沥青质在石英表面吸附行为的分子动力学模拟

为考察沥青质分子在不同溶剂环境中在岩石表面的吸附情况,选用代表性的沥青质分子结构,采用分子动力学模拟的方法研究了正庚烷、甲苯和吡啶3种溶剂中沥青质分子在羟基化石英表面的吸附机理。沥青质分子的平衡吸附构型显示,在正庚烷中,沥青质分子以较强的弯曲构型吸附在石英表面上;在甲苯和吡啶中,沥青质分子自身构型变化减弱,向石英表面吸附的趋势也明显下降。沥青质分子在石英表面吸附能及其与溶剂相互作用能的计算结果表明,正庚烷中沥青质在石英表面的吸附强度最大,而在甲苯和吡啶中其在石英表面的吸附则较弱;库仑相互作用能是沥青质在石英表面吸附过程中的决定因素,而范德华相互作用能则在沥青质与溶剂相互作用中占主导地位。因此,分子动力学方法可对沥青质分子吸附的动力学过程进行有效模拟。     

沥青质微观聚集特征的分子动力学研究

为了探究沥青质分子性质和微观聚集特征,进一步揭示沥青质沉积的微观作用机理,采用分子动力学方法,建立代表性沥青质平均分子构型,并以此构建沥青质模拟体系初始构型来模拟沥青质在地层岩石中的运移.模拟实验结果表明:沥青质作为典型的非晶体,其径向分布特征总体表现为近程有序、远程无序;退火优化可以充分释放分子结构应力,有利于还原分...     

石油沥青质的热解化学

石油沥青质热分解之所以引起人们的兴趣,是由于沥青质在石油加工过程中易生成高产率的焦炭,并使催化剂失活。总的说来是认为,生焦化学包括热不稳定键的热解生成活性物质,然后进一步反应生成焦炭。本文的数据表明:初次反应生成分子量较低的产物,这些分子中氮的存在促进了键的断裂。其它诸如环烷系的芳构化与芳环系的最终缩聚等反应将导致焦炭的生成。一个重要的新发现是焦炭的生成并不经由直接缩合反应,而是通过初次反应生成分子量较低的产物,它们的芳香度高,并含有原始沥青质中大部分的氮(氧或硫)。     

沥青质沉淀清除剂的研制及应用

利用水、有机溶剂、乳化剂和分散剂配制低毒性沥青质沉淀清除剂,以乳状液稳定性、沉淀清除剂对沥青质溶解速度为评价指标,研制出稳定性好、对沥青质沉淀清除效果明显的清除剂配方,并利用岩心驱替装置进行了清除近井地带沥青质沉淀堵塞实验。结果表明,在中高渗透率岩心中清除剂对岩心渗透率恢复效果较好,研制出的清除剂在乳化剂含量为8％ 、搅拌速度为800 r／min下使用效果较好。现场应用证明,该清除剂可有效清除胶质、沥青质沉淀造成的有机堵塞。     

沥青质-二甲苯体系中结构组成对沥青质自扩散系数的影响

以沥青质-二甲苯体系模拟稠油体系,采用分子模拟方法考察沥青质致黏机理。沥青质-二甲苯平衡体系中沥青质的自扩散主要受沥青质分子间相互作用的影响。沥青质分子间相互作用能越大,沥青质自扩散的越慢,对应的稠油黏度越大。而沥青质分子间相互作用主要包括芳香环之间的π-π作用和含有较强电负性杂原子基团间氢键两方面。这将为稠油降黏提供理论指导。     

渣油中沥青质的缔合状况与热生焦趋势研究

分别以苯、氯代苯和硝基苯为溶剂用ＶＰＯ法研究了辽河、孤岛、胜利和大庆减压渣油中沥青质在不同溶剂和不同温度下的分子缔合状况及渣油热转化过程中沥青质平均相对分子质量、缔合度的变化规律及其与生焦行为的内在关系。结果表明,在苯溶液中原生沥青质以２～３个分子缔合,渣油热处理后的残渣油中的沥青质以３～６个分子缔合;沥青质缔合指数与渣油的热生焦趋势有一定的相关性;以硝基苯为溶剂所测得的沥青质平均相对分子质量更能     

石油沥青质的化学和物理─Ⅰ石油沥青质的定义和分离

石油沥青质是最重要的石油组分之一，它在石油的勘探、开发、储运、加工及重质石油产品利用方面有着重要作用．本文论述了石油沥青质的含义及分布沥青质的各种方法，详细讨论了使用溶剂分离沥青质的理论基础和各种影响因素。     

石油沥青质聚沉的微观机理

应用分子力学和分子动力学方法构建了溶剂-沥青质分子相互作用体系的周期性结构模型,研究硝基苯、喹啉、吡啶、1-甲基萘、二溴甲烷、苯6中不同溶剂对沥青质聚沉过程的影响.通过对沥青质聚合体构型和其分子间相互作用能的分析,确定了沥青质聚沉的主要驱动力,讨论了常温和加热条件下不同溶剂对沥青质聚合体稳定性的影响机制.研究表明,范德华相互作用能在沥青质聚合体内占据主导地位,静电相互作用能相对较小;分子问的π-π相互作用是促使沥青质聚合最主要的驱动力,杂原子的存在可能是促使沥青质分子聚合的主要原因之一;溶剂苯和硝基苯对沥青质聚沉有显著的抑制或解聚作用,可作为沥青质沉积的抑制剂和清除剂.图5表1参16     

