微波对稠油体系中沥青质缔合及其分子间作用的影响研究

来源 :中国石油大学(北京) | 被引量 : 0次 | 上传用户:itartan
下载到本地 , 更方便阅读
声明 : 本文档内容版权归属内容提供方 , 如果您对本文有版权争议 , 可与客服联系进行内容授权或下架
论文部分内容阅读
稠油储量可观,是未来重要的能源供给。沥青质缔合体位于稠油胶团体系中心,其缔合结构和分子间相互作用复杂,是导致稠油黏度较高的主要原因。基于微波电磁场与物质分子间特殊的相互作用,使得微波技术在稠油降黏领域具有显著优势。为进一步提高作用效果,实现微波定向降黏的目标,本文采用分子动力学与量子化学相结合的方法,研究了电场作用影响沥青质缔合状态的内在机理,探索了微波对稠油黏度和胶体状态的影响。(1)模拟还原了沥青质在正庚烷环境中缔合成纳米缔合体,最终形成近圆形团簇状态的过程,验证了模拟合理性。对缔合状态统计结果表明,沥青质分子面对面型、偏移面对面型和T型缔合的质心距分布分别为0.4~0.6 nm、0.6~1.0nm和1.2~1.4 nm。(2)探索了电场对沥青质缔合状态及分子间相互作用的影响。研究结果表明,随着电场强度增加,沥青质缔合程度先增加后减小。对体系施加适宜强度电场,电场作用促进沥青质π-π相互作用增强,有利于面对面型堆积构型形成;电场强度过大时,沥青质受到使彼此分离的力,以T型缔合构型存在。(3)总结了沥青质缔合状态及分子间作用与稠油黏度的关系。结果显示,沥青质主要以较小程度的面对面型堆积构型存在时,体系分子间相互作用最小,稠油黏度最低;沥青质缔合程度较大,以及沥青质以T型缔合构型与胶质一起在体系中形成网状结构时,稠油黏度较大。(4)考察了微波电场及温度共同作用对稠油体系黏度的影响。研究结果表明,同一温度不同强度的微波电场作用使稠油黏度呈现W型变化;温度升高可以大幅度降低稠油黏度,且温度越低,升温所达到降黏效果越好;低温未施加电场时稠油的黏度最大,但是随着温度上升,施加较强电场可能会导致体系黏度高于同等温度下未施加电场的体系黏度。在微波降黏实际应用中,应该选择合适的电场强度和施加时长,既节省能源又达到较好的降黏效果。(5)研究了微波电场对稠油胶体体系的影响。结果表明,未施加电场时,稠油胶体稳定存在;施加电场会破坏胶体体系,且随电场强度增大,沥青质从胶团中心解离程度显著增加,各组分离散程度显著增大,体系氢键作用和分子间相互作用均降低,稠油胶体状态破坏程度增加。
其他文献
随着能源需求的日益增加和化石燃料的日益枯竭,开发可再生能源成为了至关重要的问题。可再生能源,例如太阳能,潮汐能和风能等间歇性能源是解决能源需求的替代能源。但是由于它们是间歇性能源,因此电化学水分解将电能(从间歇性可再生能源中转化获得)转化为化学能是更有效的方式。但是水分解过程是一个缓慢的动力学过程,因此,需要通过高效的电催化剂来实现。目前,铂基和Ru/Ir基化合物是最有效的HER和OER电催化剂。
学位
目的流动人口数量庞大,在我国中大型城市中广泛存在,卫生健康不只是个人问题,还是关系到健康中国是否顺利进行的社会问题。所以要通过了解其医疗服务利用,关注他们的需求,解决其医疗难题,提高其健康水平,助力健康中国。方法本研究梳理了国内外相关研究,基于国家卫健委2018年最新的流动人口动态监测数据(CMDS2018),结合安德森模型,用描述性统计方法探讨各因素与流动人口医疗卫生服务的关系,最后用二阶段最小
学位
