表面活性剂对渣油胶体性质影响的初步研究

 摘要：以轮古常压渣油（LGAR）为原料，分别加入不同质量分数的表面活性剂十二烷基磺酸钠（SDS）、十六烷基－三甲基溴化铵（CTAB）和油酸（Oleic acid），考察了它们对LGAR的 80℃运动粘度、体系胶体稳定性、四组分含量及数均相对分子质量的影响。实验结果表明，随着加入的SDS质量分数的增加， LGAR的 80℃运动粘度先减小后增大，在0.7%时达到最小值，体系胶体稳定性增强，沥青质的含量和数均相对分子质量的变化与80℃运动粘度变化规律一致；随着加入的油酸质量分数的增加， LGAR 80℃运动粘度持续下降，体系胶体稳定性增强，芳香分含量增加，沥青质含量和数均相对分子质量持续下降；随着加入的CTAB质量分数的增加， LGAR的 80℃运动粘度增加，体系胶体稳定性减弱，组分分布有所变化，但无明显变化规律。因此，SDS和油酸对渣油有较好的降粘作用，是较好的沥青质稳定剂；而CTAB不能降低LGAR粘度，对渣油胶体体系无明显的稳定作用。     

不同性质油品对渣油胶体稳定性的影响

向绥中36-1常压渣油中分别加入催化裂化油浆和减四线抽出油,研究了其对渣油胶体稳定性的影响。结果表明,加入两种油品后,体系的稳定性均呈下降趋势;不同油品对渣油胶体稳定性的影响程度不同,加入减四线抽出油后体系的稳定性比加入催化裂化油浆时高。从SARA组成、极性两方面考察了不同性质油品对混合体系胶体稳定性的影响。结果表明,SARA组分的变化对混合体系的胶体稳定性有影响,但不是影响其稳定性的主要因素,组分极性上的差距是造成混合体系稳定性变化的主要原因。     

PBH-808E三元复合体系稳定性研究

着重研究了不同表面活性剂配制的三元体系的稳定性,通过对三元体系界面张力及粘度的室内研究,得到了一些新的认识,为今后研究三元体系配方拓宽了新的思路。     

渣油加氢处理对渣油胶体稳定性的影响

利用向渣油中加入正构烷烃引起沥青质沉积起始点的变化以及渣油热反应生焦诱导期的变化,证实了加氢处理对渣油胶体稳定性的影响。适当的加氢处理能提高渣油胶体稳定性,深度加氢处理降低渣油胶体稳定性。根据渣油体系热反应生焦诱导期和渣油组成与结构的关系导出了渣油胶体的稳定性函数为：S（Re/（fA-As·As）,Ar,Sa）=12.57Re/（fA-As·As）＋1.07Ar-1.65Sa。该函数指出：胶质组分是影响胶体稳定性的主要因素,芳香分组分对胶体稳定有保护作用,饱和分组分破坏胶体的稳定性。     

纳米柴油体系稳定性研究

考察了阴离子表面活性剂、OP-8、AEO-9及相应助剂加量对纳米柴油含水量的影响,并确定出在该体系中表面活性剂两两之间以及三者之间复配的最佳配比及其相应助剂的最佳加量。同时通过对三种表面活性剂复配的纳米柴油体系基本性能:粘度、透光率、凝点的测试及离心试验,考察了含水量对该体系稳定性的影响。     

表面活性剂混合体系的起泡性和泡沫稳定性

用滴体积法测定了十二烷基聚氧乙烯醚（3）硫酸钠（C12EO3S）／十二烷基三甲基溴化铵（DTAB）混合体系的临界胶束浓度（cmc)和此时的表面张力（γcmc)，用振荡法和通气法测定了混合体系的泡沫性能。用通气法起泡时，混合体系产生较纯组分更多的泡沫；用振荡法起泡时，混合体系产生较少的泡沫，起泡性能与生成的速度有关。混合体系的泡沫稳定性高于纯组分的泡沫稳定性。     

超声波处理对渣油胶体稳定性的改善作用初步研究

利用质量分率电导率法研究了中东常压渣油在超声波处理前后胶体稳定性的变化,发现超声波处理对中东常压渣油的胶体稳定性有改善作用.利用蒸汽压渗透法(VPO)测定了超声波处理前后渣油及其SARA四组分的平均相对分子质量,利用红外光谱(IR)测定了SARA组分的平均结构参数,发现超声波处理对中东常压渣油的胶体稳定性改善作用主要是物理分散作用,几乎没有发生渣油化学结构的变化.     

