【摘要】：南海油田的開發(fā)對降低我國原油對外依存度具有重要意義。降凝降黏添加劑可以有效地改善原油的低溫流動性能,研究降凝降黏劑的合成及其對南海原油流變性質(zhì)的影響,具有重要的科學意義和應用前景。論文首先以南海原油為研究對象,測定了其基本性質(zhì),并分離出膠質(zhì)和瀝青質(zhì)組分,采用高等儀器分析手段并通過相應計算確定了南海原油膠質(zhì)和瀝青質(zhì)的結(jié)構(gòu)參數(shù),獲得了平均分子結(jié)構(gòu)式,確定了南海原油高黏的主要原因是膠質(zhì)和瀝青質(zhì)的締合作用形成膠團體系,使低溫流動性變差。然后,通過丙烯酸和十八醇酯化反應合成丙烯酸十八酯,與馬來酸酐和乙酸乙烯酯共同作為聚合單體,反應得到長鏈聚合物,并用含氮極性化合物與聚合物進行胺解反應,制得含氮聚合物型降凝降黏劑EN。在EN添加量為1000ppm時,南海原油凝點從23℃下降到20℃,降低3℃；15℃黏度從375.0 Pa-s下降到209.1 Pa·s,降黏率為44.2%；40℃黏度從13.2 Pa·s下降到7.9 Pa·s,降黏率為40.2%。通過正交實驗確定了優(yōu)化的聚合反應條件,研究了聚合反應動力學,分析了反應溫度、單體濃度和引發(fā)劑濃度對聚合反應速率的影響。論文還繪制了降凝降黏劑EN加劑前后南海原油體系的流變曲線與黏溫曲線,構(gòu)建了流變方程與黏溫方程。通過分析加劑前后剪切速率和剪切應力與體系黏度的關系,考察了降凝降黏劑EN對觸變性和屈服應力的影響,分析了降凝降黏劑EN對南海原油流變性質(zhì)的影響機理。最后,采用分子模擬方法計算了EN分子與瀝青質(zhì)聚集體之間的相互作用,構(gòu)建了加劑與未加劑南海原油模擬體系,計算了體系能量、黏度和剪切應力等參數(shù),揭示了降凝降黏劑EN可以分散原油中膠質(zhì)和瀝青質(zhì)的締合結(jié)構(gòu),達到降黏的效果,可以為分散膠質(zhì)和瀝青質(zhì)締合結(jié)構(gòu)的降凝降黏劑分子設計和降凝降黏機理研究提供參考。
【學位授予單位】：華東理工大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2015
【分類號】：TE622
【圖文】：

穩(wěn)定５ｍｉｎ，然后Ｗ剪切速率線性等變率上下行方式對油樣進行剪切。上行剪切速率為逡逑０￣２０／ｓ，時間為２０ｍｉｎ，當剪切速率這到２０／Ｓ時繼續(xù)對油樣進行剪切５ｍｉｎ，下行剪切速逡逑率為２０？０／Ｓ，時間為２０ｍｉｎ。所得結(jié)果如圖５．７所示；逡逑７０００邋Ｉ邐１逡逑Ｄ逡逑■邋■■■■■逡逑６０００邋－邋＂■■■邋■逡逑■邋■■■逡逑５０００邋－邐■邋■逡逑４０００邋－邐＇逡逑安邐Ｉ逡逑３０００邋－邐■＇逡逑２０００邋－＿Ｂ邋Ｘ邐■＂■－Ｉ逡逑／邐邐？邐Ｅ逡逑１０００邋－／邋＂Ｃ邋■■■■■＂逡逑０邋（Ａ逡逑．邐１邐，邐Ｉ邐邋Ｉ邐．逡逑０邐５邐１０邐１５邐２０逡逑ｙ／ｓ＂＇逡逑圖５．７南海原油的滯回曲線逡逑Ｆｉｇ．５．７邋Ｈｙｓｔｅｒｉｔｉｃ邋ｃｕｒｖｅ邋ｏｆ邋Ｎａｎｈａｉ邋ｃｒｕｄｅ邋ｏｉｌ逡逑從圖５．７可看出，南海原油在１５°Ｃ時具有觸變性，且在外力作用下，原油內(nèi)部結(jié)逡逑構(gòu)隨剪切速率和剪切作用時間而發(fā)生明囼變化，可分為５個階段：逡逑（１）

