高电荷密度两亲聚电解质存在条件下沥青质的剥离机理研究

发布时间：2020-04-15 14:47

【摘要】：随着易开采的常规原油不断减少,原油供需日益增加,发展非常规原油,如稠油、超稠油的懫输技术迫在眉睫。但是,由于高沥青质含量的稠油的粘度高和流动性差,给稠油的采输带来了许多困难。因此,研究稠油沥青质在油藏表面、运输管道中的脱附现象和与之对应的微观机理,具有重要科学意义。本论文采用从加拿大油砂中提取的稠油沥青质,通过XPS光电子能谱、元素分析等测试手段对其中的沥青质成分及含量进行了表征,说明了沥青质分子是通过极性相互作用吸附至二氧化硅基底表面,直至达到饱和状态。通过耗散型石英晶体微天平这种测试手段,对二氧化硅基底表面上沥青质分子的动态吸附及解吸附过程进行了实时、原位的监测。聚电解质分子与二氧化硅表面之间的静电相互作用及其与沥青质分子之间的静电、极性相互作用使沥青质从基底表面脱离,并且随着浓度增加,聚电解质分子之间形成疏水微区,将沥青质分子包裹在其中,带离表面,促进了沥青质的脱附。结合紫外可见吸收光谱及原子力显微镜等手段分别对流出液中的沥青质含量及脱附后的吸附层形貌变化进行了表征,进一步证明了两亲聚电解质分子与沥青质分子在二氧化硅表面存在竞争吸附过程。最后,通过对随机次序模型(Random Sequential Model,RSA)进行修正,同时考虑了沥青质分子与聚电解质分子的扩散效应及浓度变化对竞争吸附过程的影响,建立了新的吸附模型,并为高分子剥离沥青质的动力学机制的探讨建立了一种有效方法。
【图文】：

分子结构图,沥青质

油沥青质的分子结构]是稠油组分中极性最大、密度最高的表面活性成度的沉积。沥青质极易溶于热苯类的有机溶剂或正庚烷之类的低级正构烷烃，因此定义沥青质。沥青质通常采用四组分分离法进行提取，不同同的，比如溶解原油组分所使用的溶剂若有所差质分子[30, 31]以含有 S、N、O 原子的杂环等芳香含有许多氨基、羟基、羧基等极性基团的环烷烃很强的极性。Dickie和Yen[32]首先提出了沥青质质分子的结构较为规整，并且这种模型随后也被rray R. Gray 等人[33]提出了沥青质聚集体的模型（通过分子间氢键、π-π 堆积及库伦电性作用发生分子结构。而沥青质分子之间的相互作用机理也列的实验证实，他们推论出了原油中胶质沥青

相互作用机理,沥青质

片表面的沥青质在高浓度盐溶液的条件下的脱附效果远不如活性剂对沥青质的脱附也产生了促进作用。此外，Mustafa,采用了 QCM-D 及其它手段，原位探究了沥青质在岩层表面的机理，并对其纳米尺度的微观动力学进行了探讨。于提高稠油开采效率的微观研究，可以通过“水包油”的方法青质粘度以及沥青质分子的尺寸等，即我们所说的“降75]等人通过优化升级重油催化裂解稠油组分，使其粘度得到的微观驱油机理进行了研究，如图 1-2 所示。他们采用拥有不聚合物，将其支链上的 Cu2+转移至沥青质絮状物处，打破了质与胶质分子间的 C-S 键，将它们裂解为小尺寸分子，如芳同时，聚合物作为一类分散剂，通过形成聚集体将沥青质分子沥青质分子间的聚集。目前所使用的各种各样的分散剂及阻结构为苯环、羟基、羧基、磺酸基及烷基侧链等，，既可以与沥，又可以使稠油组分降粘，最终提高稠油采收效率。
【学位授予单位】：湖南工业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TE621

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