黃金管封閉體系熱模擬實驗中兩種液態烴收集方法對比及其對相態特征的影響

作者：黃越義,廖玉宏,劉衛民,陳承聲,許濤,王云鵬,彭平安

摘要：原油在熱裂解過程中會生成大量的輕烴(C6~C13),這些輕烴組分的性質介于氣體和液體之間,易揮發,在常溫下不以單獨的氣相或者液相存在,因而往往難以收集完全。本次工作先進行原油裂解生烴動力學模擬實驗,在每個溫度點都采用了兩根黃金管作為平行樣,其中一根黃金管按照傳統液態烴收集方法,先在線測試完氣態烴,然后用液氮冷凍1個跟真空系統相連的細胞瓶來收集輕烴,隨后將黃金管剪開并投入加入了正戊烷的細胞瓶中,使兩部分液態烴合并。另一根黃金管采用液氮直接冷凍收集的方法,即先用液氮充分冷凍黃金管,然后再快速剪破并浸入正戊烷中,以盡可能地減少輕烴組分的揮發。通過對比這兩種收集方法獲得的液態烴組分(C6~C13和C14+)定量數據,揭示液態烴組分在組成和產率上的差異。在此基礎上,借助PVTsim相態模擬軟件,將這兩種收集方法獲得的數據進行油氣相態數值模擬,以研究兩種收集方法導致的相行為差異。研究結果表明,液氮直接冷凍收集方法能更有效地收集輕烴組分,獲得的輕烴產率明顯高于傳統液態烴收集方法。當Ro,Easy=0.62%~0.87%時,傳統液態烴收集方法少收集了近40%的輕烴;當Ro,Easy=0.87%~2.47%時,傳統液態烴收集方法損失了近1/6的輕烴,這些損失主要為C6~C9。當Ro,Easy<1.67%時,傳統液態烴收集方法獲得的熱解產物的泡點壓力偏高,最大偏差達3.3 MPa(Ro,Easy=0.62%),隨熱解溫度升高,泡點壓力偏差逐漸減小;當Ro,Easy>1.67%時,由于輕烴的熱解加劇使得含量減少,對泡點壓力的影響變小。因此,通過液氮直接冷凍液態烴的收集方法能夠更準確地反映熱解產物中輕烴組分的組成和產率。

發文機構：中國科學院廣州地球化學研究所有機地球化學國家重點實驗室 中國科學院大學 中國石油大學（北京）克拉瑪依校區石油學院

關鍵詞：黃金管熱模擬實驗液態烴收集方法輕烴產率油氣相態模擬gold tube thermal simulation experimentliquid hydrocarbon collection methodlight hydrocarbon yieldhydrocarbon phase simulation

分類號： P593[天文地球—地球化學]