同樣采用奧地利Ａｎｔｏｎ邋Ｐａａｒ公司生產(chǎn)的ＭＣ民５２模塊化流變儀對合成降凝降黏劑的逡逑效果進行了評價，設定轉(zhuǎn)速為１０／Ｓ，溫度從１０°Ｃ變化到８（ＴＣ，升溫速率ｒＣ／ｍｉｎ，在測逡逑定范圍內(nèi)均勻�。保埃埃皞�數(shù)據(jù)點作為結(jié)果輸出。結(jié)果如圖５．９所示：逡逑６００邋Ｉ邐逡逑４００．邐１逡逑５００邐－邐ｆ＼邐３加－逡逑■邐＼邐３００邋－逡逑４ＱＱ邐［邐邋ＴＮ十ｃｒｕｄｅ邋ｏｉｌ逡逑Ｉ邐■邐＼＼＼邐巧。－？逡逑＾邋３００邐－邐＼＼＼邐２００逡逑３邐＼＼＼邋／邐＂。邐￣ｏｉｌ逡逑２日日－邐１５０邋■邐ＥＮ＋ｃｒｕｄｅｏｉ廣逡逑１００——■——■——■——＇——■——■——■——■——■——逡逑１５邐１６邐１７邐１８邐１９邐２０逡逑１。。；逡逑０邋－邋邐邐邐邐逡逑Ｉ邋．邋Ｉ邋．邋Ｉ邋．邋Ｉ邋．邋ｔ邋．邋Ｉ邋．邋Ｉ邋．邋Ｉ邋．逡逑１０邐２０邐３０邐４０邐５０邐６０邐７０邐另邋０邐９０逡逑Ｔｅｍｐｅｒａ邋化邋ｒｅ／0Ｃ逡逑圖５．９黏度隨溫度變化圖逡逑Ｆｉｇ．５．９邋Ｔｈｅ邋ｒｅｌａｔｉｏ打邋ｏｆ邋ｖｉｓｃｏｓｉｔｙ邋ｗｉｔｈ邋化ｍｐｅｒａｔｕｒｅ逡逑由圖５．９可看出合成的幾種降黏劑都有一定的降黏效果，其中ＳＭＥ降黏效果最差，逡逑Ｎ系列降黏劑效果相化ＥＮ降黏效果最好，ＴＮ優(yōu)于ＡＮ。４中降黏劑都屬于大分子降逡逑黏劑，由于有很長的側(cè)鏈，可１＾撐開膠質(zhì)和灑青質(zhì)的締合結(jié)構(gòu)使其變得松散，從而一定逡逑程度的降低原油黏度。Ｎ系列降黏劑引入了更多的極性基團，可Ｗ與具有一定極性的膠逡逑質(zhì)和浙青質(zhì)形成更強的氨鍵

邐第６９頁逡逑對比圖５．６可知低剪切應力下加入ＥＮ后黏度值降低幅度很大，并且屈服應力有了逡逑一定程度的下降。逡逑５．２．６降凝降黏劑對南海原油觸變性的影響逡逑用與測定南海原油屈滯回環(huán)同樣的方法測得加劑南海原油滯回環(huán)逡逑４５００邋Ｉ邐逡逑４０００邋－邐Ｄ逡逑３５００邋－邐■—邐■＂■■■／逡逑■邋■邐■逡逑３０００邋－邐．逡逑２５。。；邐一一逡逑ｄ邋２０００邐■＇邐Ｉ逡逑言．１＼逡逑kw；Ｔ邐邋邋邋邋Ｅ逡逑姦邐邐逡逑５００邋［逡逑■５０�！觥�；—■邐ｔｏ＾￣￣￣■ｉ逡逑ｐ／ｓ＇＾逡逑圖５．１５邋１０００ｐｐｍＥＮ＋南海原油的滯回曲線逡逑Ｆｉｇ．５．１５邋Ｈｙｓｔｅｒｉｔｉｃ邋ｃｕｒｖｅ邋ｏｆ邋ｌＯＯＯｐｐｍＥＮ＋Ｎａｎｈａｉ邋ｃｒｕｄｅ邋ｏｉｌ逡逑從圖５．１５可看出，加劑南海原油在１５°Ｃ時仍具有觸變性，并與南海原油類似，整逡逑個觸變過程可分為５個階段。對比兩個滯回環(huán)中Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄ、Ｅ點的位置可Ｗ發(fā)現(xiàn)，逡逑Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｅ位置基本相同，而Ｄ點位置明顯降低。其中Ａ點為原點。Ｂ、Ｃ點位置相逡逑同說明兩者在屈服應力的表現(xiàn)方面有一定的相似性，當然，此處為剪切速率勻速上升，逡逑與剪切應力勻速變化不同且取點較少，不能作為屈服應力的判定依據(jù)。而加劑后南海原逡逑油Ｄ點位置明顯高于加劑前，這表明ＥＮ可Ｕ顯著分散南海原油中的膠質(zhì)、漸青質(zhì)締合逡逑結(jié)構(gòu)，剪切速率升高對油樣中締合作用的減弱效果變差。經(jīng)過一段時間剪切后膠質(zhì)和源逡逑青質(zhì)分子從基本完全分散

【參考文獻】

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