驱油聚合物溶液粘度稳定性研究

对驱油聚合物溶液粘度稳定性的影响因素进行了研究,结果表明,溶解氧对其影响是长期而缓慢的过程,但由于注聚周期长,造成粘度损失较严重;Mg^2＋、Ca^2＋的存在使聚合物溶液粘度稳定性变差;在低浓度范围（Fe^3＋浓度小于10mg／L）内Fe^3＋的影响较小,而Fe^2＋使聚合物溶液粘度急剧降低,溶液长期稳定性变差。针对聚合物溶液粘度稳定性的影响因素及其影响程度,研制了稳粘剂WN系列,采用胜利油田采油污水对其粘度稳粘效果进行了评价,经稳粘剂WN处理的污水所配制的聚合物溶液粘度保留率达68．8％,具有良好的粘度稳定效果。     

聚合物溶液粘度稳定性与添加剂研究

对聚合物水溶液粘度稳定性影响因素进行了实验研究,溶解氧、高价阳离子特别是Fe~(2+)和Fe~(3+)是影响聚合物水溶液粘度稳定性的主要因素;研制了稳粘剂WN系列,用胜利油田采油污水对其稳粘效果进行评价,结果表明,经WN处理污水所配制的聚合物溶液粘度保留率达68.8%,具有良好的稳粘效果。     

污水配制聚合物溶液的粘度稳定性研究

该文研究了不同水质配制时聚合物溶液的粘度及老化一定时间后的粘度保留率 ,以HPAM降解与稳定的机理为指导 ,筛选出了两种粘度稳定性较好的驱油体系 ,它们在 75℃、隔氧条件下长时间老化后 ,粘度有增加的趋势 ,这对污水配制聚合物溶液进行三次采油有一定的参考价值     

胶质、沥青质对水-苯乳状液稳定性的影响

为深入研究胶质、沥青质对原油乳状液稳定性的影响,从孤岛渣油中分离出胶质和沥青质,用滴体积法、Ｌａｎｇｍｕｉｒ膜天平、单滴寿命法、瓶试法等研究了它们的水－苯界面活性、Ｌａｎｇｍｕｉｒ膜压,阻止水－苯界面上的水滴向水相融并的能力及稳定水－苯乳状液的能力。结果表明,胶质比沥青质具有更强的水－苯界面活性;沥青质比胶质具有更大的Ｌａｎｇｍｕｉｒ膜压;沥青质阻止水－苯界面上的水滴向水相融并的能力远大于胶质;沥     

沥青质对稠油黏度的影响

选用新疆地区的6种高黏稠油为主要研究对象,测定各稠油的性质并配制不同沥青质含量的同源调合稠油、异源调合稠油,利用黏度法考察沥青质含量对稠油黏度的影响。结果表明：无论是同源调合稠油还是异源调合稠油,随着沥青质添加量的增加,稠油黏度均呈增大的趋势,且在沥青质添加量达到一定值时黏度出现突变;相同温度、相同沥青质含量下,四氢呋喃处理过的稠油黏度比甲苯处理过的稠油黏度要大,且增加幅度较甲苯处理过的要大。     

EFFECT OF ASPHALTENE AND RESINS ON THE STABILITY OF WATER-IN-WAXY OIL EMULSIONS

Asphaltene, resins and paraffin waxes, their mutual interactions and their influence on the stability of water-in-oil emulsions have been studied. 20 wt % paraffin wax dissolved in decalin was used to model the waxy crude oil. Asphaltene and resins separated from a crude oil were used to stabilize the water-in-oil emulsions. Synthetic formation water was utilized as the aqueous phase of the emulsion. The emulsion stability increased with increasing the concentration of asphaltene with a subsequent decrease in the average particle size distribution of the emulsion. Resins alone are not capable of stabilizing the emulsion, however, in the presence of asphaltene they form very stable emulsions. Dynamic viscosity and pour point measurements provided evidence for resins-paraffin waxes interactions. Asphaltene in the form of solid aggregates form suitable nuclei for the wax crystallites to build over with a mechanism similar to that of paraffin wax crystal-modifiers. As asphaltene are polar in nature they are derived at the oil/water interface which was proved by the ability of asphaltene to reduce oil/water interfacial tension. Consequently, nucleation of the wax crystallites by asphaltene and resins at the interface will add to the thickness of the oil-water interfacial film and hence increase the stability of the emulsion.     

