一种非回收型化学清蜡球及其制备方法和应用与流程

本发明属于原油运输领域，具体为一种非回收型化学清蜡球及其制备方法和应用。
背景技术：
：原油运输对于石油工业来说是非常重要的，保证原油正常运输的一项重要措施是清蜡和防蜡。针对于油田管线清防蜡主要采用橡胶清蜡球，通过橡胶球与沉积蜡撞击，使沉积蜡从管壁脱落，由于橡胶清蜡球没有溶解性，容易造成卡管现象，当发生卡管时，只能通过热洗的方式进行解决，从而增加管线维护费用。技术实现要素：针对现有技术中存在的问题，本发明提供一种非回收型化学清蜡球及其制备方法和应用，可避免卡管现象。本发明是通过以下技术方案来实现：一种非回收型化学清蜡球，包括内核和包裹在内核外表面的外壳，外壳表面有多个沟槽；外壳的组分包括明胶和羧甲基纤维素钠，内核的组分包括柠檬酸钠和碳酸氢钠。优选的，按照质量份数计，清蜡球配方为：明胶30～45份，羧甲基纤维素钠20～30份，碳酸氢钠19～24份，柠檬酸钠9～20份。优选的，外壳表面的多个沟槽形成网络状结构。优选的，外壳厚度为10～13mm。优选的，内核为实心球体，直径为20～25mm。优选的，还包括着色剂，为清蜡球染色。所述的非回收型化学清蜡球的制备方法，包括如下步骤：1)将碳酸氢钠和柠檬酸钠粉末混合均匀，制成球体；2)将明胶加热熔化，与羧甲基纤维素钠混合，加水搅拌均匀，边加热边搅拌，使其变得粘稠；3)将步骤2)制备好的明胶和羧甲基纤维素钠的混合物包裹在步骤1)制备的球体表面，采用带有沟槽的球形磨具挤压成型，干燥。优选的，步骤1)具体为：将碳酸氢钠和柠檬酸钠粉末混合均匀，压成圆柱，将圆柱打磨成球体。优选的，步骤2)中，加热温度为50～80℃。所述的非回收型化学清蜡球在输油管线清蜡中的应用。与现有技术相比，本发明具有以下有益的技术效果：本发明非回收型清蜡球表面有许多沟槽，在输油管线中流动与管壁的沉积蜡进行撞击，沟槽有助于管壁沉积蜡的脱落，当清蜡球卡管时，沟槽作为原油流通的主要通道，从而防止清蜡球由于管道变形而引起的卡管现象，降低了因为卡管造成的管线设备维修费用，很好的弥补了橡胶清蜡球易卡管的缺点。羧甲基纤维素钠作为清蜡球外壳的主要成分，与明胶混合后，增强清蜡球的机械性能，从而提高清蜡球的清蜡率。清蜡球配方中的所有物质都为水溶性的物质，当清蜡球卡在管道中时，清蜡球外壳在油水混合物的冲刷下，缓慢溶解，当清蜡球内部柠檬酸钠和碳酸氢钠的混合物与油水混合物接触时，反应产生大量气泡，加速清蜡球的溶解，由于这种清蜡球具有一定的溶解性，可以防止清蜡球卡管，从而减低由于清蜡球卡管而增加的管道热洗费用。由于清蜡球配方中的所有物质都为水溶性，当清蜡球在油水混合物中溶解时，不会对原油的性质产生影响，对原油的后续加工不会产生影响。进一步的，多个沟槽形成网络状结构，从而原油能够向任意方向流动，利于其从清蜡球上流过。进一步的，采用着色剂为清蜡球染色，便于区分不同溶解性能的清蜡球。本发明制备方法简单，得到的清蜡球能够应用于输油管线中进行清蜡，可避免卡管现象，降低清蜡成本。附图说明图1为非回收型化学清蜡球结构示意图。图2为模拟卡管情况下清蜡球a的溶解性能。图3为模拟正确流动下清蜡球b的溶解性能。具体实施方式下面结合具体的实施例对本发明做进一步的详细说明，所述是对本发明的解释而不是限定。如图1所示，本发明所述的非回收型化学清蜡球，为核壳结构，包括内核和包裹在内核外表面的外壳。