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丙烯酸酯类降凝剂的合成与评价研究
论文作者:童鞋论文网  论文来源:www.txlunwenw.com  发布时间:2017/2/12 14:37:28  

近年来随着石油资源的不断开采,油品中高蜡原油的出产量变多,在我们国家的大多数油田中这个问题也比较突出。高蜡原油,即为蜡含量较高的原油,所以它们的凝点和粘度都较大,开采和运输都变得较为不易。化学剂降凝法就是使用降凝剂(多为高分子聚合物)来改变原油中蜡晶的生长方式和状态,从而使原油在较低的温度下析出的蜡晶不能形成三维网状结构,结构被破坏后原油的低温流动性相应得到改善,凝点自然也会下降,这是解决油品常温输送难题常用的方法之一。

1 实验部分

1.1 丙烯酸十八酯的合成

使用500mL的三口烧瓶,向内依次加入十八醇、作为阻聚剂的对苯二酚以及溶剂甲苯,搅拌并加热至60℃,等瓶中十八醇完全溶解后再向内依次加入丙烯酸、催化剂对甲苯磺酸。在110~120℃下加热回流至分水器中的水不再增加时,则认为酯化反应基本结束。

1.2 三元共聚物丙烯酸十八酯-烯丙基聚氧乙烯醚-乙酸乙烯酯的合成

向烧瓶内加入部分丙烯酸十八酯、P0、过氧化苯甲酰、甲苯,剩余的全部加入到滴液漏斗中。搅拌并加热至95℃,等瓶中的引发剂完全溶解后再打开滴液漏斗,反应时间共计6h。

1.3 三元共聚物丙烯酸十八酯-烯丙基聚氧丙烯醚-乙酸乙烯酯的合成

向烧瓶内加入部分丙烯酸十八酯、EO、过氧化苯甲酰、甲苯,剩余的全部加入到滴液漏斗中。搅拌并加热至95℃,等瓶中的引发剂完全溶解后再打开滴液漏斗,逐渐升温反应,反应时间共计6h。

1.4 二元共聚物烯丙基聚氧乙烯醚-乙酸乙烯酯的合成

向烧瓶内加部分PO、过氧化苯甲酰、甲苯,剩余的全部加入到的滴液漏斗中,搅拌并加热至95℃,等瓶中的引发剂完全溶解后再打开滴液漏斗,逐渐升温反应,总共反应时间为6h。

1.5 二元共聚物丙烯酸十八酯--烯丙基聚氧乙烯醚的合成

向烧瓶内加入部分丙烯酸十八酯、PO、过氧化苯甲酰、甲苯,剩余的全部加入到滴液漏斗中。搅拌并加热至100℃,等瓶中的引发剂完全溶解后再打开滴液漏斗,逐渐升温反应,总共反应时间为6h。

1.6 二元共聚物丙烯酸十八酯--乙酸乙烯酯的合成

向烧瓶内加入丙烯酸十八酯、过氧化苯甲酰、甲苯,剩余的全部加入到滴液漏斗中。搅拌并加热至95℃,等瓶中的引发剂完全溶解后再打开滴液漏斗,逐渐升温反应,共反应时间为6h。

1.7 降凝效果的测定

以加剂量为300μg/g的降凝剂对新疆原油的降凝效果进行测试,以加剂量为1000μg/g的降凝剂对吉林蜡油的降凝效果进行测试。

2 结果与讨论

2.1 凝点的测定结果

2.1.1 新疆原油的凝点测定结果

设计正交合成实验,总共合成了10组样品,将这十组降凝剂以300ppm的量加入到新疆原油中进行凝点的测定(空白原油的凝点为34℃,为高蜡原油),实验结果如表1所示。

2.1.2 吉林原油的凝点测定结果

从这十组样品里面抽取4、5、7、8、10号降凝剂以1000ppm的量加入到吉林原油中国进行凝点的测定(空白原油的凝点为24.5℃),实验结果如表2所示。

2.2 实验结果讨论

2.2.1 降凝剂种类的影响

石蜡、萘等低温下易结晶固体会使原油凝点升高,这是由于它们形成的网状结构阻碍了原油的流动。胶质、沥青质本身则是一种蜡的分散剂,含量较低时对原油有降凝效果。

2.2.2 极性基团的影响

极性基团可以吸附在蜡晶表面,改变其表面性质使蜡晶不容易相互交联,形成三维网状结构。因为降凝剂起到降凝效果是各个部分共同作用的结果4。极性基团过多会使降凝剂分子链的刚度变大,空间位阻也增加,结晶能力就会相对减弱,降凝剂与蜡晶的共晶析出必然就会受到影响。

2.2.3 长链烷基的影响

因为石蜡的本质是长链的正构烷烃,所以降凝剂中的长链烷烃可以与蜡晶相匹配,然后共晶析出。这样看来,当降凝剂中的长链烷烃碳数与石蜡相同时,应该能取得较好的匹配效果。降凝剂中长链烷烃增加时,分子结晶能力增强,但是分子量也会相应增大,降凝剂分子的油溶性会变差,反而不利于其降凝效果。

2.2.4 分子量的影响

降凝剂分子中的长侧链烷烃占整个分子的分子量的很大比重,分子量越大,长链烷烃越长或含量越多,分子量对降凝效果的影响就转化到长链烷烃对降凝剂影响上。

3 结论

通过合成三元共聚物与二元共聚物的降凝剂,确定了对新疆原油的较佳降凝合成条件,即丙烯酸十八酯:EO:乙酸乙烯酯的质量比为6:3:1,引发剂用量为2.5%,反应时间为6h,反应温度为105℃。对吉林原油的较佳降凝合成条件,即PO:乙酸乙烯酯的质量比为5:1,引发剂用量为2.5%,反应时间为6h,反应温度为105℃。

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