本文關鍵詞：側鏈含芳雜環(huán)梳型聚合物提高含瀝青質高蠟原油低溫流動性的研究

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【摘要】：蠟和瀝青質的沉積和聚集對原油的開采和運輸造成困難,尤其是瀝青質會與蠟形成結構致密的聚集體,進一步增加原油的粘度。本文旨在在梳型聚合物側鏈引入芳雜環(huán)基團,提高聚合物與瀝青質的作用,同時利用聚合物中的烷基側鏈與蠟結合,干擾蠟分子的規(guī)整排列,從而提高含瀝青質高蠟原油的低溫流動性。首先,采用自由基聚合得到聚(α-烯烴-馬來酸酐),然后利用2-氨基苯并咪唑和馬來酸酐基團的酰胺化反應在側鏈上引入芳雜環(huán)側鏈,得到聚(α-烯烴-馬來酸苯并咪唑酰胺)(MACB),通過控制反應中單體的投料比,合成了不同胺化度的梳型聚合物。通過核磁共振氫譜(1H NMR)對合成聚合物的結構進行了表征,計算得到聚合物的接枝率(或胺化度)。選擇遼河含瀝青質高蠟原油作為研究對象,并利用提取的瀝青質配制了模型油。采用高級旋轉流變儀、差式掃描量熱儀、偏振光／熒光顯微鏡、x射線衍射儀等儀器測試了加入梳型聚合物前后模型油和原油流變行為、蠟晶結構和形貌、析蠟點溫度和析蠟量等性質。結果表明,與之前本課題組合成的聚(a-烯烴-馬來酸十八酰胺)(MACO)和聚(a-烯烴-馬來酸苯酰胺)(N 1ACP)相比,MAcB聚合物可以更好地降低模型油和含瀝青質高蠟原油的屈服應力,減小蠟晶尺寸,改善蠟晶形貌,并降低油品的析蠟點溫度和析蠟量。此外,隨MACB胺化度的增加,作用效果更好。綜合分析各種測試結果,提出了側鏈含芳雜環(huán)梳型聚合物提高含瀝青質高蠟原油的作用機理。由于MACB梳型聚合物側鏈中的苯并咪唑芳雜環(huán)可以與瀝青質形成離域兀-π共軛和氫鍵作用,可穩(wěn)定分散瀝青質。與此同時,烷基側鏈伸展進入蠟晶中,破壞蠟晶的規(guī)整堆砌結構,從而最終提高了原油的低溫流動性。MACP聚合物由于側鏈中含有苯基,可以與瀝青質分子形成較弱的π-π共軛作用,相比無此作用的MACO聚合物,具有相對較好的作用效果,但仍弱于MACB聚合物。本文的工作可為原油新型流動改性劑的設計和合成提供實驗基礎和理論依據(jù)。
【關鍵詞】：含瀝青質高蠟原油 梳型聚合物 苯并咪唑 低溫流動性能
【學位授予單位】：華東理工大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2016
【分類號】：TQ317;TE39
【目錄】：

• 摘要5-6
• Abstract6-11
• 第1章 前言11-24
• 1.1 引言11-12
• 1.2 原油組成及其對原油流動特性的影響12-15
• 1.2.1 蠟組分對原油流動特性的影響13
• 1.2.2 瀝青質、膠質組分對原油流動特性的影響13-15
• 1.2.3 含瀝青質高蠟原油流動特性15
• 1.3 流動改性劑的研究歷程15-19
• 1.3.1 流動改性劑發(fā)展歷程16-17
• 1.3.2 流動改性劑分類17-18
• 1.3.3 流動改性劑作用機理18-19
• 1.4 梳型聚合物在原油降凝中的應用19-21
• 1.4.1 梳型聚合物作為原油降凝劑的應用基礎20
• 1.4.2 梳型聚合物化學結構對原油降凝效果的影響20-21
• 1.5 研究方法21-23
• 1.5.1 流變儀21
• 1.5.2 偏振光顯微鏡/熒光顯微鏡21-23
• 1.5.3 差式量熱掃描儀23
• 1.5.4 廣角X射線衍射儀23
• 1.6 研究目的和意義23-24
• 第2章 梳型聚合物的合成與表征24-34
• 2.1 引言24
• 2.2 實驗試劑與裝置24-26
• 2.3 不同胺化度梳型聚合物MACB系列的合成與表征26-30
• 2.3.1 不同胺化度梳型聚合物MACB系列的合成26-28
• 2.3.2 不同胺化度梳型聚合物MACB系列的表征28-30
• 2.4 梳型聚合物MACO與MACP的合成與表征30-33
• 2.4.1 梳型聚合物MACO與MACP的合成30-31
• 2.4.2 梳型聚合物MACO與MACP的表征31-33
• 2.5 本章小結33-34
• 第3章 梳型聚合物MACB的胺化度對原油和模型油流動特性的影響34-49
• 3.1 引言34
• 3.2 實驗儀器和測量原理34-35
• 3.2.1 屈服應力測試34
• 3.2.2 模型油和原油的析蠟點、熱焓值以及析蠟量的測量34-35
• 3.2.3 模型油和原油結晶形貌的觀察35
• 3.3 原油組成成分分析35-36
• 3.3.1 原油組成成分分析35-36
• 3.3.2 原油樣品制備方法36
• 3.4 模型油的制備36-38
• 3.4.1 模型油組分的選擇和瀝青質的提取37
• 3.4.2 模型油制備方法37-38
• 3.5 瀝青質組分對含蠟模型油流動性能的影響38-41
• 3.5.1 屈服應力38
• 3.5.2 蠟晶結晶形貌38-41
• 3.6 梳型聚合物MACB的胺化度對模型油和原油屈服應力的影響41-42
• 3.7 梳形聚合物MACB的胺化度對模型油和原油析蠟點和結晶焓的影響42-44
• 3.8 梳形聚合物MACB的胺化度對模型油和原油析蠟量的影響44-46
• 3.9 梳形聚合物MACB對油品中蠟組分結晶形貌的影響46-48
• 3.10 本章小結48-49
• 第4章 梳形聚合物不同側鏈基團與原油作用機理研究49-62
• 4.1 引言49
• 4.2 實驗儀器和測量原理49-50
• 4.2.1 廣角X射線衍射儀49-50
• 4.2.2 粘溫曲線50
• 4.3 MACO、MACP、MACB對原油和模型油屈服應力的影響50-51
• 4.4 MACO、MACP、MACB對原油和模型油粘溫曲線的影響51-53
• 4.5 MACO、MACP、MACB對原油和模型油析蠟點、結晶焓的影響53-54
• 4.6 MACO、MACP、MACB對原油和模型油析蠟量的影響54-56
• 4.7 MACO、MACP、MACB對原油和模型油結晶形貌的影響56-58
• 4.8 MACO、MACP、MACB對模型油結晶晶型的影響58-59
• 4.9 MACO、MACP、MACB與原油作用機理示意圖59-61
• 4.10 本章小結61-62
• 第5章 結論與展望62-64
• 5.1 結論62-63
• 5.2 展望63-64
• 參考文獻64-70
• 致謝70-71
• 碩士學位期間發(fā)表的論文71

【參考文獻】

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本文編號：1069145