清蜡球为实心球体，外壳主要提高清蜡球的机械性能，其成分为明胶与羧甲基纤维素钠的混合物，厚度为10～13mm，优选12.5mm，外壳表面有多个沟槽，清蜡球在输油管线中流动与管壁的沉积蜡进行撞击，沟槽有助于管壁沉积蜡的脱落，当清蜡球发生卡管时，沟槽作为原油的主要流动通道，一定程度弥补了橡胶清蜡球易造成卡管的缺点。对于清蜡球外壳，明胶作为成型的主要成分，作为羧甲基纤维素钠的成型助剂，使清蜡球易成型，并且明胶作为提高清蜡球的机械性能的主要成分之一；羧甲基纤维素钠作为清蜡球外壳的主要成分，与明胶混合后，增强清蜡球的机械性能，从而提高清蜡球的清蜡率。对于清蜡球内部，即内核为柠檬酸钠与碳酸氢钠的混合物，碳酸氢钠与柠檬酸钠主要作为清蜡球加速溶解的助剂，当发生卡管时，清蜡球外壳会在原油的冲刷下，慢慢溶解，当柠檬酸钠和碳酸氢钠的混合物与原油中的水接触时，会发生反应产生大量气泡，加速清蜡球的溶解，大大的降低了因为清蜡球卡管造成的设备维修费用等；反应式如下。c6h8o7+3nahco3＝c6h5o7na3+3h2o+3co2本发明清蜡球，按照质量分数计，配方为：明胶30～45份，羧甲基纤维素钠20～30份，碳酸氢钠19～24份，柠檬酸钠9～20份，着色剂1～2份。着色剂作为清蜡球染色剂，区分不同溶解性能的清蜡球。本发明清蜡球制备方法为：1)根据配方称取一定质量的药品，将碳酸氢钠和柠檬酸钠粉末压成直径25～30mm，高为30～35mm的圆柱体，将圆柱体打磨成直径为20～25mm的小球。2)将明胶采用50～80℃水浴加热熔化，与羧甲基纤维素钠混合均匀，加入水搅拌均匀，边加热边搅拌，使其变得粘稠。3)将制备好的明胶和羧甲基纤维素钠的混合物包裹在小球的表面，厚度为10～13mm，采用带有沟槽的球形磨具挤压成型，室温干燥48h。实施例1按照质量份数计，明胶30份；羧甲基纤维素钠30份；碳酸氢钠19份；柠檬酸钠20份；着色剂1份。制备方法：根据配方称取一定质量的药品，将碳酸氢钠和柠檬酸钠粉末压成直径25mm，高为40mm的圆柱体，将圆柱体打磨成直径为25mm的小球。将明胶采用50℃水浴加热熔化，与羧甲基纤维素钠混合均匀，加入适量水搅拌均匀，边加热边搅拌，使其变得粘稠。将制备好的明胶与羧甲基纤维素钠的混合物包裹在小球的表面，厚度为10mm，采用带有沟槽的球形磨具挤压成型，室温干燥。实施例2按照质量份数计，明胶45份；羧甲基纤维素钠20份；碳酸氢钠24份；柠檬酸钠9份；着色剂2份。制备方法：根据配方称取一定质量的药品，将碳酸氢钠和柠檬酸钠粉末压成直径30mm，高为60mm的圆柱体，将圆柱体打磨成直径为20mm的小球。将明胶采用60℃水浴加热熔化，与羧甲基纤维素钠混合均匀，加入适量水搅拌均匀，边加热边搅拌，使其变得粘稠。将制备好的明胶与羧甲基纤维素钠的混合物包裹在小球的表面，厚度为12.5mm，采用带有沟槽的球形磨具挤压成型，室温干燥。实施例3按照质量份数计，明胶40份；羧甲基纤维素钠25份；碳酸氢钠19份；柠檬酸钠15份；着色剂1.5份。制备方法：根据配方称取一定质量的药品，将碳酸氢钠和柠檬酸钠粉末压成直径30mm，高为60mm的圆柱体，将圆柱体打磨成直径为25mm的小球。将明胶采用70℃水浴加热熔化，与羧甲基纤维素钠混合均匀，加入适量水搅拌均匀，边加热边搅拌，使其变得粘稠。将制备好的明胶与羧甲基纤维素钠的混合物包裹在小球的表面，厚度为10mm，采用带有沟槽的球形磨具挤压成型，室温干燥。