双偏振干涉技术研究嵌段聚醚在胶质、沥青质表面的吸附行为

发布时间：2017-06-08 16:08

  本文关键词：双偏振干涉技术研究嵌段聚醚在胶质、沥青质表面的吸附行为，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：随着油田的不断开采,油田采出的原油含水率逐年增加,加上油田复合驱开采技术的不断开发,不仅使原油组成变得更加复杂,还使原油乳状液变得更加稳定,这就加重了原油脱水的任务。目前,油田最常用的破乳方法是向原油乳状液中加入化学助剂使油水分离,最常用的化学助剂是嵌段型聚醚。虽然这种方法的效果明显,但由于其作用机理并不明确,无法确定影响嵌段聚醚破乳性能的主要因素,因此药剂的优化及现场应用受到限制。本论文针对这一问题,对嵌段聚醚在胶质、沥青质表面的吸附行为进行了研究,确定了影响嵌段聚醚破乳性能的原因。双偏振干涉技术(Dual polarization interferometry,简称DPI)作为一种新发展起来的光学分析技术,能够实时、灵敏的检测感应芯片表面层的厚度、密度和质量的变化。本文提出了采用双偏振干涉技术建立一种研究聚醚在胶质、沥青质表面微观吸附的实验方法。通过前期实验,筛选出三种不同结构(EPE型线形聚醚、PEP型线形聚醚以及PEP型支链聚醚)的有效破乳剂,以SZ-361油田采出原油为依托,利用该方法测得聚醚流经胶质、沥青质表面时,吸附层质量、厚度以及密度随时间的动态变化,获取嵌段聚醚在胶质、沥青质上的等温吸附线、等温吸附式,并建立吸附动力学模型。通过研究不同结构聚醚的吸附行为对油水界面膜性质的影响,确定影响嵌段聚醚破乳性能的主要因素,为药剂筛选和分子设计提供理论支持。研究表明,嵌段聚醚从水相到油相的扩散过程和吸附在胶质、沥青质表面的聚醚分子的重排是聚醚吸附在胶质、沥青质表面的两个阶段。当嵌段聚醚吸附在胶质、沥青质表面时,首先以部分亲油链吸附在胶质、沥青质表面,随着时间的推移,其余亲油部分逐渐吸附在胶质、沥青质表面。嵌段聚醚与原油中的含硫化合物以及含氮化合物之间的相互作用较强,聚醚通过与胶质、沥青质中的含硫化合物以及含氮化合物发生作用后,有效的减弱胶质、沥青质的稳定性,从而破坏油水界面膜的稳定性,使油水乳状液破乳。嵌段聚醚在沥青质上的吸附量和吸附层密度共同决定聚醚的脱水率,吸附速率和破裂速率常数决定聚醚的脱水速率。对于不同结构的聚醚而言,支链型聚醚破乳性能最好,支链最佳结构为EO-PO-EO。
【关键词】：嵌段聚醚 吸附行为 吸附动力学 破乳性能
【学位授予单位】：西南石油大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TE39;O632.32
【目录】：

• 摘要3-4
• Abstract4-8
• 第1章 绪论8-17
• 1.1 研究目的与意义8
• 1.2 原油组分对乳状液稳定性的影响研究8-10
• 1.3 研究吸附行为方法的选择10-11
• 1.4 双偏振干涉技术简介11-13
• 1.4.1 双偏振干涉技术的基本原理11-12
• 1.4.2 双偏振干涉技术的优势12-13
• 1.5 双偏振干涉技术的研究现状13-15
• 1.6 论文研究内容与技术路线15-17
• 1.6.1 研究内容15-16
• 1.6.2 技术路线16-17
• 第2章 实验试剂仪器与方法17-32
• 2.1 实验试剂与仪器17-18
• 2.1.1 实验试剂17
• 2.1.2 实验仪器17-18
• 2.2 实验方法18-23
• 2.2.1 原油四组分的分离18
• 2.2.2 嵌段聚醚的分离提纯18-19
• 2.2.3 破裂速率常数的测定19-20
• 2.2.4 油水乳状液宏观破乳脱水实验20
• 2.2.5 界面张力的测定20-21
• 2.2.6 粒径大小的测定21-22
• 2.2.7 DPI感应芯片的悬涂22
• 2.2.8 DPI感应芯片的清洗22-23
• 2.3 DPI研究嵌段聚醚吸附行为方法的建立23-31
• 2.3.1 DPI感应芯片的选择23-24
• 2.3.2 溶液配制条件的确定24-27
• 2.3.2.1 溶剂的选择24-26
• 2.3.2.2 浓度的选择26-27
• 2.3.3 悬涂条件的确定27-28
• 2.3.3.1 时间的选择27
• 2.3.3.2 转速的选择27-28
• 2.3.3.3 胶质溶液浓度的选择28
• 2.3.4 流动相的选择28-29
• 2.3.5 聚醚溶液流速的选择29-30
• 2.3.6 数据的解析30-31
• 2.3.7 DPI实验的具体步骤31
• 2.4 本章小结31-32
• 第3章 嵌段聚醚吸附行为及其对破乳性能影响的研究32-62
• 3.1 胶质、沥青质的结构分析32-33
• 3.1.1 胶质、沥青质的元素分析32-33
• 3.1.2 胶质、沥青质的红外光谱分析33
• 3.2 嵌段聚醚破乳剂的选择33-34
• 3.3 PEP型线形聚醚的吸附行为研究34-48
• 3.3.1 PEP型线形聚醚在沥青质上的吸附行为研究34-41
• 3.3.1.1 PEP型线形聚醚的表界面性质研究34
• 3.3.1.2 PEP型线形聚醚在沥青质上的吸附动力学研究34-38
• 3.3.1.3 PEP型线形聚醚在沥青质上的吸附热力学研究38-41
• 3.3.2 PEP型线形聚醚在胶质上的吸附行为研究41-46
• 3.3.2.1 PEP型线形聚醚在胶质上的吸附动力学研究42-44
• 3.3.2.2 PEP型线形聚醚在胶质上的吸附热力学研究44-46
• 3.3.3 原油中杂原子对PEP型线形聚醚吸附行为的影响研究46-48
• 3.4 聚醚分子结构对其吸附行为的影响研究48-56
• 3.4.1 支链化对聚醚吸附行为的影响研究48-52
• 3.4.1.1 支链型聚醚的吸附行为研究48-49
• 3.4.1.2 支链化对聚醚吸附动力学的影响研究49-52
• 3.4.2 嵌段顺序对聚醚吸附行为的影响研究52-56
• 3.4.2.1 EPE型线形聚醚的吸附行为52-53
• 3.4.2.2 嵌段顺序对聚醚吸附动力学的影响53-56
• 3.5 聚醚分子结构与宏观破乳实验的关系研究56-60
• 3.5.1 聚醚结构对破乳脱水的影响研究56-58
• 3.5.1.1 聚醚结构对油水乳状液脱水率的影响研究56-57
• 3.5.1.2 聚醚结构对油水乳状液脱水速率的影响研究57-58
• 3.5.2 聚醚结构对油滴破裂速率常数的影响研究58-60
• 3.5.2.1 聚醚结构对胶质模拟油的破裂速率常数的影响研究58-59
• 3.5.2.2 聚醚结构对沥青质模拟油的破裂速率常数的影响研究59-60
• 3.6 本章小结60-62
• 第4章 结论及建议62-63
• 4.1 结论62
• 4.2 建议62-63
• 致谢63-64
• 参考文献64-69
• 攻读硕士学位期间发表的论文及科研成果69

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