原油中瀝青質(zhì)，膠質(zhì)的危害與預(yù)防

邵蘭英

【摘 要】隨著經(jīng)濟全球化的不斷深入，推動了我國社會經(jīng)濟的全面發(fā)展，原油的開發(fā)對我國經(jīng)濟發(fā)展具有重要意義，同時也是人們?nèi)粘Ｉa(chǎn)和生活中重要的資源之一。原油組分中含有大量的瀝青質(zhì)、膠質(zhì)，由于受到外界環(huán)境和自身的組成結(jié)構(gòu)特點，在實際的開采、運輸、儲存以及處理過程中，經(jīng)常會出現(xiàn)瀝青質(zhì)、膠質(zhì)沉淀的現(xiàn)象，對于產(chǎn)品的使用過程就會出現(xiàn)嚴重的老化現(xiàn)象，最終帶來重大的質(zhì)量問題。為此，本文以瀝青質(zhì)、膠質(zhì)的沉淀原理為理論基礎(chǔ)，探討原油中瀝青質(zhì)的危害，探討如何預(yù)防原油中瀝青質(zhì)的危害，解決原油中瀝青質(zhì)、膠質(zhì)帶來的影響，促進社會的發(fā)展。

【關(guān)鍵詞】原油;瀝青質(zhì)，膠質(zhì);危害;預(yù)防措施

引言：

原油中的瀝青質(zhì)、膠質(zhì)，它是一種褐色的易碎粉末狀物質(zhì)，并沒有固定的熔點，遇熱會產(chǎn)生膨脹，當瀝青質(zhì)處于300℃的高溫環(huán)境下，瀝青質(zhì)便會一部分縮合成焦炭、另一部分分解為氣體，膠質(zhì)介于瀝青質(zhì)與原油之間，呈現(xiàn)出半凝固粘稠狀態(tài)，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(zhì)分子量的減小而逐漸變淺。膠質(zhì)與瀝青質(zhì)屬于同種化合物，這兩種物質(zhì)的相對分子質(zhì)量分別存在著許多重疊部分，在組成與結(jié)構(gòu)的變化中也具有連續(xù)性，因此，并不存在絕然的界限，都屬于相對分子質(zhì)量較大的化合物。膠質(zhì)瀝青質(zhì)憑借著自身獨有的特性可以沉積于接觸的介質(zhì)表面，形成表面沉積，對實際應(yīng)用帶來較大的負面影響，因此，膠質(zhì)·瀝青質(zhì)的危害預(yù)防和治理是一項重要工作。

1.瀝青質(zhì)，膠質(zhì)的沉淀原理

瀝青質(zhì)的沉淀原理一般為部分瀝青質(zhì)在原油中溶解，另一部分瀝青質(zhì)則會以膠質(zhì)粒子狀態(tài)懸浮于原油中，這種狀態(tài)在受到外界因素影響或者破壞的情況下，就會導(dǎo)致原油體系內(nèi)出現(xiàn)瀝青質(zhì)沉淀。在原油膠體內(nèi)的瀝青質(zhì)沉積一般具有四種效應(yīng)，分別為立體膠態(tài)效應(yīng)、多分散性效應(yīng)、電動力效應(yīng)和聚集效應(yīng)。瀝青質(zhì)可能按照其中一種或者多種效應(yīng)進行沉降。首先，對于立體膠態(tài)效應(yīng)來說，一般瀝青質(zhì)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(zhì)從原油中分離出來，在增加膠質(zhì)等溶液，可以有效的吸附在瀝青質(zhì)的表面，形成大顆粒。這種立體膠態(tài)的穩(wěn)定性和交融及濃度有著直接關(guān)系;其次，對于多分散性效應(yīng)來說，原油中瀝青質(zhì)的沉積與分散有著直接關(guān)系，原油中的各類分子組成影響著瀝青質(zhì)的分散性，從而也決定了原油中的瀝青質(zhì)沉淀;第三，電動力效應(yīng)在當電荷交替流動時，會與壁面產(chǎn)生電位差，從而影響膠體粒子的電荷變化，導(dǎo)致瀝青質(zhì)的沉降，一般為流體溫度、壓力以及瀝青質(zhì)的組成;最后，對于聚集效應(yīng)來說，在原油中的膠質(zhì)溶液濃度降低，分子化學(xué)平衡將被打破，很容易從瀝青質(zhì)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(zhì)，膠質(zhì)沉降的原理進行分析，能夠了解瀝青質(zhì)沉降與膠體分散體系的穩(wěn)定性有著直接關(guān)系，當膠液不穩(wěn)定時就很容易造成瀝青質(zhì)析出，從而帶來一系列的危害。

