【摘要】：正構(gòu)烷烴是原油中石蠟的主要成分。低溫條件下,石蠟的結(jié)晶析出會(huì)給原油的運(yùn)輸開(kāi)采造成困難。本課題選取中低碳數(shù)的正構(gòu)烷烴作為研究對(duì)象,利用太赫茲時(shí)域光譜技術(shù)對(duì)中低碳數(shù)正構(gòu)烷烴的相變過(guò)程進(jìn)行了研究。主要研究?jī)?nèi)容如下:1.用透射式太赫茲時(shí)域光譜系統(tǒng)對(duì)正構(gòu)二十烷烴從高溫到低溫進(jìn)行了掃描,得到了正構(gòu)二十烷烴隨溫度變化的太赫茲時(shí)域光譜。光學(xué)參數(shù)計(jì)算結(jié)果表明,時(shí)域譜、吸收譜和折射率譜均能反映出正構(gòu)二十烷烴的相變過(guò)程。在時(shí)域圖上表現(xiàn)為強(qiáng)度的變化,強(qiáng)度的轉(zhuǎn)折點(diǎn)對(duì)應(yīng)的是旋轉(zhuǎn)相出現(xiàn)的臨界點(diǎn)。在吸收與溫度的關(guān)系圖上可以看出樣品的狀態(tài),從液相到旋轉(zhuǎn)相吸收系數(shù)逐漸上升,旋轉(zhuǎn)相到固相的變化中,吸收系數(shù)逐漸下降。折射率的變化和樣品的狀態(tài)密切相關(guān),根據(jù)折射率和溫度的關(guān)系曲線上斜率的不同,可以準(zhǔn)確確定樣品的每個(gè)狀態(tài)所對(duì)應(yīng)的溫度,并得出折射率受樣品密度的影響。2.利用太赫茲時(shí)域光譜技術(shù)檢測(cè)正構(gòu)二十二烷烴的相變過(guò)程,其研究結(jié)果和正構(gòu)二十烷烴的一致,從而證明太赫茲時(shí)域光譜技術(shù)可以把正構(gòu)烷烴的整個(gè)相變過(guò)程表現(xiàn)出來(lái),尤其折射率的變化,折射率和溫度的變化曲線可以把正構(gòu)烷烴的整個(gè)相變過(guò)程表現(xiàn)出來(lái),并且相變的溫度區(qū)間也能明顯得出。折射率的變化對(duì)烷烴的結(jié)構(gòu)變化很敏感,從液相到旋轉(zhuǎn)相的形成中,層間距并沒(méi)有發(fā)生明顯變化,在此階段是晶粒不斷形成的過(guò)程;在旋轉(zhuǎn)相到固相的轉(zhuǎn)變過(guò)程中,層間距隨溫度降低逐漸減小,說(shuō)明樣品在此過(guò)程中主要發(fā)生晶粒的長(zhǎng)大過(guò)程,層間距的變化和折射率的變化基本一致,所以折射率的變化不僅受樣品密度的影響,還會(huì)受到晶體結(jié)構(gòu)的影響。然后用太赫茲時(shí)域光譜技術(shù)對(duì)正構(gòu)二十四烷烴的相變進(jìn)行表征。本論文驗(yàn)證了利用太赫茲時(shí)域光譜技術(shù)可以用來(lái)表征正構(gòu)烷烴的相變過(guò)程,為正構(gòu)烷烴相變過(guò)程的研究提供了新的思路和方法。
【圖文】：

(a) RI 相晶體結(jié)構(gòu) (b) RII 相晶體結(jié)構(gòu) (c) RV 相晶體結(jié)構(gòu)圖 1.1 RI 相、RII 相和 RV 相的結(jié)構(gòu)圖Fig. 1.1 The crystal structure of RI phase, RII phase and RV phase碳鏈長(zhǎng)度對(duì)正構(gòu)烷烴的相態(tài)也有影響，奇數(shù)烷烴和偶數(shù)烷烴對(duì)應(yīng)著不同類型的轉(zhuǎn)動(dòng)相和固相，比如，碳原子數(shù)為 14~26 的正構(gòu)烷烴固態(tài)為三斜晶系，碳原子數(shù)為 28~36 的正構(gòu)烷烴固態(tài)為單斜晶系，碳原子數(shù)為 38~60 的正構(gòu)烷烴固態(tài)為正交晶系[16,17]，表 1.2 列舉了正構(gòu)烷烴的晶系和晶胞參數(shù)，，圖 1.2 是不同碳數(shù)的正構(gòu)烷烴對(duì)應(yīng)的相態(tài)。表 1.2 正構(gòu)烷烴對(duì)應(yīng)的晶系和晶胞參數(shù)[17]Table 1.2 The crystal system and unit cell parameters of the n-alkanes碳數(shù) 晶系 空間點(diǎn)群晶胞參數(shù)C/ a/ b/ α/° β/° γ/°11 正交晶系 Pbcm 31.76 4.97 7.478 90 90 90

圖 1.2 不同碳數(shù)的正構(gòu)烷烴相變圖[17]Fig. 1.2 The phase transition diagram of different carbon number of n-paraffin在溫度變化的情況下正構(gòu)烷烴的晶胞參數(shù)并不是一成不變的，它們會(huì)隨化而發(fā)生變化，如圖 1.3 是正構(gòu)烷烴在不同溫度下的參數(shù) a、b、c 的變圖 1.4 是正構(gòu)烷烴在不同溫度下的參數(shù)α、β、γ的變化情況。
【學(xué)位授予單位】：中國(guó)石油大學(xué)(北京)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號(hào)】：O441.4;O621

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