油包水乳状液中胶质和沥青质的界面剪切黏度和乳状液稳定性的关系

 采用红外和紫外光谱分析了胜利原油中胶质和沥青质的结构，采用界面剪切黏度对其油、水界面膜强度进行了表征，测定了胶质和沥青质模拟油油包水乳状液的稳定性。结果表明，沥青质和胶质的结构和相对分子质量不同，沥青质含有更多的芳环结构，相对分子质量比胶质大，界面膜强度也比胶质强，其乳状液更稳定。     

EFFECT OF ASPHALTENE AND RESINS ON THE STABILITY OF WATER-IN-WAXY OIL EMULSIONS

ABSTRACT

Asphaltene, resins and paraffin waxes, their mutual interactions and their influence on the stability of water-in-oil emulsions have been studied. 20 wt % paraffin wax dissolved in decalin was used to model the waxy crude oil. Asphaltene and resins separated from a crude oil were used to stabilize the water-in-oil emulsions. Synthetic formation water was utilized as the aqueous phase of the emulsion. The emulsion stability increased with increasing the concentration of asphaltene with a subsequent decrease in the average particle size distribution of the emulsion. Resins alone are not capable of stabilizing the emulsion, however, in the presence of asphaltene they form very stable emulsions. Dynamic viscosity and pour point measurements provided evidence for resins-paraffin waxes interactions. Asphaltene in the form of solid aggregates form suitable nuclei for the wax crystallites to build over with a mechanism similar to that of paraffin wax crystal-modifiers. As asphaltene are polar in nature they are derived at the oil/water interface which was proved by the ability of asphaltene to reduce oil/water interfacial tension. Consequently, nucleation of the wax crystallites by asphaltene and resins at the interface will add to the thickness of the oil-water interfacial film and hence increase the stability of the emulsion.     

胶质对沥青质稳定性的影响

为了进一步研究胶质与沥青质之间的相互作用对沥青质稳定性的影响,在分析表征沥青质和胶质的平均结构单元并计算溶解度参数的基础上,向沥青质模型油（沉积物计为AS沉积物）中分别加入胶质NBR和胶质VRR得到AS+NBR沉积物和AS+VRR沉积物,通过分析沉积物颗粒粒径分布,考察胶质对沥青质稳定性的影响程度。结果表明：沥青质的芳香性最强、溶解度参数最大（20.61 MPa1/2）,胶质VRR的芳香性和溶解度参数（17.80 MPa1/2）高于胶质NBR;在沥青质模型油中,随着胶质VRR浓度的增加,沉积物颗粒粒径减小,而胶质NBR的加入并不能使沉积物颗粒粒径变小,当其质量浓度达到1 000 mg/L时,沉积物颗粒粒径反而增加。3种沉积物的热重、凝胶渗透色谱（GPC）和X射线衍射（XRD）分析结果表明：胶质与沥青质之间存在缔合作用,使沉积物芳香片层厚度和直径减小、层间距增大,芳香片层数减小;3种沉积物的相对分子质量从大到小的顺序为AS沉积物＞AS+NBR沉积物＞AS+VRR沉积物。因此芳香性强、溶解度参数接近沥青质的胶质VRR能更好地分散稳定沥青质,使得沉积物颗粒粒径变小、石墨化程度减弱,从而不易沉积和结焦。     

非石油基油品对渣油掺稀降黏效果及掺稀模型研究

采用水上油、页岩油和煤柴油等3种非石油基稀油对渣油进行掺稀降黏,考察了温度、稀油类型和掺稀比(稀油与调合油的质量比)对调合油黏温关系的影响,并基于实验数据,将由氩模型微分方程导出的液体黏度理论方程拓展应用到渣油掺稀调合油的黏温关系描述中,建立渣油掺稀黏度模型。结果表明:3种非石油基稀油均能够用于对渣油进行掺稀降黏,掺稀比越高,调合油黏度降低幅度越大,在掺稀比低于0.3的条件下,页岩油和水上油降黏效果较好;稀油对渣油沥青质基本片层结构的缔合作用力的影响是造成调合油黏度降低的重要原因;所建模型的计算值与实验值吻合较好,模型参数反映了调合油的分子构成,能较好地描述渣油掺稀降黏的黏温关系。     

沥青质稳定性在渣油加氢过程中的变化规律

为考察固定床渣油加氢-催化裂化双向组合（RICP）技术中多环芳烃改善杂质脱除效果和抑制催化剂积炭的原因,建立了基于Flory-Huggins活度系数模型考察380 ℃、14.0 MPa条件下沥青质稳定性的方法。基于上述方法,建立了衡量渣油加氢反应中活性氢使用效率的参数A/B：A越大,活性氢用于杂质脱除的效率越高;B越小,活性氢用于沥青质加氢的效率越高。研究结果表明,经过加氢后,渣油轻质化程度增加,渣油溶氢量增加,沥青质与渣油（含溶解氢）溶解度参数之差增加,沥青质稳定性变差;在380 ℃、14.0 MPa条件下,采用RDM-32,RDM-53,RCS-31催化剂以体积比40：10：50级配时,沙轻常压渣油加氢过程的A/B值最大;在此基础上,引入高芳香性馏分有利于进一步提高加氢过程的A/B值。多环芳烃改善杂质脱除效果并抑制催化剂积炭的原因在于：多环芳烃优化了活性氢用于杂质脱除和沥青质加氢的效率。