侧链含芳杂环梳型聚合物提高含沥青质高蜡原油低温流动性的研究

发布时间：2017-10-20 20:21

  本文关键词：侧链含芳杂环梳型聚合物提高含沥青质高蜡原油低温流动性的研究

  更多相关文章： 含沥青质高蜡原油 梳型聚合物 苯并咪唑 低温流动性能

【摘要】：蜡和沥青质的沉积和聚集对原油的开采和运输造成困难,尤其是沥青质会与蜡形成结构致密的聚集体,进一步增加原油的粘度。本文旨在在梳型聚合物侧链引入芳杂环基团,提高聚合物与沥青质的作用,同时利用聚合物中的烷基侧链与蜡结合,干扰蜡分子的规整排列,从而提高含沥青质高蜡原油的低温流动性。首先,采用自由基聚合得到聚(α-烯烃-马来酸酐),然后利用2-氨基苯并咪唑和马来酸酐基团的酰胺化反应在侧链上引入芳杂环侧链,得到聚(α-烯烃-马来酸苯并咪唑酰胺)(MACB),通过控制反应中单体的投料比,合成了不同胺化度的梳型聚合物。通过核磁共振氢谱(1H NMR)对合成聚合物的结构进行了表征,计算得到聚合物的接枝率(或胺化度)。选择辽河含沥青质高蜡原油作为研究对象,并利用提取的沥青质配制了模型油。采用高级旋转流变仪、差式扫描量热仪、偏振光／荧光显微镜、x射线衍射仪等仪器测试了加入梳型聚合物前后模型油和原油流变行为、蜡晶结构和形貌、析蜡点温度和析蜡量等性质。结果表明,与之前本课题组合成的聚(a-烯烃-马来酸十八酰胺)(MACO)和聚(a-烯烃-马来酸苯酰胺)(N 1ACP)相比,MAcB聚合物可以更好地降低模型油和含沥青质高蜡原油的屈服应力,减小蜡晶尺寸,改善蜡晶形貌,并降低油品的析蜡点温度和析蜡量。此外,随MACB胺化度的增加,作用效果更好。综合分析各种测试结果,提出了侧链含芳杂环梳型聚合物提高含沥青质高蜡原油的作用机理。由于MACB梳型聚合物侧链中的苯并咪唑芳杂环可以与沥青质形成离域兀-π共轭和氢键作用,可稳定分散沥青质。与此同时,烷基侧链伸展进入蜡晶中,破坏蜡晶的规整堆砌结构,从而最终提高了原油的低温流动性。MACP聚合物由于侧链中含有苯基,可以与沥青质分子形成较弱的π-π共轭作用,相比无此作用的MACO聚合物,具有相对较好的作用效果,但仍弱于MACB聚合物。本文的工作可为原油新型流动改性剂的设计和合成提供实验基础和理论依据。
【关键词】：含沥青质高蜡原油 梳型聚合物 苯并咪唑 低温流动性能
【学位授予单位】：华东理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TQ317;TE39
【目录】：

