成品油管道清管污油除雜研究

邵慧龍 于維廣

摘要：隨著我國經濟和技術的發展，成品油管網建設逐漸得到完善、管道系統也越來越復雜、管網的安全及監測也顯得尤為重要，如何使管道運輸在安全、經濟、便捷的情況下發揮更大的效益已經成為廣大學者主要研究的一個方向。本文將針對成品油管道清管污油除雜設計實驗，討論不同條件下的除雜效果。

關鍵詞：成品油;污油;除雜;管道清管

1 引言

不同油品之間的混合，會導致污油的產生，其中還包含大小懸浮顆粒，各種離子等機械雜質，以及游離水等[1-3]。常采用采用離心分離法、重力沉降法、以及添加破乳劑法等方法進行處理[4]。在經過多次的篩選與排查后，發現殼聚糖具有很好的除雜效果，殼聚糖分子具有游離氨基，所以鹽容易在酸性溶液中形成，從而表現出陽離子性質。此外隨著分子中氨基數量的增加，殼聚糖的氨基特征也將越來越明顯，為殼聚糖的許多生物學和加工特性奠定了基礎，另外，研究發現海藻酸鈉也有效去除雜質，海藻酸鈉是從褐藻或海藻的海帶中提取碘和甘露醇的副產品，其分子由組成，它是一種由β-D-甘露糖醛酸與α-L-古洛糖醛酸相連的天然多糖，具有藥物制劑所需的穩定性、溶解性、粘度和安全性[5]。

過濾一直都是除雜的首選方法，但成本較大，除雜效果也不是十分理想，并且不便于安裝、檢查，適用的范圍也具有局限性。本文選用以上兩種化學試劑對油品進行除雜測定，探索加人化學劑除雜的方法，以上化學試劑加入了油品后不會對油品產生二次污染，對人體和環境也無害，便于回收利用。

2 實驗儀器和設備

實驗儀器包括燒杯（400ml、300ml、250ml）、量筒（10ml、25ml、50ml）、試管（10ml）、圓底燒瓶（250ml、300ml）、膠頭滴管、水分接收器、直管冷凝器、素瓷片、酒精燈、稱量紙、電子秤以及單倍顯微鏡和超級恒溫水浴箱等。

3兩種除雜試劑的對比實驗

準備兩個試管，各選取10ml污油樣品，將兩種化學試劑里各取0.2g藥品加入試管中，再將相同來源、同樣體積的污油在恒溫水浴中加熱至35度，使藥品與油品充分接觸，混合均勻，沉降24h后，進行比較分析，考察化學試劑對油品的除雜效果，主要是觀察油品中是否存在懸浮物或者懸浮物存在的多少、油品的亮度以及除雜率。

結果顯示添加海藻酸鈉試管溶液渾濁，且呈現乳狀液，主要是因為其中相應的離子或者物質與試劑發生了反應，故海藻酸鈉比較適合進行污水處理，而對于污油則并不適用。因此我們選用殼聚糖，其中上部液體相對較清晰，相比海藻酸鈉試劑中的固體顆粒，其含量要低得多，而且懸浮物質少，油品清晰透明。所以暫時確定除雜效率較好的殼聚糖。

4除雜效果的影響因素分析

對于除雜效果的影響，主要有四個方面，即溫度、加劑量、時間以及殼聚糖與海藻酸鈉之間的配比情況，接下來我們將逐一進行分析：

4.1溫度對除雜效果的影響

取五個10ml的試管，倒入等量的油品，再各加入0.2g的殼聚糖藥品，分別將其置入25度、35度、45度、55度、65度恒溫水浴箱中加熱到相應溫度，然后等24h后觀察現象。結果表明1、2、3、4、5號試管都有不同程度的懸浮液和固體顆粒雜質沉于底部，在上面各試管上、中層各取相同體積的溶液，混合均勻后，再各取1ml溶液置于顯微鏡以濾紙作為載體觀察，根據顯微鏡觀察下的結果，得到相應的固體顆粒含量。

實驗結果表明污油除雜率隨溫度的增加先上升后下降，這是因為提高適當的溫度，使得油水界面上的機械雜質在油中能夠獲得更高的溶解度，從而界面也更容易破裂，與此同時適當地提高溫度也在一定程度上降低了污油粘度，使得機械雜質與油水更容易分離，沉降至底部。溫度過高除雜率反而降低，這是由于分子運動變得更加劇烈，不利于雜質的聚集沉降。當溫度為35度時除雜率達到最大，所以確定除雜的適宜溫度為35度。

