新型高蜡稠油降凝剂的合成与评价

发布时间：2017-09-19 16:32

  本文关键词：新型高蜡稠油降凝剂的合成与评价

  更多相关文章： 高蜡 原油 降凝剂 机理 衣康酸 1-癸烯

【摘要】：随着现代社会的不断进步和工业文明的不断发展,人类对化石能源的需求越来越大,尤其是对石油的依赖。随着原油开采量的不断加大,轻质原油的开采量越来越低,然而重质原油的含量却相当丰富,因此未来社会对石油的需求将由重质原油来满足。重质原油的成分十分复杂,所含组分较多,特别是含有大量的胶质、沥青质和蜡质,因此重质原油具有粘度大,凝点高,流动性能差的特点。因此降低重质原油的粘度和凝点对油田化学具有十分重要的意义,这也必将成为近年来油田化学研究的难点和热点。化学降凝剂降凝法以其加量少、操作方便、无后续处理等优点而被认为是高蜡原油开采和输送最有效的方法。第一部分实验采用溶液聚合法,溶剂为无水乙醇,合成了含有长侧链的三元共聚物——聚(衣康酸酯-甲基丙烯酸十八酯-马来酸酐)三元共聚物。以降凝效果作为评价标准,通过正交试验确定了最佳的单体配比、反应温度、反应时间和引发剂用量。通过傅里叶红外光谱(FT-IR)、核磁共振氢谱(HNMR)、热失重(TGA)、差示扫描热分析([)SC)和扫瞄电镜(TEM)等对聚合物的结构和性质进行表征。以铁岭站庆铁线高蜡原油和大庆林源站高蜡原油为实验对象,测试了该油溶性降凝剂的降凝效果。随着降凝剂加入量的增大,降凝温度缓慢升高,随后降凝温度会下降。对于大庆林源站高蜡原油,在最佳加剂量700ppm时,其凝点下降6.2℃；对铁岭站庆铁线高蜡原油,在最佳加剂量500 ppm时,其凝点下降7.0℃,同时该聚合物剂对Crude oil BRUNDA GE和Crude oil L.C ANYON两种原油的粘度有一定效果,在40℃的表观降粘率分别为56.6%和33.33%。第二部分实验采用溶液聚合法,溶剂为无水乙醇,合成了含有长侧链的三元共聚物——聚(甲基丙烯酸十八酯-马来酸酐-1-癸烯)三元共聚物。以降凝效果作为评价指标,通过正交试验确定了最佳的单体配比、反应温度、反应时间和引发剂用量。通过傅里叶红外光谱(FT-IR)、核磁共振氢谱(HNMR)、热失重(TGA)、差示扫描热分析(DSC)和扫瞄电镜(TEM)等对聚合物的结构和性质进行表征。以铁岭站庆铁线高蜡原油和大庆林源站高蜡原油为实验对象,测试了该油溶性降凝剂的降凝效果。随着加入量的增大,降凝温度缓慢升高,随后降凝温度会下降。在最佳加剂量700 ppm时,能使大庆林源站和铁岭站庆铁线高蜡原油的凝点分别下降7.6℃和7.0℃,同时该降凝剂对Crude oil BRUNDA GE和Crude oil L.CANYON两种原油具有一定的降粘效果,在40℃的表观降粘率分别为47.1%和54.4%。对两种油溶性降凝剂的降凝机理进行了讨论分析和深入探究：PSMAI降凝剂和PSMAD降凝剂都是长侧链结构,降凝剂可以作为蜡晶析出的晶核,也可能会吸附在蜡晶上,减少其比表面积,改变蜡晶的表面性质,降低表面能,从而阻碍了蜡晶的聚集和长大,使原油的流动性得到改善,从而达到降低原油凝点的目的。
【关键词】：高蜡 原油 降凝剂 机理 衣康酸 1-癸烯
【学位授予单位】：山东大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TE39
【目录】：

