输油管道脱油蜡清洗剂的研发与应用(1)

孤烟落日

<p class="ql-block">  石油作为工业的血液和一个国家能源、化工的主要来源,关乎着国运民生的存在与发展。而石油的输送无非是海运、陆运和管道运输,管道输送是目前最为经济、安全、便利的方式。我国自发现了大庆油田,就在周恩来总理的亲自指挥下,建设了从大庆至大连的“八三”输油管线,为国家的经济腾飞做出了巨大贡献。</p><p class="ql-block"> 由于输油管线的寿命一般在40年左右,因此东北地区5000公里的“八三”管线已全部退役。退役的管线内残存的油蜡对环境的威胁很大,会污染地下水、土壤,还存在燃爆的风险,因此对退役的管线进行无害化处置就成为当务之急。</p> <p class="ql-block">  清管器加化学清洗剂的组合清洗,是目前处理长距离废弃输油管线的最优选择,即物理清洗与化学清洗的组合。实践证明,溶剂性清洗剂是目前可溶解油蜡的三类清洗剂(水基、半水基、溶剂型)中效果最好的。</p><p class="ql-block"> 油蜡的主要成分是直链烷烃(约为80%~95%),还有少量带个别支链的烷烃和带长侧链的单环环烷烃(两者合计含量20%以下),而蜡的碳链碳原子数约为18~30,其硬度随凝固点的升高而上升。油蜡为各种非极性化合物的组合体,考虑到分子结构的相似性,要溶解油蜡,就得根据《有机化学》中的相似相溶原理,首先选择常温下易流动的烃类为主要原料。</p> <p class="ql-block">  关于清洗剂的溶解力,依据相似相溶原理,要首先选择溶剂的SP值(清洗用溶剂的溶解度参数),而不是KB值(贝壳松脂丁醇值),因KB值是指对树脂的溶解性,与清洗力无直接关系,主要用于涂料工业,因而难以作为基准。SP值相近的物质具有相近的凝集能,因而易于互相溶解。此现象即相似相溶的经验规则。烷烃的SP值因与油蜡的SP值(7~8)一致,因此易于相互溶解,且有很高的清洗力。SP值可以作为一个指标,但仅以数值作为判断存在风险,必须用实际的油蜡样品作清洗性能实验来进行评价。</p><p class="ql-block"> 一些卤代烷烃对于油蜡也有很强的溶解力,但大部分因其毒性、气味、低闪点等原因,已被国家明令禁止。由ICAC(中国工业清洗协会)提出的《清洗剂挥发性有机化合物含量限值》(GB 38508-2020)也做出严格限制,使用上受到制约。</p> <p class="ql-block">  其次,考虑到不同溶剂的溶解特性,针对支链烷烃和环烷烃的溶解也很重要,对于油蜡的彻底溶解能起到关键作用。利用不同溶剂的相互协同作用,可以加速油蜡的溶解。</p><p class="ql-block"> 再其次,还要考虑到清洗剂的闪点、毒理性、与清管器材料的相容性、市场价格等因素,综合考量各溶剂单体的性能,反复实验,才会调制出符合质量要求,价格低廉,有市场竞争力的产品。</p>