小分子原油流动性改进剂作用效能及其机理研究

发布时间：2020-05-11 12:12

【摘要】：本论文首先对原油组分以及组分之间的相互作用进行了研究。利用柱层色谱分离法、薄层色谱法、傅里叶红外光谱、紫外分光光度法、差示扫描量热法、热重分析和偏光显微分析等表征方法及手段对泾河油田三种不同原油进行分离分析,考察泾河原油不同组分特征及其析蜡行为。结果表明:(1)不同原油之间的组分差异较大,在蜡含量较高的原油中,各组分之间相互作用可以使蜡晶形成的速率降低;(2)原油组分中所含缩合芳香类化合物中环的个数随着原油组分极性的逐渐增大而增加;(3)冷却结晶时,原油中高极性组分可以使蜡晶颗粒数增多,尺寸减小,分散度增加,有效的减弱了蜡晶之间的缔合强度,削弱了蜡晶缔合形成大块蜡晶聚集体的倾向。(4)泾河原油在失重过程中交替发生着裂化反应和缩合反应,且胶质沥青质含量越多,其反应活性越小,失重速率越慢,反应较困难,对应的峰值温度也越高。(5)向C1中添加了其余不同极性组分之后,其析蜡点、析蜡峰温和析蜡量均有所下降,其中添加极性组分C8之后,析蜡点降幅为2.4℃,析蜡峰降幅为3.2℃。进而进行了小分子原油流动性改进剂的研究工作:(1)以酮类和不同种类的醇作为原料按照羰基与羟基物质的量比合成缩醛酮类化合物;(2)以苯甲醛、季戊四醇、环己酮、月桂酸单甘油酯和硼酸作为原料合成三种不同类型的螺环型化合物。将缩醛酮类化合物和螺环型化合物作为原油流动性改进剂评价了其分别对原油凝点和粘度的影响,实验结果表明:(a)缩酮类化合物对绥远原油具有较好的降粘和降凝作用,20℃时,KL-1和KL-4用量为0.10%,降粘率分别为60%和65%,30℃时,KL-3用量为0.05%,降粘率为42%。KL-2用量为0.02%时降凝幅度达8.7℃,KL-1用量为0.1%时降凝幅度为7.7℃,KL-4、KL-7和KL-8用量为0.01%时。凝点分别降低7.6℃、7.9℃和8.4℃;(b)螺环型化合物对绥远油具有较好降粘降凝作用,在20℃,KL-17用量为0.10%和0.05%时,降粘率分别为53.3%和38.4%;KL-18用量为0.15%时,降粘率为45.7%;KL-19用量为0.15%和0.10%时,降粘率分别为50.5%和42%。当KL-17用量为0.10%时降凝幅度高达13.8℃,KL-18用量为0.10%、0.15%时降凝幅度分别为12.0℃和12.2℃,KL-19用量分别为0.05%、0.10%和0.15%时,其相应的凝点分别降低10.0℃、8.0℃和9.5℃。(c)针对蜡含量高、饱和烃含量高以及胶质含量高的三类具有代表性的原油,缩醛酮类化合物对蜡含量和饱和烃含量较高的原油具有较好的降粘效果,对胶质含量较高的原油降粘效果不佳,螺环型化合物对蜡含量和胶质含量较高的原油降粘效果最佳。(d)最后采用偏光显微分析法和差示扫描量热法(DSC)考察了所合成原油流动性改进剂对于原油的析蜡峰温、析蜡点以及蜡晶分布状况的影响,结果表明:缩醛酮类化合物和螺环型化合物均可以降低原油析蜡点和析蜡峰温,使得蜡晶颗粒的尺寸相对减小,降低了蜡晶之间的联结强度,可削弱蜡晶缔合而形成大块蜡晶聚集体。同时,本文还考察了芳香化合物和不同类型的表面活性剂对原油的粘度和凝点的影响,发现绥远原油对芳香化合物的响应较好。
【图文】：

照片,蜡晶,饱和烃,组分

原油中蜡晶图 2图2-10中，的蜡为针状组分的蜡晶构趋势明显晶颗粒增多）来说蜡晶强极性物质作用且共晶蜡晶之间的低，最先析蜡晶聚集体同时，部分质等相对分晶之间的连接晶含量及其2-10 原油 J(a)是饱和烃状结晶，且排晶照片。(b)显, 其蜡晶分多，尺寸相对晶更加分散质-胶质组分晶而析出，而的作用力，析出的蜡晶体。油相会黏附子质量较大接

照片,蜡晶,组分,饱和烃

图 2-11 原油 JH63 不同极性组分对其饱和烃组分中蜡晶形态的影响在图 3-11 中，(g)是饱和烃组分的蜡晶照片，从图中看出未添加其余组分时饱和烃组蜡晶体为针状且排列无规律。(h)显示的添加组分增加了饱和烃蜡晶的析出。(i)和(j)的组分不仅使晶体更加分散，且尺寸增大。(k)的添加组分使得蜡晶颗粒增多，尺寸相对，(l)的添加组分使得蜡晶大小增大，（m）和（n）的添加组分使蜡晶的空间结构明显，（（p）的添加组分使得蜡晶比较分散，很少聚集，蜡晶尺寸减小明显，蜡晶颗粒数目增多，即蜡晶的生成长大受到抑制。可能的原因是适量的较强极性物质-胶质组分存在蜡的油溶液中时，胶质中的长烷基侧链可以与蜡晶分子产生作用且共晶而析出，而且于外部的极性基团会将蜡晶包围起来、起到分散作用，消弱了蜡晶之间的作用力，降蜡晶的聚集程度，，阻碍了蜡晶的成长和析出[57]。
【学位授予单位】：西安石油大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TE622

【参考文献】