2.原油中瀝青質(zhì)，膠質(zhì)的危害

通過對原油中瀝青質(zhì)沉淀原理的分析，探討原油中瀝青質(zhì)產(chǎn)生的危害。

2.1儲運過程中瀝青質(zhì)的危害

原油中瀝青質(zhì)，膠質(zhì)的含量以及性質(zhì)都影響著原油的粘度，瀝青質(zhì)，膠質(zhì)在石油中的含量越多，原油的粘度越大，另外，對于瀝青質(zhì)，膠質(zhì)結(jié)構(gòu)模型來說，掌握分子結(jié)構(gòu)的形成與其他元素結(jié)構(gòu)都有著緊密的聯(lián)系，同時N、S都在瀝青質(zhì)分子間占據(jù)著重要的地位，因此，為了有效的降低原油的粘度，傳統(tǒng)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(dǎo)致瀝青質(zhì)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(zhì)油輸送時，還有一項常用的輸送技術(shù)，通過乳狀液輸送能夠?qū)崿F(xiàn)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(zhì)，膠質(zhì)的存在，就會在破乳后重新回到高粘度原有狀態(tài)，還需要再次進行處理。

2.2石油煉制過程中瀝青質(zhì)，膠質(zhì)的危害

在原油的煉制過程中，由于重質(zhì)油中會含有大量的瀝青質(zhì)、膠質(zhì)如圖所示：

因此，在煉油管道以及設(shè)備中經(jīng)常會由瀝青質(zhì)，膠質(zhì)造成的堵塞問題，同時，由于瀝青質(zhì)內(nèi)富含較高的酸性官能團，也會對碳鋼設(shè)備和管道造成一定的腐蝕現(xiàn)象，另外，原油瀝青質(zhì)內(nèi)含有大量的重金屬原色，會使催化劑中毒;瀝青質(zhì)內(nèi)也含有大量的稠環(huán)芳烴，在達到一定的溫度時，瀝青質(zhì)積聚與縮合就會使設(shè)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(zhì)

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(nèi)，在（105～110）℃下恒重一小時，取出冷至室溫，稱重為。

原油中瀝青質(zhì)含量計算：%=;-----瀝青質(zhì)重，克;-----加正庚烷前的試樣質(zhì)量，克。

4.原油瀝青質(zhì)，膠質(zhì)的危害預(yù)防策略

為了更好的擺脫瀝青質(zhì)造成的危害，需要充分結(jié)合瀝青質(zhì)的沉淀原理和產(chǎn)生的危害進行分析，并積極的采取針對性解決措施，清除設(shè)備內(nèi)的堵塞物質(zhì)，避免瀝青質(zhì)，膠質(zhì)影響原油的生產(chǎn)與開發(fā)。

首先，在原油開采方面，一般在瀝青質(zhì)，膠質(zhì)產(chǎn)生沉積的油井內(nèi)注入化學(xué)抑制劑，從而保證原油內(nèi)的瀝青質(zhì)，膠質(zhì)穩(wěn)定，避免瀝青質(zhì)，膠質(zhì)沉積，從而減輕瀝青質(zhì)，膠質(zhì)帶來的危害，一般選用的化學(xué)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(zhì)，膠質(zhì)沉積所造成的不良后果，對原油注入的 CO2 中添加化學(xué)助劑的實驗研究。試驗結(jié)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，可以減少巖石中瀝青組分的沉積，從而減少巖石中瀝青組分對油藏巖石的堵塞。

5.結(jié)束語

綜上所述，通過對原油中瀝青質(zhì)沉淀原理進行分析，了解原油瀝青質(zhì)的危害，探討了預(yù)防原油瀝青質(zhì)危害的有效策略，減少瀝青質(zhì)對原油造成的危害，促進我國原油領(lǐng)域的長久發(fā)展。

參考文獻：

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[2]夏立新，曹國英，陸世維，等. 瀝青質(zhì)和膠質(zhì)對乳狀液穩(wěn)定性的影響[J]. 化學(xué)世界，2005（9）：521-524

（作者單位：中國石油烏魯木齊石化公司研究院）