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.     

环烷酸对高沥青质含量稠油乳状液稳定性的影响

以高沥青质塔河稠油为研究对象,从中分离出沥青质,配制成模型油乳状液;从辽河、苏丹原油中分离出天然羧酸,考察原油中天然羧酸对塔河沥青质模型油乳状液稳定性的影响。 结果表明,天然羧酸可以起到类似于胶质的作用,通过对沥青质的分散作用,降低沥青质模型油乳状液的稳定性。 有机羧酸和烷基芳磺酸可以起到与天然羧酸类似的作用,而且烷基芳磺酸降低模型油乳状液稳定性的能力更强。     

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     

环烷酸对原油乳状液稳定性影响的研究进展

对近年来原油中环烷酸结构组成的研究进展进行了综述,从环烷酸的结构、相对分子质量、环烷酸在不同水相环境(不同酸碱度、不同盐溶液)以及环烷酸与原油活性组分(沥青质、石蜡)相互作用等方面对原油乳状液稳定性的影响进行了总结。分子结构和相对分子质量会影响环烷酸在油水界面的吸附行为从而影响乳状液稳定性;而不同水相环境会影响环烷酸的HLB值和界面活性从而影响乳状液稳定性;原油中的活性组分沥青质、石蜡与环烷酸相互作用也会影响环烷酸在油水界面的吸附及排布机理从而影响原油乳状液稳定性。     

沥青质和环烷酸含量对原油乳状液稳定性影响

以大庆油田原油为研究对象,与环烷酸、室内模拟污水配制成不同的原油乳状液.通过对各体系的析水率、界面张力和稳定性指数(TSI)的测试,考察了沥青质和环烷酸共同作用对乳状液稳定性的影响.结果表明,随着沥青质和环烷酸质量分数增大,乳状液的析水率从56.0％增加至93.8％;界面张力从0.984 mN/m增加至9.702 mN...     

椰子胺对渣油体系粘度和稳定性的影响

考察了表面活性剂椰子胺对石油沥青质体系粘度和胶体稳定性的影响,初步探讨了粘度和胶体稳定性随椰子胺质量分数变化的原因。结果表明,加入椰子胺后,随着质量分数的增加,体系粘度先减小后增加,在其质量分数为0.5%时有极小值,粘度降低26.5%,此时胶体稳定性参数也为极小值。体系组成分析结果表明,在一定椰子胺质量分数下,椰子胺分子能分离沥青质中少量芳香分,使之成为分散介质中游离的芳香分,从而有可能改变沥青质的缔合状况,表现为体系粘度降低。     

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。     

板带钢冷轧乳化液稳定性与润滑性研究

研究了影响乳化液稳定性的几个因素,包括乳化液的HLB值、乳化剂的种类与复配类型、乳化剂的用量及乳化剂化学结构与基础油的相似程度等。结果表明,乳化液的HLB值等于油品被乳化所需的HLB值,乳化剂总量占12%～15%,所选乳化剂的HLB值越接近乳化液的总体HLB值,且其化学结构与基础油的结构越相似,乳化液的稳定性越好;乳化液的均一性与乳化液的总体稳定性具有一致性;在一定的范围内,乳化液的稳定性越好,润滑性能越差。     

纳米铜粉在润滑油中分散稳定性的研究

 采用正交实验设计法及单因素实验法探讨了以纳米铜粉在润滑油中的分散稳定性为工艺最优目标，利用高剪切混合乳化机分散润滑油中纳米铜粉的最佳工艺条件。利用吸光光度法及透射电镜检测纳米铜粉在润滑油中的分散稳定性。结果表明，将纳米铜粉均匀稳定地分散在润滑油中的最优工艺条件为：剪切速率6000r/min，剪切时间3h，分散剂含量6%(占机械油的质量分数)，表面活性剂的HLB值范围在7.0~8.5。由最优工艺分散的润滑油中的纳米铜粉粒径均匀，基本无团聚现象。     

电导率与O/W乳状液的稳定性

 测定了不同油相体积分数的O/W乳状液电导率，考察了油相体积分数、乳化条件、温度对O/W乳状液电导率的影响，研究了O/W乳状液电导率与其浓相体积变化分数、吸光度的关系。结果表明，对于较稳定的O/W乳状液，油相体积分数对O/W乳状液电导率有明显的影响，油相体积分数越大，电导率越小；反之，电导率越大。乳化条件越苛刻，电导率越小。温度越高，电导率越大。O/W乳状液电导率随时间变化曲线的斜率可以表征在O/W乳状液的破坏过程中，油珠上浮、聚集、聚并、油相体积分数变化的程度以及乳状液的稳定性。     

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。     

聚合物对乳状液及液膜的稳定性

通过静态法及离心法研究了聚合物(HPAM)对O/W型及W/O型两种乳状液稳定性的影响;采用单滴法探讨了聚合物影响乳状液及其液膜稳定性的微观机理.结果表明,聚合物显着地增加O/W型乳状液及水膜的稳定性,对W/O型乳状液及油膜稳定性影响不大;聚合物与吸附剂膜间存在相互作用,相互作用程度因界面上吸附剂不同而异.由于聚合物为水溶性高分子,能够在连续水相一侧形成粘性膜及增大空间阻力,所以它可以增加水膜强度从而减小水膜排液速度及破裂速度.聚合物水解度越高,这种影响越大.     

