重质油沥青质缔合行为的电学表征

发布时间：2020-09-03 10:35

　　 沥青质是石油中极性最强,杂原子含量最高的组分,研究它的缔合性,极性以及聚集介尺度行为对于重质油的开采、储运、加工等过程具有深远意义。本论文分别以海上稠油、油砂沥青、四川混渣三种原料的正庚烷沥青质为研究对象,利用稀溶液法测定了沥青质的平均偶极矩,以表征其极性;利用~1H-NMR谱图关联得到了沥青质的平均结构参数,以表征其缔合性。研究结果表明,海上稠油沥青质的极性最强,四川混渣沥青质的极性最弱,极性与平均相对分子量大小无明显关系;随着沥青质极性下降,H/C增大,金属杂原子总量降低,芳碳率降低,缔合度降低。由此表明,沥青质杂原子含量越高,极性越强,缔合性越强。利用电学方法探究了外加电场频率、溶剂、浓度、温度等因素对沥青质电学性能的影响。结果表明,低频时直流电导率是主要的电荷传递方式,电导率大小取决于溶液极性、粒子浓度和运动速率,而非离域π键;低频耗散效应的强弱与外加电压周期和溶液极性成正比,能使介电常数显著增加,介电常数还与偶极子数量和极化程度成正比例关系;低频时的介电损失主要来源于直流电导率,其大小受到直流电导率和电场频率的共同影响,高频时,溶液粘度、偶极子浓度对于介电损失的影响更为显著。利用粘度法和介电弛豫谱法分别测定了不同温度时沥青质缔合体的粒径,结果表明,粘度法中,沥青质在高浓度区出现多种缔合层次,校正了高浓度区相对粘度的计算;对于同一种沥青质,特性粘度、等效球体直径均随着温度升高而减小,油砂沥青沥青质的直径在2.37~3.14nm之间,四川混渣沥青质直径在2.06~2.90nm之间;介电弛豫谱图中存在两个或三个明显的偶极子特征损失峰,表明溶液中存在不同的缔合体;两种沥青质溶液不同温度下的沥青质缔合体粒径相差不大,由此可以看出,介电损失峰位置的确定对仪器及实验过程均需要较高精度。
【学位单位】：中国石油大学(华东)
【学位级别】：硕士
【学位年份】：2017
【中图分类】：TE621
【部分图文】：

第三章 沥青质结构性质相关性研究.2.2 透射电镜观察沥青质缔合形貌的探索为了直观观察甲苯溶液中沥青质分子的缔合形貌，利用透射电镜对沥青质进行观烘干后的正庚烷沥青质放入玛瑙研钵，加入适量无水乙醇，研磨半小时使得沥青质水乙醇中呈现悬浮状态，进行观察。三种沥青质的透射电镜图如图 3-3，3-4 所示。

3.2.2 透射电镜观察沥青质缔合形貌的探索为了直观观察甲苯溶液中沥青质分子的缔合形貌，利用透射电镜对沥青质进行观将烘干后的正庚烷沥青质放入玛瑙研钵，加入适量无水乙醇，研磨半小时使得沥青质无水乙醇中呈现悬浮状态，进行观察。三种沥青质的透射电镜图如图 3-3，3-4 所示。（a） （b） （c）图 3-3 200nm 分辨率下海上稠油沥青质（a）四川混渣沥青质（b）油砂沥青沥青质（c）颗粒形貌Fig3-3 TEM pictures of HSasp(a), SCasp (b) and YSasp(c)200 nm 200 nm 200 nm

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本文编号：2811317