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梳型共聚物侧链结构对油品流动性影响的研究
作 者: 钱慧琴
导 师: 郭旭虹
学 校: 华东理工大学
专 业: 化学工艺
关键词: 梳型聚合物 蜡 沥青质 原油流变学
分类号: TE621
类 型: 硕士论文
年 份: 2012年
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内容摘要
原油作为世界第一能源,是工业发展的命脉所在。随着高蜡原油和高沥青质原油开采量的不断提高,原油的开采、运输和炼制面临前所未有的挑战。研究原油降粘降凝方法、改善油品流动性能已经变得刻不容缓。通过添加化学添加剂能够有效达到原油降粘降凝的要求,且不需要配备额外设备,耗费能量也比传统加热法低。本论文通过自由基溶液聚合和侧链化学修饰法,合成了三个系列的梳型聚合物MASC、AMAC和PMAC,这三种聚合物侧链上分别接枝了十八胺、苯胺和聚乙二醇200,可借此考察侧链不同基团对油品流动性能的影响;通过改变侧链基团与马来酸酐的投料比,对梳型聚合物分子中极性基团与非极性基团的比例和芳香性进行调节,从而研究了极性基团与非极性基团的比例对不同类型油品流动性能的影响。利用核磁共振氢谱(1H-NMR)对三种梳型聚合物的分子结构进行了表征,并定量分析了聚合物分子中极性/非极性基团的比例。通过流变学方法测试了梳型聚合物对油品流动性能的影响。MASC、AMAC和PMAC均能大幅降低不同沥青质含量模型油的屈服应力值,其中芳香基团含量较高的AMAC的效果优于芳香基团含量较低的MASC,也略优于含有非芳香极性单元的PMAC。三种梳型聚合物能有效提高高蜡原油和高沥青质原油的流动性能。MASC能将高沥青质原油的粘度降低一个数量级,对高蜡原油的屈服应力值和凝点也均能起到降低作用;AMAC和PMAC能在不同程度上降低高蜡原油的屈服应力值和凝点。利用偏光显微镜观察到模型油中的蜡晶在加入MASC后颗粒尺寸变小、分散性更好。综上所述,三种不同侧链修饰的梳型聚合物能够降低蜡晶尺寸,提高沥青质颗粒分散性,从而提高高蜡原油和高沥青质原油的流动性,并降低原油输送过程中的能量消耗,具有重大的经济效益和社会效益。
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全文目录
摘要 5-6 Abstract 6-10 第1章 文献综述 10-23 1.1 引言 10-11 1.2 原油的组成 11-14 1.2.1 原油的烃类组成 11-12 1.2.2 原油的非烃类组成 12-13 1.2.3 原油的胶质沥青质组成 13-14 1.3 原油流变学 14-16 1.3.1 含蜡原油的流变类型 14-15 1.3.2 稠油和原油乳状液的流变类型 15-16 1.4 降粘降凝剂的发展历程和研究进展 16-19 1.4.1 降粘降凝剂的发展历程 16-17 1.4.2 降粘降凝机理 17-19 1.5 梳型共聚物在原油降凝降粘中的应用 19-20 1.6 流动改性剂化学结构对分子组装和降粘降凝效果的影响 20-21 1.7 研究方法 21 1.7.1 粘度和屈服应力 21 1.7.2 结晶形态 21 1.8 本论文工作基础 21-22 1.9 本论文研究的目的和意义 22-23 第2章 梳型聚合物的合成及表征 23-36 2.1 引言 23 2.2 实验试剂与设备 23-25 2.3 三元共聚物MASC的合成及表征 25-29 2.3.1 三元共聚物MASC的合成 25-27 2.3.2 三元共聚物MASC及中间产物的表征 27-29 2.4 马来酸酐-A-十八烯烃-G-苯胺化共聚物AMAC的合成及表征 29-33 2.4.1 不同苯胺胺化度AMAC的合成 29-31 2.4.2 马来酸酐-A-十八烯烃-G-苯胺化共聚物AMAC的1H-NMR表征 31-33 2.5 马来酸酐-A-十八烯烃-G-聚乙二醇200共聚物PMAC的合成与表征 33-35 2.5.1 不同PEG接枝率的PMAC的合成 33-34 2.5.2 马来酸酐-A-十八烯烃-G-聚乙二醇200共聚物PMAC的1H-NMR表征 34-35 2.6 本章总结 35-36 第3章 梳型聚合物对模型油流动性能的改善效果 36-54 3.1 引言 36 3.2 沥青质的提取与模型油的配制 36-38 3.3 沥青质含量对模型油屈服应力值的影响 38-41 3.4 梳型聚合物MASC对模型油流动性能的改善效果 41-45 3.4.1 MASC对低沥青质含量模型油屈服应力值的影响 41-42 3.4.2 MASC对高沥青质模型油屈服应力值的影响 42-43 3.4.3 MASC对模型油蜡晶形貌的影响 43-45 3.5 梳型聚合物AMAC对模型油流动性能的影响 45-48 3.5.1 AMAC对低沥青质模型油屈服应力的影响 46-47 3.5.2 AMAC对高沥青质模型油屈服应力值的影响 47-48 3.6 梳型聚合物PMAC对模型油流动性能的影响 48-50 3.6.1 PMAC对低沥青质模型油屈服应力值的影响 48-49 3.6.2 PMAC对高沥青质模型油屈服应力值的影响 49-50 3.7 MASC、AMAC和PMAC对模型油流动性影响的比较 50-53 3.8 本章总结 53-54 第4章 梳型聚合物MASC和AMAC对原油流动性的影响 54-63 4.1 引言 54 4.2 梳型聚合物MASC对提高原油流动性的作用效果 54-58 4.2.1 MASC对提高高蜡原油流动性的作用效果 54-57 4.2.2 MASC对提高沥青质原油流动性的作用效果 57-58 4.3 梳型聚合物AMAC对高蜡原油屈服应力值的影响 58-59 4.4 梳型聚合物PMAC对高蜡原油屈服应力值的影响 59-60 4.5 比较MASC、AMAC和PMAC对沈阳原油屈服应力值的影响 60-62 4.6 本章总结 62-63 第5章 结论与展望 63-65 5.1 结论 63-64 5.2 展望 64-65 参考文献 65-70 致谢 70-71 硕士学位期间论文发表情况 71
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中图分类: > 工业技术 > 石油、天然气工业 > 石油、天然气加工工业 > 石油炼制 > 基础理论
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