稠油降粘剂的合成与评价

论文摘要

由于辽河稠油粘度高、密度大,流动性很差,给其开采和输送带来了很大困难。通过开发流动性改进剂解决稠油生产过程中的流动性难题,具有重要的价值。本文在对油溶性降粘剂的机理进行了总结和探索的基础上,针对辽河稠油胶质、沥青质含量高的特点,设计出两种油溶性降粘剂。其作用是拆散胶质沥青质的重叠层状结构,使轻质组分从原来的包裹网络中释放出来而降粘。利用自制的丙烯酸十八酯与苯乙烯、马来酸酐等单体通过溶液聚合的方法合成了两种油溶性聚合物丙烯酸十八酯-苯乙烯-马来酸酐和丙烯酸十八酯-苯乙烯-丙烯酰胺。本研究成功的制备出可用于合成降粘剂的丙烯酸十八酯和两种油溶性聚合物。探讨了单体酯的制备条件,考察了聚合反应温度、引发剂加量、催化剂用量、反应物的配比等条件对聚合物的降粘性能的影响。结果表明:所合成的降粘剂具有良好的降粘效果。降粘剂加入量为500μg·g-1时,以煤油携带该降粘剂在50℃使辽河稠油的表观粘度下降94%以上,聚合物的净降粘率达到了34.7%,改善了辽河稠油的流动性。研究了通过借助少量的乳化剂,形成介于O/W和W/O之间的乳状液,利用乳化降粘和溶解降粘的双重作用降低稠油的粘度。探讨了降粘剂的加入量、加入温度和乳化剂的加入量等因素对降粘效果的影响。在油水比为8:2;降粘剂加量为600μg·g-1;表面活性剂加量为0.1%时,以水为携带液溶解油溶性聚合物的复合降粘方法,使辽河稠油的粘度降低99%以上。实验结果表明,采用乳化降粘和油性降粘剂降粘相结合的方法,既可减少稀油的掺入量,又能达到很好的降粘效果。以煤油为携带液考察所合成的两种降粘剂对辽河常压渣油的降粘效果。实验表明,两种聚合物对辽河常压渣油都有一定的降粘效果。因此,开发油溶性降粘剂用于渣油的降粘,改善渣油流动性,对有效利用渣油有重要意义。最后,通过红外光谱和气相色谱对所合成的丙烯酸十八酯和两种聚合物进行分析,分析表明合成的酯产品中基本没有其它的副产物。红外光谱表征了单体酯和聚合物中各种官能团的存在。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第一章 前言
• 1.1 选题背景及意义
• 1.2 本论文研究内容
• 第二章 文献综述
• 2.1 稠油的定义及特点
• 2.2 稠油化学组成及对其流动性的影响
• 2.3 乳化降粘技术的发展概况
• 2.3.1 国外研究现状
• 2.3.2 国内研究状况
• 2.3.3 存在问题
• 2.4 油溶性降粘剂研究进展
• 2.4.1 国外的发展概况
• 2.4.2 国内的发展概况
• 2.5 油性降粘剂的降粘机理
• 2.6 油性降粘剂的种类
• 2.7 降粘技术的复合使用
• 2.8 油溶性降粘剂存在的问题及发展趋势
• 第三章 降粘剂单体酯的合成
• 3.1 引言
• 3.2 酯化反应的原理
• 3.3 实验部分
• 3.3.1 实验试剂
• 3.3.2 实验仪器设备
• 3.3.3 酯的合成与产物分离方法
• 3.3.4 产品的分析
• 3.4 实验结果与讨论
• 3.4.1 携水剂的量对酯化收率的影响
• 3.4.2 阻聚剂的量对酯收率的影响
• 3.4.3 催化剂的量对酯收率的影响
• 3.4.4 反应温度对酯收率的影响
• 3.4.5 丙烯酸十八酯的结构表征
• 3.5 本章小结
• 第四章 丙烯酸十八酯-苯乙烯-马来酸酐降粘剂的研制
• 4.1 前言
• 4.2 反应原理
• 4.3 实验部分
• 4.3.1 实验药品
• 4.3.2 实验仪器
• 4.3.3 三元共聚物的合成步骤
• 4.3.4 降粘效果评价方法
• 4.4 实验结果与讨论
• 4.4.1 原油物性的考察
• 4.4.2 以煤油稀释原油的降粘性能评价
• 4.4.3 以水为携带液的降粘效果
• 4.4.4 合成聚合物的结构表征
• 4.5 本章小结
• 第五章 丙烯酸十八酯-苯乙烯-丙烯酰胺降粘剂的研制
• 5.1 引言
• 5.2 降粘剂的合成路线
• 5.3 实验
• 5.3.1 共聚物的合成
• 5.3.2 降粘效果评价方法
• 5.4 实验结果与讨论
• 5.4.1 单体配比对产品降粘效果的影响
• 5.4.2 反应时间对降粘剂产品收率和降粘效果的影响
• 5.4.3 引发剂加入量对降粘剂产品收率和降粘效果的影响
• 5.4.4 聚合反应温度对产品收率和降粘效果的影响
• 5.4.5 降粘剂的添加浓度对降粘效果的影响
• 5.4.6 合成降粘剂产品的红外光谱分析
• 5.4.7 合成的降粘剂对辽河常压渣油的降粘效果考察
• 5.5 油溶性降粘剂的降粘机理探讨
• 5.6 本章小结
• 结论
• 参考文献
• 致谢