• 摘要5-6
• Abstract6-11
• 第1章 前言11-24
• 1.1 引言11-12
• 1.2 原油组成及其对原油流动特性的影响12-15
• 1.2.1 蜡组分对原油流动特性的影响13
• 1.2.2 沥青质、胶质组分对原油流动特性的影响13-15
• 1.2.3 含沥青质高蜡原油流动特性15
• 1.3 流动改性剂的研究历程15-19
• 1.3.1 流动改性剂发展历程16-17
• 1.3.2 流动改性剂分类17-18
• 1.3.3 流动改性剂作用机理18-19
• 1.4 梳型聚合物在原油降凝中的应用19-21
• 1.4.1 梳型聚合物作为原油降凝剂的应用基础20
• 1.4.2 梳型聚合物化学结构对原油降凝效果的影响20-21
• 1.5 研究方法21-23
• 1.5.1 流变仪21
• 1.5.2 偏振光显微镜/荧光显微镜21-23
• 1.5.3 差式量热扫描仪23
• 1.5.4 广角X射线衍射仪23
• 1.6 研究目的和意义23-24
• 第2章 梳型聚合物的合成与表征24-34
• 2.1 引言24
• 2.2 实验试剂与装置24-26
• 2.3 不同胺化度梳型聚合物MACB系列的合成与表征26-30
• 2.3.1 不同胺化度梳型聚合物MACB系列的合成26-28
• 2.3.2 不同胺化度梳型聚合物MACB系列的表征28-30
• 2.4 梳型聚合物MACO与MACP的合成与表征30-33
• 2.4.1 梳型聚合物MACO与MACP的合成30-31
• 2.4.2 梳型聚合物MACO与MACP的表征31-33
• 2.5 本章小结33-34
• 第3章 梳型聚合物MACB的胺化度对原油和模型油流动特性的影响34-49
• 3.1 引言34
• 3.2 实验仪器和测量原理34-35
• 3.2.1 屈服应力测试34
• 3.2.2 模型油和原油的析蜡点、热焓值以及析蜡量的测量34-35
• 3.2.3 模型油和原油结晶形貌的观察35
• 3.3 原油组成成分分析35-36
• 3.3.1 原油组成成分分析35-36
• 3.3.2 原油样品制备方法36
• 3.4 模型油的制备36-38
• 3.4.1 模型油组分的选择和沥青质的提取37
• 3.4.2 模型油制备方法37-38
• 3.5 沥青质组分对含蜡模型油流动性能的影响38-41
• 3.5.1 屈服应力38
• 3.5.2 蜡晶结晶形貌38-41
• 3.6 梳型聚合物MACB的胺化度对模型油和原油屈服应力的影响41-42
• 3.7 梳形聚合物MACB的胺化度对模型油和原油析蜡点和结晶焓的影响42-44
• 3.8 梳形聚合物MACB的胺化度对模型油和原油析蜡量的影响44-46
• 3.9 梳形聚合物MACB对油品中蜡组分结晶形貌的影响46-48
• 3.10 本章小结48-49
• 第4章 梳形聚合物不同侧链基团与原油作用机理研究49-62
• 4.1 引言49
• 4.2 实验仪器和测量原理49-50
• 4.2.1 广角X射线衍射仪49-50
• 4.2.2 粘温曲线50
• 4.3 MACO、MACP、MACB对原油和模型油屈服应力的影响50-51
• 4.4 MACO、MACP、MACB对原油和模型油粘温曲线的影响51-53
• 4.5 MACO、MACP、MACB对原油和模型油析蜡点、结晶焓的影响53-54
• 4.6 MACO、MACP、MACB对原油和模型油析蜡量的影响54-56
• 4.7 MACO、MACP、MACB对原油和模型油结晶形貌的影响56-58
• 4.8 MACO、MACP、MACB对模型油结晶晶型的影响58-59
• 4.9 MACO、MACP、MACB与原油作用机理示意图59-61
• 4.10 本章小结61-62
• 第5章 结论与展望62-64
• 5.1 结论62-63
• 5.2 展望63-64
• 参考文献64-70
• 致谢70-71
• 硕士学位期间发表的论文71

【参考文献】

中国期刊全文数据库 前10条

1 宋春霞;羊小海;王柯敏;王青;刘剑波;黄晋;李文山;黄海花;刘卫;;聚合物在荧光检测领域的应用[J];高等学校化学学报;2016年02期

2 王男男;刘美;赵德智;王德慧;;柴油降凝剂的研究进展及应用前景[J];应用化工;2015年12期

3 李卫涛;付璇;李凤新;;降凝剂在稠油输送中的应用[J];辽宁石油化工大学学报;2015年06期

4 赵书华;刘飞飞;王树立;赵会军;李天洲;;含蜡原油降凝剂的研究进展及其应用[J];常州大学学报(自然科学版);2015年03期

5 徐英彪;冷传基;唐永安;祁雨桦;张志振;何留;刘红霞;;管输原油流动改性剂评价方法改善[J];油田化学;2014年04期

6 张作祥;金大伟;白凤有;孔艳;宋继芳;王玉杰;;原油中微量金属元素分析技术及其在勘探中的应用[J];大庆石油地质与开发;2014年05期

7 吴犟;;含蜡原油加剂降凝降粘实验研究[J];山东工业技术;2014年15期

8 夏丽洪;郝鸿毅;杨慧玲;;2013年中国石油工业综述[J];国际石油经济;2014年04期

9 刘劲松;;国际石油地缘政治的现状及我国的对策[J];江西社会科学;2014年01期

10 苗青;张传农;高新楼;闫锋;;电磁法改善易凝高粘原油流动性的实验[J];油气储运;2013年11期

中国博士学位论文全文数据库 前2条

1 高玉生;几种高凝稠油及高凝原油的乳化降凝降粘研究[D];华东理工大学;2012年

2 吴本芳;河南高凝原油和特稠油降凝降粘研究[D];华东理工大学;2011年

中国硕士学位论文全文数据库 前5条

1 姜和健;梳型聚合物侧链芳香度和联接基长度对含蜡原油流变性能的影响[D];华东理工大学;2014年

2 周超;梳型聚合物对高凝油蜡晶特性和流变性能的影响[D];华东理工大学;2013年

3 钱慧琴;梳型共聚物侧链结构对油品流动性影响的研究[D];华东理工大学;2012年

4 陈胜;马来酸酐共聚物分子量的调控及其对石油流动性的影响[D];华东理工大学;2012年

5 邢士理;梳型共聚物改善原油低温流动性的研究[D];华东理工大学;2011年

，

本文编号：1069145