实施例4按照质量份数计，明胶33份；羧甲基纤维素钠22份；碳酸氢钠20份；柠檬酸钠10份。制备方法：根据配方称取一定质量的药品，将碳酸氢钠和柠檬酸钠粉末压成直径25mm，高为30mm的圆柱体，将圆柱体打磨成直径为20mm的小球。将明胶采用80℃水浴加热熔化，与羧甲基纤维素钠混合均匀，加入适量水搅拌均匀，边加热边搅拌，使其变得粘稠。将制备好的明胶与羧甲基纤维素钠的混合物包裹在小球的表面，厚度为11mm，采用带有沟槽的球形磨具挤压成型，室温干燥。实施例5按照质量份数计，明胶35份；羧甲基纤维素钠28份；碳酸氢钠22份；柠檬酸钠18份。制备方法：根据配方称取一定质量的药品，将碳酸氢钠和柠檬酸钠粉末压成直径25mm，高为35mm的圆柱体，将圆柱体打磨成直径为23mm的小球。将明胶采用75℃水浴加热熔化，与羧甲基纤维素钠混合均匀，加入适量水搅拌均匀，边加热边搅拌，使其变得粘稠。将制备好的明胶与羧甲基纤维素钠的混合物包裹在小球的表面，厚度为10mm，采用带有沟槽的球形磨具挤压成型，室温干燥。实施例6按照质量份数计，明胶43份；羧甲基纤维素钠27份；碳酸氢钠22份；柠檬酸钠17份。制备方法：根据配方称取一定质量的药品，将碳酸氢钠和柠檬酸钠粉末压成直径30mm，高为40mm的圆柱体，将圆柱体打磨成直径为25mm的小球。将明胶采用65℃水浴加热熔化，与羧甲基纤维素钠混合均匀，加入适量水搅拌均匀，边加热边搅拌，使其变得粘稠。将制备好的明胶与羧甲基纤维素钠的混合物包裹在小球的表面，厚度为12mm，采用带有沟槽的球形磨具挤压成型，室温干燥。性能测试机械性能评价：清蜡球的机械强度采用10t试验机测定，测试压力：1mpa和2mpa(输油管线压力为0.8mpa～1.6mpa)，观察清蜡球表面是否完整。结果如表1所示，可以看出，本发明的清蜡球具有将强的机械性能，能够在输油管线中正常使用。表1清蜡球机械性能测试结果压力实施例1实施例2实施例31mpa合格合格合格2mpa合格合格合格溶解性能评价：在室内建立动态模拟装置，展开模拟原油结蜡过程。该装置主要由抽油泵、结蜡管、超级恒温水浴箱和油桶等组成。本装置采用抽油泵作为动力装置，通过超级恒温水浴保持油水混合物的温度恒定。首先抽油泵将油水混合物从油桶输送至结蜡管，油水混合物经过结蜡管后再次返回油桶。实验方法：(1)根据实施例1制备两个清蜡球，称重，将其中一个清蜡球a放入结蜡管中，采用结蜡管卡住清蜡球模拟清蜡球的卡管情况。(2)将另一个清蜡球b放入油桶模拟清蜡球在输油管线中的正常流动情况，首先开启恒温水浴箱，温度为5℃，打开抽油泵调节油水混合物流速为0.2m/s。(3)对于结蜡管中的清蜡球a，每1h记录一次质量，油桶中的清蜡球b每6h记录一次质量，计算清蜡球的溶解性能。清蜡球质量分数＝mi/m1×100％其中：m1为初始清蜡球的质量，mi为溶解后清蜡球的质量。(4)每6h更换一次油桶中的油水混合物，当两个清蜡球完全溶解时，停止实验。清蜡球a溶解性测试结果如图2所示，清蜡球b溶解性测试结果如图3所示，由图可以看出，模拟卡管的清蜡球a在7.1h时开始解离，在21h时完全溶解；模拟正常流动的清蜡球b在60h时开始解离，在84h时完全溶解。综上所述，非回收型清蜡球在正常流动情况下可在3～4天内完全溶解，不需要进行收球，在卡管情况下一天内即可溶解，解决清蜡球卡管现象。并且清蜡球为水溶性，溶解后不会对后期原油加工产生任何影响。当前第1页12