輸送能夠實現雙向輸送效果，上游需要乳化，下游需要破乳，由于原油中瀝青質，膠質的存在，就會在破乳后重新回到高粘度原有狀態，還需要再次進行處理。

2.2石油煉制過程中瀝青質，膠質的危害

在原油的煉制過程中，由于重質油中會含有大量的瀝青質、膠質如圖所示：

因此，在煉油管道以及設備中經常會由瀝青質，膠質造成的堵塞問題，同時，由于瀝青質內富含較高的酸性官能團，也會對碳鋼設備和管道造成一定的腐蝕現象，另外，原油瀝青質內含有大量的重金屬原色，會使催化劑中毒;瀝青質內也含有大量的稠環芳烴，在達到一定的溫度時，瀝青質積聚與縮合就會使設備積炭，從而堵塞管道。

3.氧化鋁吸附實驗測定原油中的瀝青質

3.1稱取1-2克試樣（）于恒重的磨口錐形瓶中，按每克試樣加溶劑30毫升之比例加入正庚烷。

3.2將錐形瓶1與抽提器及冷凝器相連，置于電熱板上，打開冷凝水，加熱回流半小時，使試樣與正庚烷混合均勻。

3.3在裝有定量濾紙的玻璃漏斗上過濾，先將錐形瓶1上部溶液倒入，濾液收集于錐形瓶2中，最后將沉淀及溶液搖動后倒入漏斗，錐形瓶1中的殘留物用熱至50-60℃的正庚烷30毫升分三次洗滌，然后洗滌液并入漏斗中。

3.4冷卻后，取下錐形瓶1，在水浴上（85℃）蒸餾除去溶劑苯，最后移入烘箱內，在（105～110）℃下恒重一小時，取出冷至室溫，稱重為。

原油中瀝青質含量計算：%=;-----瀝青質重，克;-----加正庚烷前的試樣質量，克。

4.原油瀝青質，膠質的危害預防策略

為了更好的擺脫瀝青質造成的危害，需要充分結合瀝青質的沉淀原理和產生的危害進行分析，并積極的采取針對性解決措施，清除設備內的堵塞物質，避免瀝青質，膠質影響原油的生產與開發。

首先，在原油開采方面，一般在瀝青質，膠質產生沉積的油井內注入化學抑制劑，從而保證原油內的瀝青質，膠質穩定，避免瀝青質，膠質沉積，從而減輕瀝青質，膠質帶來的危害，一般選用的化學抑制劑包括苯、甲苯和二甲苯等化合物，并且適當比例的混合溶液效果更理想。

其次，在CO2氣采過程中，為了降低CO2帶來的瀝青質，膠質沉積所造成的不良后果，對原油注入的CO2中添加化學助劑的實驗研究。試驗結果表明，在超臨界條件下，向油田注入的CO2中添加少量甲苯或芳香烴，可以減