• 摘要7-9
• Abstract9-11
• 第一章 文献综述11-21
• 1.1 前言11
• 1.2 国内外降凝剂研究概况及应用现状11-13
• 1.2.1 国外降凝剂研究概况及应用现状11-12
• 1.2.2 国内降凝剂研究概况及应用现状12-13
• 1.3 降凝剂的种类13-15
• 1.3.1 表面活性剂型13-14
• 1.3.2 聚合物型14
• 1.3.3 复配型共聚物14-15
• 1.4 降凝剂的降凝方法及原理15-18
• 1.4.1 降凝剂的降凝方法15-16
• 1.4.2 降凝剂的降凝机理16-18
• 1.5 降凝剂作用的影响因素18-19
• 1.5.1 原油组成(包括胶质和沥青质的影响)18
• 1.5.2 降凝剂的结构18
• 1.5.3 降凝剂的加入量18-19
• 1.5.4 剪切作用19
• 1.5.5 其他因素19
• 1.6 本课题研究内容及方法19-21
• 第二章 降凝剂聚(衣康酸酯-马来酸酐-甲基丙烯酸十八酯)的合成及应用评价21-47
• 2.1 引言21
• 2.2 实验方法的选择21-24
• 2.2.1 聚合单体的选择21
• 2.2.2 聚合反应机理21-22
• 2.2.3 聚合方法的选择22-23
• 2.2.4 溶剂的选择23
• 2.2.5 引发剂的选择23-24
• 2.2.5.1 偶氮类引发剂23
• 2.2.5.2 有机过氧类引发剂23-24
• 2.2.5.3 无机过氧类引发剂24
• 2.3 实验部分24-28
• 2.3.1 实验药品及仪器24-26
• 2.3.2 部分药品的提纯26
• 2.3.3 实验步骤及装置26-28
• 2.3.3.1 聚合物的合成26
• 2.3.3.2 聚合物的接枝26
• 2.3.3.3 实验装置26-27
• 2.3.3.4 化学反应方程式27-28
• 2.4 降凝降粘效果评价28-29
• 2.4.1 凝点的测试方法28
• 2.4.2 粘度的测试方法28-29
• 2.5 聚合物的结构与性能表征29-38
• 2.5.1 FT-IR红外光谱分析30
• 2.5.2 在线红外分析30-34
• 2.5.3 扫描电子显微镜(SEM)分析34-35
• 2.5.4 差示扫描量热(DSC)分析35-36
• 2.5.5 热失重分析(TG)分析36-37
• 2.5.6 核磁共振波谱分析37-38
• 2.6 最佳合成条件与最佳使用条件的确定38-44
• 2.6.1 最佳合成条件的确定38-40
• 2.6.2 聚合物的降凝性能评价40-41
• 2.6.3 聚合物的降粘性能评价41-44
• 2.7 本章小结44-47
• 第三章 降凝剂聚(1-癸烯-甲基丙烯酸十八酯-马来酸酐)降凝剂的合成与应用评价47-65
• 3.1 引言47
• 3.2 实验部分47-49
• 3.2.1 实验药品及仪器47-48
• 3.2.2 实验步骤及化学反应方程式48-49
• 3.3 聚合物的结构与性能表征49-58
• 3.3.1 FT-IR红外光谱分析49-50
• 3.3.2 在线红外分析50-54
• 3.3.3 扫描电子显微镜(SEM)分析54-56
• 3.3.4 差示扫描量热(DSC)分析56-57
• 3.3.5 热失重分析(TG)分析57-58
• 3.3.6 核磁共振波谱分析58
• 3.4 最佳合成条件与最佳使用条件的确定58-63
• 3.4.1 最佳合成条件的确定58-60
• 3.4.2 聚合物的降凝性能评价60-61
• 3.4.3 聚合物的降粘性能评价61-63
• 3.5 本章小结63-65
• 第四章 结论65-67
• 4.1 总结65-66
• 4.2 展望66-67
• 参考文献67-73
• 致谢73-75
• 附录：攻读硕士期间完成的论文和专利75-77
• 附件77

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