双亲分子对原油中沥青质分散稳定性的影响研究

来源 :中国石油大学(华东) | 被引量 : 0次 | 上传用户:kuangyunlo
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沥青质失稳沉积是原油储罐底部油泥产生的重要原因,而开展双亲分子对原油中沥青质分散稳定性的影响研究,对我国原油安全、经济的储存有着重要的意义。本文以实验油样为研究对象,首先考察了含不同极性基团的双亲小分子以及双亲聚合物EVA对实验油样中沥青质分散稳定性的影响;然后合成了多种含不同功能基团的梳状双亲聚合物,考察了其对实验油样中沥青质的分散稳定效果的影响;通过分子动力学模拟计算分析了双亲分子与沥青质的相互作用机制;最后探究了加剂实验油样中沉积的沥青质的再分散情况。在研究双亲小分子对实验油样中沥青质分散稳定性影响的实验中,选择烷基链长度为12,极性基团不同的多种双亲小分子为研究对象。实验结果表明,双亲小分子可以提高实验油样中沥青质的分散稳定性,且双亲小分子的极性基团种类对其分散稳定沥青质的效果有显著影响。十二烷基苯磺酸分散稳定沥青质的效果最强,其次是十二烷基苯酚,而其余几种双亲小分子稳定沥青质的效果较弱。添加双亲小分子后,实验油样的黏度有小幅度的增加且沥青质缔合颗粒的平均等效粒径减小,这使得沥青质的初始沉淀点增大,一定时间内沥青质的沉积量减少。分子动力学模拟结果表明,十二烷基苯磺酸与沥青质的吸附能较大而十二烷基醇与沥青质的吸附能较小。在研究EVA对实验油样中沥青质分散稳定性影响的实验中,分别设置了EVA中极性基团(VA)含量以及EVA加剂浓度为变量。实验结果表明,VA含量对EVA分散稳定沥青质的效果有显著影响。随着VA含量的增加,EVA分散稳定沥青质的效果呈现先增加后减小的趋势,在VA含量为30%时EVA分散沥青质的效果最好,此时实验油样中沥青质初始沉淀点最高,一定时间内沉积的沥青质总量最少,沥青质缔合颗粒的平均等效粒径也最小。而加剂浓度对EVA分散沥青质的效果也有明显的影响,加剂量较少时(<100μg/g)EVA对沥青质的分散稳定性基本没有影响;当EVA浓度较高时(≥500μg/g)EVA可以显著提高实验油样中沥青质的分散稳定性,但EVA提高沥青质分散稳定性的效果不会随着EVA加剂浓度的提高而无限增加。分子动力学模拟结果表明,EVA有自缔结的趋势,随着浓度的提高EVA会发生自缔合,且随着VA含量的增加EVA之间的相互作用能增大。通过在梳状聚丙烯酸十八酯骨架中引入不同的极性基团和苯环,研究了磺酸基团与苯环对梳状聚合物分散稳定沥青质效果的影响。实验结果表明,在梳状聚合物上引入马来酸酐和磺酸基团可以改善其分散沥青质的效果,而引入苯环对梳状聚合物分散沥青质的效果没有明显的影响。再分散实验结果表明,双亲分子不仅可以抑制实验油样中沥青质的沉积,而且能够改变沥青质的缔合行为,使沉积的沥青质比表面积增大,进而使得沉积的沥青质更容易重新分散于原油中。
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