沥青质相分离行为与抑制基础研究

论文摘要

沥青质的相分离行为给石油的生产、储运及加工带来许多问题,由于沥青质结构及其物理化学性质的复杂性等原因,这些问题至今未得到有效的解决,因此亟需建立简便的检测沥青质相分离并抑制其相分离行为的方法。本文以美洲稠油,辽河稠油,塔河原油及其沥青质为研究对象,首先探讨了沥青质结构,原料组成,反应条件等因素对沥青质相分离行为的影响。结果表明,具有较大的分子量、较低的H/C比、且芳碳率和芳环数等都较大的沥青质较容易发生相分离行为;沥青质的相分离行为不但与沥青质的含量有关,还与体系中胶质的含量及二者的结构相似程度有关。沥青质甲苯溶液浓度越高,越容易发生相分离行为;胶质含量越高,与沥青质结构相似程度越高,沥青质越不易发生相分离;沉淀剂分子量越大,沥青质相分离行为越不易发生,沉淀量越小;热反应时升高温度与延长反应时间都会促进沥青质的相分离,使生焦量增加。将沥青质相分离规律应用于制备合成原油,降粘剂机理的研究,抑制渣油生焦方面,结果表明,在制备合成原油过程中,不同循环比下所得焦化液体产物与美洲稠油进行调和时,达到相同要求的粘度所需循环比高的焦化液体产物加入量少;合成原油的粘度随储存时间的延长而增大。降粘剂的降粘机理可能为:降粘剂分子借助强的形成氢键的能力,渗透、分散进入胶质和沥青质片状分子之间,部分拆散平面重叠堆砌而成的聚集体,聚集体中包含的胶质、沥青质分子数目减少,原油的内聚力降低,起到降粘的作用。通过研究可知,与渣油相容性较好的馏分油可抑制渣油热反应生焦。随掺兑比的增加,油样的生焦诱导期延长;随反应温度的提高,热裂化反应的生焦诱导期逐渐缩短;随温度升高,其对生焦诱导期内生焦速率的影响越小。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第一章 前言
• 1.1 选题背景及意义
• 1.2 本课题的主要任务
• 第二章 文献综述
• 2.1 前言
• 2.2 沥青质相分离的危害
• 2.2.1 沥青质沉积在原油开采过程中的危害
• 2.2.2 沥青质沉积在原油储运过程中的问题
• 2.2.3 沥青质生焦对炼油过程的影响
• 2.3 沥青质的结构组成与性质
• 2.3.1 沥青质的基本组成
• 2.3.2 沥青质杂原子结构
• 2.3.3 沥青质中的金属
• 2.4 研究沥青质沉积问题的方法
• 2.4.1 沥青质结构的研究方法
• 2.4.2 沥青质沉积的研究方法
• 2.5 沥青质沉积的机理
• 2.6 抑制沥青质相分离的添加物
• 2.6.1 石油加工中抑制沥青质相分离的固体添加物
• 2.6.2 抑制沥青质相分离的液体添加剂
• 第三章 实验概述
• 3.1 原料及性质
• 3.2 主要试剂
• 3.3 主要实验仪器
• 3.4 主要实验方法
• 3.4.1 沥青质热反应方法
• 3.4.2 分子量测定方法
• 3.4.3 沥青质沉积起始点测定方法
• 3.4.4 电导率法测定渣油胶体稳定性
• 3.4.5 油样性质测定方法
• 第四章 沥青质相分离规律的研究
• 4.1 引言
• 4.2 用紫外-可见光谱法测定沥青质沉积起始点的方法的建立
• 4.3 沥青质结构对其相分离行为的影响
• 4.4 原料组成对沥青质相分离行为的影响
• 4.4.1 沥青质含量对沥青质相分离行为的影响
• 4.4.2 胶质含量对沥青质相分离行为的影响
• 4.5 沉淀剂对沥青质相分离行为的影响
• 4.6 添加剂对沥青质相分离行为的影响
• 4.6.1 分散剂种类对沥青质相分离行为的影响
• 4.6.2 分散剂用量对沥青质相分离行为的影响
• 4.6.3 分散剂的作用时间对沥青质相分离行为的影响
• 4.7 热反应过程对沥青质的相分离行为的影响
• 4.7.1 反应温度对沥青质相分离行为的影响
• 4.7.2 反应时间对沥青质相分离行为的影响
• 4.7.3 抑制剂对热反应过程中沥青质相分离行为的影响
• 4.8 本章结论
• 第五章 沥青质相分离规律的应用
• 5.1 引言
• 5.2 沥青质相分离规律在合成原油生产上的应用
• 5.2.1 合成原油的制备
• 5.2.2 合成原油粘度随储存时间的变化规律研究
• 5.2.3 合成原油储存安定性评价方法的建立
• 5.3 降粘剂降粘机理研究
• 5.3.1 稠油高粘度的机理
• 5.3.2 降粘剂的降粘机理
• 5.4 沥青质相分离规律在抑制生焦方面的应用
• 5.4.1 通过调节原料组成抑制生焦
• 5.4.2 热反应温度与抑制生焦
• 5.4.3 添加剂抑制生焦
• 5.5 本章结论
• 结论
• 参考文献
• 附录
• 致谢