ADSORPTION OF ASPHALTENE FUNTIONALITIES AND ASPHALTENE ON GOETHTTE

ABSTRACT

Solid-stabilized water-in-oil emulsions cause many problems such as oil loss, fouling of a processing unit, and environmental hazard in the petroleum production and refining. The ability of finely divided solids to stabilize these emulsions is due to the adsorption of asphaltenes and other heavy constituents. This study presents the individual and competitive adsorption of asphaltene functionalities in cyclohexane solution and asphaltene in heptol solution onto goethite (FeOOH) particle surfaces at 25 °C to quantitatively understand the FeOOH particle-fluid interactions. The functionalities used were carboxylic acid (represented by benzoic acid), sulfoxide (by diphenylsulfoxide), and pyrrolic (by indole). The single component adsorption of these functionalities was well represented by both the Langmuir and Freundlich models, showing that adsorptive affinity for FeOOH increased in the order of indole < diphenylsulfoxide < benzoic acid. This observation was supported by the results of bi-component competitive adsorption of three functionality pairs on FeOOH, which were interpreted by the Fritz model. The adsorption of asphaltene was performed using dry and moist FeOOH surfaces and well represented by both the Langmuir and Freundlich models. The moist FeOOH yielded a decrease in the adsorption of asphaltene compared to adsorption on dry FeOOH.     

硫、氮杂原子对润滑油基础油氧化安定性的影响

采用基于密度泛函理论的量子力学方法研究了含氮化合物、含硫化合物的氧化反应过程、氧化产物及其颜色,采用模型化合物试验研究了含氮化合物、含硫化合物对润滑油基础油(简称基础油)氧化安定性的影响。结果表明,在基础油氧化过程中,含氮化合物被氧化为含羰基化合物,产生新氢过氧化物自由基,可促进其他有机烃分子氧化,羰基为氧化产物的显色基团;含硫化合物被氧化为含亚硫酰基的亚砜类化合物或含硫酰基的砜类化合物,不产生新氢过氧化物自由基,可终止自由基氧化反应,含硫酰基化合物不显色。     

导热油基础油的烃类结构对其热稳定性的影响

利用质谱分析对导热油基础油的结构组成进行了分析,研究了7种基础油的烃类结构对热稳定性的影响。结果表明:高温矿物型导热油的热稳定性与基础油的烃类组成有关,环烷烃热稳定性好,链烷烃和芳烃较差,且烃类组成与变质率之间存在定量关系,可较好地指导高温导热油基础油的选用。     

原油中酸性和碱性组份对原油表面与胶体化学性质的影响

酸性和碱性物质为原油中非烃组份,富集于沥青胶质之中。前人的研究表明,原油中的酸性和碱性组份对其界面张力、润湿性等表面与胶体化学性质具有重要影响,影响程度可能主要不在于它们的含量(酸值和碱值的大小),而在于它们的强度和分子结构,此问题有待进一步深入研究。     

橡胶籽生物柴油氧化安定性及改性研究

对橡胶籽生物柴油用SH/T 0690,SH/T 0175,EN 14112等方法,通过过氧化值、运动粘度、酸值、碘值、不溶物、诱导期等指标评价其氧化安定性。结果表明,氧化过程中橡胶籽生物柴油的过氧化值、运动粘度、酸值、不溶物增加,碘值降低,其中异辛烷不溶物比总不溶物量大很多,对于高度氧化的橡胶籽生物柴油与非极性物质如矿物柴油混合时应引起重视。同时,未经改性的橡胶籽生物柴油氧化安定性差,诱导期远远不能满足国家标准要求,但经添加抗氧剂进行改性后,橡胶籽生物柴油氧化安定性得到明显改善,诱导期能够满足国家标准要求。所研究的5种抗氧剂均能改善橡胶籽生物柴油的氧化安定性,其中抗氧剂BS-100效果最好。     

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。     

大庆原油馏分与复合体系界面活性及乳化性研究

为考察原油成分对复合体系界面活性的影响，将原油通过实沸点蒸馏法切割成不同的馏分，对各馏分与三元体系的动态界面张力进行了测定。还探讨了馏分油的乳化液稳定性及重组分对乳化液稳定性的影响。研究结果表明：与三元体系的界面张力，轻馏分最低，其次是重组分，再次是沸点依次升高的中间馏分；在轻馏分中加入重组分可以进一步降低界面张力；馏分油与二元（ Ａ／Ｓ） 体系形成的乳状液，其稳定性随馏分沸点升高而降低，加入重组分可提高乳状液的稳定性。