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蜡沉积的机理及影响因素 ———————————————————————————————— 作者： ———————————————————————————————— 日期: 第二章 蜡沉积的机理和影响因素 实验室条件下的流体环道实验大多为层流， 影响沉积的主要机理 是分子扩散。在正常操作条件下 , 期望在现场管道中紊流流动，此时 除分子扩散外的其他机理可能会占主导地位。 下面对分子扩散、 剪切 弥散、布朗扩散、剪切剥离、重力沉降、颗粒扩散、惯性效应及老化 机理进行简要描述。 ２．1 蜡沉积的机理 管道上的蜡沉积 , 来自原油中的蜡结晶与胶质， 沥青质 , 部分原 油及其他杂质沉积在管道内壁上，增大原油摩阻 , 减小有效水头，降 低管道输送能力。 蜡沉积的机理主要包括剪切弥散，分子扩散 , 布朗扩散和重 力沉降。分子扩散和剪切弥散使蜡沉积增强， 重力沉降和布朗运动对 蜡沉积的影响较小。 1980 年 ,B ｅr ｎ等人在对稳定原油研究的基础上 认为，分子运动是造成蜡沉积的主要原因。 1981 年，Ｂ urger 等人通 过实验及理论分析，确定分子扩散，布朗运动，重力沉降及剪切弥散 是造成蜡沉积的主要原因 ,其中分子扩散和剪切弥散是导致蜡沉积的 最主要因素 ,重力沉降和布朗运动对蜡沉积没有特别明显的影响。 Burger 等人还提出了基于分子扩散和剪切弥散的蜡沉积速率计算模 型。 Hamo ｕd ａ等人认为，剪切弥散对蜡沉降有影响 ,分子扩散对蜡 沉积过程起主要作用，这时可以忽略剪切弥散对蜡沉积的影响 ,并建 立了蜡沉积模型。 Brow ｎ等人认为剪切弥散对蜡沉积没有影响。 黄启玉等人的环道实验，测试没有温差或者温差很小时是否有蜡 沉积析出，这时分子扩散不起任何作用 ,蜡的沉积完全是完全是剪切 弥散的作用。 该实验的结果是管壁无蜡沉积， 否定了剪切弥散对蜡沉 积的影响。２ 008 年，Akbarzade ｈ等人指出颗粒扩散 , 惯性作用 , 剪 切剥离及老化都会对蜡沉积产生影响，他们认为在实际输送条件下， 颗粒扩散和惯性效应对蜡沉积将产生重要影响。 现在较为一致的观点认为分子扩散是管壁沉蜡的主要原因，重力 因素，剪切弥散对管壁沉蜡的作用可以忽略。 很多学者认为布朗扩散 对蜡沉积的影响很小。 2.1. １分子扩散沉积 分子扩散沉积是含蜡原油中蜡沉积的主要机理之一。 浓度梯度是 分子扩散沉积的驱动力 ,这种浓度梯度是由于温度梯度的存在而建立 起来的。原油在管道流动时，生产油管中部的饱和原油温度最高，溶 解的石蜡浓度较大 ,而靠近管壁一侧的温度较低 ,溶解的石蜡浓度较小 , 因此,溶解的石蜡将向输油管的管壁扩散。一般情况下，原油在管道 流动中 ,周围环境温度低于油温，管内油流被冷却。当管壁温度达到 蜡析出温度时 ,由于扩散而引起的质量交换将使石蜡的浓度甚至超过 溶解上限 ,出现这种情况时 ,析出的石錯粘附在生产油管的内壁上 ,进 而形成石蜡沉积块。在原油体系内部与壁面间蜡浓度梯度的推动下