背景溴代苯酚是水环境中近年来主要的消毒污染物之一,这类污染物具有较强的三致效应、内分泌干扰作用等,是首要控制污染物之一。对于溴代苯酚这类有机污染物来说,光化学转化是其在环境中最为有效的转化和消除途径之一,因此,针对这一行为进行研究,将会为水体中溴代苯酚这类消毒副产物的消减和控制提供研究思路。目的建立水相中痕量溴代苯酚的柱前衍生-固相萃取-气相色谱-质谱法。并考察水环境中典型环境因子对2,4-二溴苯
学位
光芬顿和电芬顿是高级氧化工艺中的热门技术,是处理持久性有机污染物的有效方法。α-Fe2O3由于带隙窄,光响应效果好而在光芬顿领域得到广泛应用,但是依然面临光利用率低,H2O2消耗量大,电子-空穴复合速率快和结构稳定性差等缺陷。在电芬顿反应中,Fe S2由于较强的氧化还原能力和自主调节p H的能力被认为是理想的阴极材料。然而,Fe S2依然受两电子氧还原反应的选择性差,导电性弱和循环稳定性不足等限制
学位
随着石油资源的重质化,提高石油的利用率无疑是当今石油炼制行业的突出任务。含氮化合物在重质油品中含量较高,对油品后续的加工利用和石油产品的储存都有不利影响。深入系统研究重质油中含氮化合物的分子组成和结构分布及转化规律,对重油资源的高效利用和清洁燃料生产具有重要的理论支撑意义。高分辨质谱具有超高的分辨率可以提供石油分子的准确组成。离子淌度质谱在同分异构体的分离方面具有显著的优势,可以提供分析物的碰撞截
学位
背景人T淋巴细胞白血病1型病毒(HTLV-1)是一种逆转录病毒,有Ⅰ型(HTLV-Ⅰ)和Ⅱ型(HTLV-Ⅱ)之分,HTLV-Ⅰ病毒的传播途径一般为血液输注、性接触或经产道、胎盘、母乳喂养等母胎垂直传播,可引起成人T淋巴细胞白血病(ATL)、HTLV-1相关性脊髓病/热带痉挛性瘫痪(HAM/TSP)等疾病。HTLV-1病毒感染后的潜伏期较长,可长达数十年,约2%~5%无症状携带可诱发成ATL,此病临
学位
背景强迫症(Obsessive-compulsive disorder,OCD)是一种慢性和致残性精神障碍,其特征是大脑反复出现的、侵入性的想法,引起患者痛苦的产生和干扰其正常功能,严重者往往伴有焦虑或者抑郁症状。有分析显示从2000年到2015年,中国大陆强迫症的当前患病率为0.90%,终生患病率为3.17%。在美国,强迫症的发病率为2%。强迫症患者通常发病较早且病程较长,导致患者家庭承担更高的
学位
背景随着工业化程度的不断提高以及重金属开采和应用的不断提升,我国环境中重金属污染情况日益严重。目前男性精液质量逐年下降成不争事实,已有证据表明体内金属元素异常在雄性精液质量的下降中起着重要作用,生殖系统可能是重金属的靶器官之一。近些年,重金属对生殖系统的毒性效应研究主要聚焦于高浓度重金属暴露对生殖系统影响的动物实验,一般环境暴露下的人群流行病学相关证据较少,且研究结果不一致。目的测定血浆和精浆中常
学位
贵金属铂(Pt)作为电催化剂的核心材料之一,在燃料电池领域等新能源技术革命中拥有重要地位。然而,铂稀少的储量限制了其大规模的应用,而目前使用的商业Pt/C催化剂也存在活性差,稳定性低的问题,目前无法商业化应用。因此,合理设计Pt基催化剂对能源革命至关重要。其中,一维铂基纳米结构由于其独特的各向异性,对奥斯瓦尔德熟化的良好抗性以及超快的电子传递速率,在电催化反应中有良好的应用前景,但其反应的稳定性与
学位
背景以强迫思维或强迫行为为核心症状的强迫障碍是一种常见的精神障碍,超过一半的强迫症患者在儿童时期起病,其发病机制尚未完全明确。与成年起病的患者比较,儿童少年强迫症症状更不典型,治疗效果更差。目前大多数研究发现强迫症涉及大脑结构及功能异常。现有核磁共振研究发现强迫症患者脑白质结构和纤维结构完整性异常,大多集中在皮质-纹状体-丘脑-皮质环路,目前对儿童强迫症报道较少。本研究拟通过磁共振成像技术,从结构
学位