石油沥青质的化学和物理：Ⅳ.石油沥青质溶液的胶体化学

本文从胶体化学的角度讨论了石油青质的性质，评述了自１９２４年以来提出的各种沥青胶体模型，探讨了石油胶粒的形状和尺寸，形成机制以及沥青质粒子聚集的动力学行为。     

渣油加氢处理中沥青质组成和结构的变化研究

利用渣油加氢处理中试装置考察了温度和加氢深度对加氢产物渣油中沥青质组成、结构的影响,结果表明：随温度或加氢深度增加,加氢产物渣油中沥青质含量降低,沥青质中硫、镍、钒含量降低,氮含量呈增加趋势。采用13C-NMR谱和1H-NMR谱,计算了沥青质的平均分子结构参数,结果表明：随着温度的升高,饱和碳分率逐渐下降,芳香碳分率逐渐升高;随着加氢深度增大,饱和碳分率逐渐升高,而芳香碳分率逐渐下降。     

表面活性剂对原油流变性的作用与分子动力学模拟

选取5种合成降凝剂中常用的表面活性剂：丙烯酸、丙烯酰胺、顺丁烯二酸酐、乙酸乙烯酯和苯乙烯,采用试验和分子动力学模拟相结合的方法,考察其对原油流变性的影响。结果表明：在加剂量为2000mg/kg的条件下,5种表面活性剂的加入对原油的凝点影响较小,均使原油的凝点仅提高1℃;对原油的黏度和屈服值影响较大,其影响程度从大到小的顺序为：丙烯酰胺>丙烯酸>苯乙烯>顺丁烯二酸酐>乙酸乙烯酯;与空白原油体系相比,5种加剂原油体系势能降低,非键能负向升高,作用效果强弱顺序与试验结果相吻合,从分子层面解释了表面活性剂对原油流变性产生影响的作用机理。     

表面活性剂对原油流变性的作用与分子动力学模拟

选取5种合成降凝剂中常用的表面活性剂：丙烯酸、丙烯酰胺、顺丁烯二酸酐、乙酸乙烯酯和苯乙烯，采用试验和分子动力学模拟相结合的方法，考察其对原油流变性的影响。结果表明：在加剂量为2000mg/kg的条件下，5种表面活性剂的加入对原油的凝点影响较小，均使原油的凝点仅提高1℃；对原油的黏度和屈服值影响较大，其影响程度从大到小的顺序为：丙烯酰胺>丙烯酸>苯乙烯>顺丁烯二酸酐>乙酸乙烯酯；与空白原油体系相比，5种加剂原油体系势能降低，非键能负向升高，作用效果强弱顺序与试验结果相吻合，从分子层面解释了表面活性剂对原油流变性产生影响的作用机理。     

用电导率法研究石油中沥青质沉积问题

介绍了检测石油中沥青沉积的电导率方法，考察了加溶剂（正庚烷和甲苯）过程中共体系电导率的变化规律。结果表明，随着溶剂的加入，两种溶剂体系的电导率均呈先升降的趋势，在电导率变化的一阶导数曲线上，正庚烷体系出现一最高点，该点对此不的沥青质沉积起始点，而一般情况下甲苯体系下出现此点，各原油的沥青质沉积起始点明显其相应的减压渣油，表明渣油体系比原油体系更稳定。     

严重生物降解稠油沥青质包裹体中生标的研究

对孤岛原油中的可溶有机质生物标志化合物进行了气相色谱—质谱分析,结果表明,该原油受到了严重的生物降解,部分用于对比的生物标志物受到了破坏,致使有关参数值发生了变化,给油—油对比、油—源对比带来了困难。采用超声萃取技术,分离出沥青质包裹体中抗生物降解的生物标志物,并与原油中的生物标志物进行对比。其结果显示沥青质包裹体组分与原油组分的甾、萜烷非常相似,C27,C28,C29规则甾烷类分布均呈"L"型,而与生物降解程度无关,表明此方法可完全用于强烈生物降解原油的油—油对比和油—源对比研究,在有机地球化学领域的研究中具有重要的指导意义。     

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     

咪唑啉衍生物缓蚀性能的密度泛函理论和分子动力学模拟

 采用挂片失重法测得A、B、C、D 4种咪唑啉衍生物缓蚀剂在CO2饱和的3%NaCl溶液中的缓蚀效率,并利用量子化学计算和分子动力学模拟相结合的方法对它们的缓蚀性能进行了理论分析。结果表明,咪唑啉类缓蚀剂对金属的缓蚀作用,主要是其分子中的咪唑环和极性基团起作用;发生吸附时,咪唑啉衍生物分子上的咪唑环优先吸附在金属表面,然后牵引烷基支链R平行吸附在金属上。综合量子化学和分子动力学模拟计算得出4种新型缓蚀剂的缓蚀效率从大到小依次为B、C、A、D,与实验结果相吻合。     

悬浮床加氢裂化助剂对渣油中沥青质的作用

 通过红外光谱及紫外可见光谱分析了悬浮床加氢裂化助剂对辽河常压渣油沥青质的作用。结果表明,辽河常压渣油沥青质的单元芳香片主要含3～4个芳香环,共轭芳香环的排列形式主要为"线性排列",即渺位缩合。助剂可吸附在沥青质上,其头部磺酸基官能团与沥青质表面的羟基和氨基中的H形成分子间氢键可能是其中的一种作用方式;而尾部的疏水链则能形成稳定层,可将沥青质分子包裹起来,从而能使部分沥青质增溶在正庚烷中。     

质量分数电导率法研究中东常压渣油中的沥青质聚沉

测定了中东常压渣油加入正庚烷后的电导率，并计算得到了不同正庚烷加入量时的质量分数电导率值。结果表明，渣油质量分数电导率的最大值可以看作是用正庚烷稀释时沥青质聚沉的发生点。采用离心法和光学显微镜观测法探讨了中东常压渣油用正庚烷稀释时沥青质聚沉的发生，结果与质量分数电导率法研究一致。