4.2殼聚糖加劑量對除雜效果的影響

為了能夠使除雜率達到最佳，選擇在35度溫度下沉降24h，分別取五個10ml試管分別加入劑量為0.1g、0.2g、0.3g、0.4g、0.5g的藥品，將其均置于35攝氏度的恒溫水浴中，使其充分接觸，混合24h后考察除雜效果。

在相同溫度沉降一定的時間，當添加0.2g的殼聚糖時其效果更佳，不僅是因為其固體顆粒雜質含量少，而且2號試管中的懸浮物相對來說也很少，溶液顏色比較透明清澈，更具代表性。

同上我們也取了各加劑量下試管中、上部的溶液，與前面所取的體積相同，然后混合均勻后各取1ml放在顯微鏡下觀察，結果表明，污油除雜率隨殼聚糖加劑量增加先升高后下降。主要原因是殼聚糖量的適度增加，會使界面張力降低，界面膜更容易破裂，從而固體顆粒更容易聚集沉降下來，當殼聚糖加劑量為0.2g時，除雜率達到最大，繼續增加殼聚糖劑量，污油的除雜率降低，這是因為一定量的殼聚糖在一定條件下只能絮凝相應量的雜質。殼聚糖量過多，除雜率反而降低。

4.3.沉降時間對除雜效果的影響

為了使此實驗效果更清晰，效果更佳，在所測油品中加入0.2g的殼聚糖藥品，在35度的環境下進行沉降實驗，分別記錄沉降時間為 3、6、12、24、36、48h 下對污油除雜率。結果表明污油除雜率隨沉降時間的延長而逐漸提高;當沉降時間為 24h時，除雜率已經達到88%，繼續延長沉降時間，除雜率變化很小。從降低生產成本，節約能耗的角度，最終確定沉降時間為24h。

4.4兩種藥品的配比對除雜效果的影響

在確定合適的溫度和劑量后，將兩種化學試劑以不同的比例進行混摻。取3組實驗，分別按1：1、1：2、2：1進行實驗。選出除雜效果最好的混合比例。將選出的除雜效果最好的一種與相同溫度和劑量下的加入殼聚糖的實驗進行比較和分析。

結果表明不同配比下的混合試劑不僅不能對污油的除雜起到更好的作用，反而彼此之間形成了一種渾濁、難以互溶的乳狀液體，使得固體顆粒難以靠自由沉降沉淀下來，故兩種藥品之間的配比不利于污油進行除雜。考慮到溫度可能會影響油品的粘度，從而影響它的沉降過程，我們分別在35度、45度、55度以及65度下對三種類型的配比做了實驗，結果表明，不管溫度如何，殼聚糖與海藻酸鈉的任一配比均沒有達到良好的除雜效果，而且兩者之間可能發生了某種反應，形成某種乳狀液，使得污油中的固體顆粒更難以沉降，而且隨著溫度的升高，污油中的液體更難以流動，它們凝結在一起，使油品更加粘稠，難以沉降，無法達到除雜效果，因此我們不予考慮殼聚糖與海藻酸鈉兩者之間的配比情況。

5 結論

經過嚴謹細致的分析，我們發現殼聚糖擁有比海藻酸鈉?????? 更好的除雜效果，并確定了添加殼聚糖試劑法中最佳實驗條件，即溫度35度，加劑量為0.2g，沉降時間為24h，殼聚糖與海藻酸鈉兩者之間的任一配比的除雜效果都差，在實驗溫度25度、35度、45度、55度、65度下都沒有良好的除雜性，而且試管中的溶液呈現渾濁現象，液體凝結難以流動，所以直接選用殼聚糖試劑作為除雜試劑效果最佳。

參考文獻：

[1]張春曉.在全球化背景下論中國輸油管道事業的發展[J].今日科苑，2010，（9）：102～104.

[2]史俊杰.成品油管道清管乳化污油處理實驗研究[J].化學工程與裝備，2016，06：142-144.

[3]馬志宇，蔡亮，段秋生，馬偉平.國內外油氣管道清管技術的現狀和發展趨勢[J].石油庫與加油站，2016，2506：14-19+5.

[4]ErnestCasey，張麗萍.現代清管技術綜述[J].國外油田工程，1998，10：33-36.

[5]肖幾力.國外清管技術及應用[J].油氣管道技術，1981，02：25-27.

（作者單位：1.吉林化工學院石油化工學院;2.吉林省松原石油化工股份有限公司）