【摘 要】
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南海油田的开发对降低我国原油对外依存度具有重要意义。降凝降黏添加剂可以有效地改善原油的低温流动性能,研究降凝降黏剂的合成及其对南海原油流变性质的影响,具有重要的科
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南海油田的开发对降低我国原油对外依存度具有重要意义。降凝降黏添加剂可以有效地改善原油的低温流动性能,研究降凝降黏剂的合成及其对南海原油流变性质的影响,具有重要的科学意义和应用前景。论文首先以南海原油为研究对象,测定了其基本性质,并分离出胶质和沥青质组分,采用高等仪器分析手段并通过相应计算确定了南海原油胶质和沥青质的结构参数,获得了平均分子结构式,确定了南海原油高黏的主要原因是胶质和沥青质的缔合作用形成胶团体系,使低温流动性变差。然后,通过丙烯酸和十八醇酯化反应合成丙烯酸十八酯,与马来酸酐和乙酸乙烯酯共同作为聚合单体,反应得到长链聚合物,并用含氮极性化合物与聚合物进行胺解反应,制得含氮聚合物型降凝降黏剂EN。在EN添加量为1000ppm时,南海原油凝点从23℃下降到20℃,降低3℃；15℃黏度从375.0 Pa-s下降到209.1 Pa·s,降黏率为44.2%；40℃黏度从13.2 Pa·s下降到7.9 Pa·s,降黏率为40.2%。通过正交实验确定了优化的聚合反应条件,研究了聚合反应动力学,分析了反应温度、单体浓度和引发剂浓度对聚合反应速率的影响。论文还绘制了降凝降黏剂EN加剂前后南海原油体系的流变曲线与黏温曲线,构建了流变方程与黏温方程。通过分析加剂前后剪切速率和剪切应力与体系黏度的关系,考察了降凝降黏剂EN对触变性和屈服应力的影响,分析了降凝降黏剂EN对南海原油流变性质的影响机理。最后,采用分子模拟方法计算了EN分子与沥青质聚集体之间的相互作用,构建了加剂与未加剂南海原油模拟体系,计算了体系能量、黏度和剪切应力等参数,揭示了降凝降黏剂EN可以分散原油中胶质和沥青质的缔合结构,达到降黏的效果,可以为分散胶质和沥青质缔合结构的降凝降黏剂分子设计和降凝降黏机理研究提供参考。
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