本文關鍵詞：稠油納米復合材料降粘劑的合成與研究

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【摘要】：石油是非常重要的能源資源,占全球總資源消費的近一半。伴隨工業(yè)的擴張,對石油資源缺口越來越大,資源的儲量急劇減少。目前的工業(yè)生產以“稀油”為主,稠油開發(fā)利用較少。稠油有著儲量高、分布廣泛的優(yōu)點,但也因主要成分為蠟質、膠質和瀝青質,造成了稠油的凝點高、粘度差的特點,開發(fā)和利用產生了很多問題。是以通過減少稠油的粘度,提升稠油開發(fā)和利用效率,已是油氣開發(fā)利用的重點題目。世界研究的稠油降粘課題中,具有用量少、操作簡單、能源消耗低、沒有后期處理等特點的化學降粘劑法,已被認為是稠油降粘的最好方法。納米復合材料降粘劑是化學降粘劑的一類,降粘機理是：使用特效表面納米材料可以作為網(wǎng)狀晶體成核蠟表面吸附沉淀結晶,改變蠟晶體三維網(wǎng)絡結構,使納米顆粒表面強極性基團、膠體通過氫鍵吸附,瀝青質溶解形成的外表上,這兩種物質可以防止水晶蠟面的聯(lián)系形成一個類似網(wǎng)狀構造,膠質和瀝青質重新形成重疊結構,進而使稠油粘度變小。納米KH550-C18/SiO2復合材料降粘劑是利用硅烷偶聯(lián)劑KH550和十八酸對納米二氧化硅通過兩次接枝改性而研制的。多次實驗表明：在KH550用量為SiO2 16%和十八酸用量為SiO2 20%的情況下,接枝效率最高。納米PSMA-AM/SiO2復合材料降粘劑是通過聚合等結構上的反應,將接枝單體硅烷偶聯(lián)劑KH570、甲基丙烯酸十八酯和丙烯酰胺通過接枝在納米二氧化硅外部而研制。兩種納米復合降粘劑通過實驗得出：在性質和結構方面,納米二氧化硅都由親水疏油性變?yōu)槭杷H油性,分子間集聚變小,能均勻分布在二甲苯等溶劑中。不同之處在于,納米PSMA-AM/SiO2復合材料比與納米KH550-C18/SiO2復合材料水的接觸角大,接枝率高。以大慶高蠟稠油為例,改變各種條件,兩種納米復合材料降粘劑與EVA降粘劑做比較。三種降粘劑降粘率均隨添加量的增大而提高,但添加量滿足一定量時基本維持不變。納米KH550-C18/SiO2在最佳值為：加入量700ppm,析蠟點下降3.8℃,40℃C的表觀降粘率為67.23%,凈降粘率為39.84%;納米PSMA-AM/SiO2最佳值為：加入500ppm,析蠟點下降5.8℃,40℃降粘效果為71.8%,純降粘效率為47.53%。三種降粘劑的降粘率為納米PSMA-AM/SiO2最為明顯,納米KH550-C18/SiO2次之,EVA效果最差。三種降粘劑還表現(xiàn)為,因外界溫度的增高,降粘劑的降粘效果急劇降低,在50℃-60℃時,EVA的降粘效率不足15%,而納米復合降粘劑降粘效率為28%左右,說明了納米復合降粘劑可在一定的高溫環(huán)境中降粘。
【關鍵詞】：稠油 降粘劑 納米二氧化硅 納米復合材料
【學位授予單位】：山東大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2016
【分類號】：TE345;TB33
【目錄】：

• 中文摘要7-9
• ABSTRACT9-12
• 1 緒論12-24
• 1.1 研究背景與意義12-13
• 1.2 稠油的基本特點13-14
• 1.3 稠油高粘度的原因14-15
• 1.4 稠油的降粘技術綜述15-18
• 1.4.1 加熱降粘15
• 1.4.2 乳化降粘法15-16
• 1.4.3 摻稀油降粘16
• 1.4.4 水熱催化裂解降粘法16-17
• 1.4.5 微生物降粘法17
• 1.4.6 化學降粘劑的降粘法17-18
• 1.5 稠油化學降粘劑18-22
• 1.5.1 稠油化學降粘劑基本情況18-19
• 1.5.2 國外研究現(xiàn)狀19-20
• 1.5.3 國內研究現(xiàn)狀20-21
• 1.5.4 化學降粘劑目前的主要問題21-22
• 1.6 研究內容22-24
• 2 PSMA-AM/SIO2研制與評價24-34
• 2.1 分子結構設計思路24-25
• 2.2 實驗部分25-27
• 2.2.1 實驗藥品及儀器25-26
• 2.2.2 合成步驟26-27
• 2.3 結構與性能表征27-29
• 2.3.1 傅里葉變換紅外光譜分析27
• 2.3.2 掃描電子顯微鏡分析(SEM)27-28
• 2.3.3 接觸角測試分析28-29
• 2.3.4 熱重分析(TG)29
• 2.4 降粘效果評價29-33
• 2.4.1 析蠟點變化30-31
• 2.4.2 粘溫曲線對比31-32
• 2.4.3 加入量的影響32-33
• 2.5 小結33-34
• 3. KH550-C18/SIO2研制與評價34-46
• 3.1 研究思路34-35
• 3.2 復合材料研制35-37
• 3.2.1 儀器設備和試劑藥品35-36
• 3.2.2 實驗步驟36-37
• 3.3 KH550-C18/SIO2納米復合材料的特性37-41
• 3.3.1 紅外光譜分析37-38
• 3.3.2 透射電子顯微鏡分析38-39
• 3.3.3 接觸角分析39
• 3.3.4 分散穩(wěn)定性測定39-40
• 3.3.5 熱失重分析(TG)40-41
• 3.4 降粘效果評價41-45
• 3.4.1 最優(yōu)改性劑用量配比的確定41-44
• 3.4.2 析蠟點變化44-45
• 3.5 降粘劑的機理45
• 3.6 本章小結45-46
• 4 結論與展望46-48
• 4.1 結論46-47
• 4.2 展望47-48
• 參考文獻48-54
• 致謝54-55
• 附件55

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