[发明专利]稠油液流空化降粘系统及工艺方法

权利要求书

1.一种稠油液流空化降粘工艺方法，其特征是：包括稠油储罐（L1）、供氢剂储罐（L2）、低压供料泵（L3）、高压柱塞装置（L4）、空化处理装置（L5）、稠油注入储罐（L6）、稠油的集输管道（L8），采用稠油储罐（L1）提供稠油供应时，将供氢剂储罐（L2）与稠油储罐（L1）连通，供氢剂与稠油混合后，通过低压供料泵（L3）输送至高压柱塞装置（L4），将混合液增压后注入空化处理装置（L5），利用液流空化效应降低稠油粘度，然后将降粘后的稠油注入储罐（L6）存储备用，将处理后的稠油汇入集输管道（L8）进行输送；

将降粘系统作为稠油的集输管道（L8）的旁支时，集输管道（L8）直接向高压柱塞装置（L4）供料，通过空化处理装置（L5）降粘后再进行储罐储存或直接汇入集输管道（L8）；

所述的空化处理装置（L5）包括空化喷嘴组件（L5-1）与靶板组件（L5-2），靶板组件（L5-2）位于空化喷嘴组件（L5-1）的一侧，并形成低速高压区（Q1）、高速低压区（Q2）、扩展区（Q3）、空泡溃灭区（Q4）；

稠油自空化喷嘴组件（L5-1）左侧流入，进入低速高压区（Q1），自右侧流出，进入高速低压区（Q2），因孔径变窄，在高速低压区（Q2）区右侧出口处形成射流，射流形成前后有两个低压区形成：一个是射流形成时的切向区域（Q2-1），另一个是射流进入相对静止的流体时形成的涡流区（Q2-2）；射流继续向前发展，进入扩展区（Q3）区域，扩展区（Q3）区域的压力低于气体核稳定所需的必需压力，即该温度下液体的饱和蒸气压，液体中的气核生长并迅速形成大的充满蒸汽的空化气泡，当空化气泡进入空泡溃灭区（Q4）后，由于压力突然增大或者运动到靶板附近时，空化泡溃灭破裂，从而产生空化效应；

空化泡溃灭瞬间产生极短暂的强压力脉冲，气泡周围微小空间产生极端的高温、高压微环境，其局部温度达1900～5000K，压力超过5×107Pa，并伴有强烈的冲击波和时速高达400m/s的微射流；在这种极端环境下，稠油中大分子在机械剪切、热解、自由基氧化、超临界水氧化物理化学作用下，稠油的胶体结构发生破坏，稠油中的胶质和沥青质高分子会发生断链、裂解、加氢反应，大分子变成小分子，分子质量减小，从而粘度降低。

2.根据权利要求1所述的稠油液流空化降粘工艺方法，其特征是：包括供料系统（2）、控制与动力系统（3）、空化处理系统（4）以及存储系统（5）构成，

所述供料系统（2）包括供氢剂储罐（L2）、供氢剂投料泵（2-3）、尾气吸收罐（2-4）、搅拌器（2-5）、储罐加热器（2-6）、稠油储罐（L1），所述供氢剂储罐（L2）的下端设有供氢剂投料泵（2-3），并通过管线连接到稠油储罐（L1），稠油储罐（L1）内设有搅拌器（2-5），且稠油储罐（L1）上部设有尾气吸收罐（2-4），且所述搅拌器（2-5）通过控制与动力系统（3）连接控制，稠油储罐（L1）的输出端通过管线连接到空化处理系统（4）；

所述空化处理系统（4）包括变频电机（4-1）、高压柱塞泵（4-2）、空化处理器（4-7），所述空化处理器（4-7）的输入端连接高压柱塞泵（4-2）和变频电机（4-1），输出端连接存储系统（5）；

所述存储系统（5）包括第一搅拌器（5-1）、第二搅拌器（5-2）、第一产品罐（5-3）、第二产品罐（5-4），经过空化处理的稠油被送入到第一产品罐（5-3）或第二产品罐（5-4），且第一产品罐（5-3）内设有第一搅拌器（5-1），第二产品罐（5-4）内设有第二搅拌器（5-2）。