浅谈对原油粘滞性降解的分析

摘 要：高粘度重质稠油的开采是扩大石油资源利用的重要途径，然而由于其性质的特殊性，必须寻找一种高效率、低能耗、低成本的开采和储运方法。因此，合理开发降粘剂就成为开采扩大石油资源利用的重要途径，也是目前国内外所关注的问题；降低原油的粘滞性对产品的系列化、产业化将会取得更大的效益。

关键词：原油降凝降粘剂 红外光谱研究

在原油中合理的加入降凝剂，降凝剂分子会与石蜡分子发生共晶，从而增加石油的降凝效果，降凝剂还能破坏胶质、沥青质分子平面重叠的聚集体，使聚集结构变疏松，聚集有序性降低，是原油合理的降粘作用机理.

一、材料与方法

1.仪器和试剂

电光分析天平；自动调节烘箱；400型傅里叶变换红外光谱仪；二甲苯（分析纯），甲醇（分析纯），无水乙醇（分析纯）；原油（大庆）；苯乙烯（分析纯），顺丁烯二酸酐（分析纯），丙烯酸丁酯（分析纯）。

2.样品分离与纯化

称取样品于烧杯中，加入10ml二甲苯，加热溶解，边搅拌边加入50ml甲醇，用滤纸过滤，滤出物用甲醇洗涤数次，于红外灯下烘至恒重。另取2.00g样品置于烧瓶中，加热蒸馏，收集馏分。

3.红外光谱分析

将样品均匀涂于溴化钾压片上，测得红外谱图，再将其于红外灯下烘烤数分钟后，测红外光谱图，以分离提纯后的高聚物于二甲苯中配制成pH=5的溶液于溴化钾压片上形成液膜，在红外灯下挥发掉溶剂，形成聚合物薄膜，测其红外谱图.一并汇于图1。取两滴样品馏分于两块溴化钾晶体间制成液膜，测其红外光谱图，并进行图库检索。

4.降凝剂的使用

苯乙烯-顺丁烯二酸酐-丙烯酸丁酯三聚物的合成.量取苯乙烯23ml、顺丁烯二酸酐5.0038g、丙烯酸丁酯43ml和甲苯溶剂100ml加入四口烧瓶中，加热至40℃，待原料溶解后加入引发剂AIBN0.6981g，继续升温至85℃，反应8小时，整个过程冷凝回流并在氮气保护下进行。反应完毕将反应器内产物转移至烧杯中，加入无水乙醇进行沉淀，分离后再用丁酮进行提纯，所得产物在真空干燥箱中于80℃干燥72小时。

二、结果与分析

1.原油中胶质与沥青质作用红外光谱图

图1可以看出：随着时间的增加，3580cm-1附近的吸收峰的吸收强度低，3000～3500cm-1的包状吸收峰的吸收强度增加.3580cm-1峰是自由的没有参与形成氢键的吸收峰，3000～3500cm-1的包状吸收峰为胶质与沥青质相互作用的氢键吸收峰.由图1可见，随着时间的增加，更多的沥青质和胶质之间发生参与形成氢键的吸收。

图1 胶质与沥青质作用

注：1.沥青质；2.混合72h以后的胶质与沥青质

2.体系样组成分析

从表1粘度测定数据中可以看出通过粘度剂量的加入，降粘效果十分显著。

表1 粘度测定

图2 中含蜡量与粘度关系明确的验证了蜡含量较高时，粘度增加很快

表1和图2都验证了原油的粘滞性较强，这样流动性就会较差，给石油在长距离输送和储运过程中带来影响。

图2含蜡量与粘度关系

3.加入苯乙烯-顺丁烯二酸酐-丙烯酸丁酯后红外光谱图

由图3可以看出，3000～2800cm-1之间呈包状峰，这是甲基和亚甲基伸缩振动吸收峰。900～700cm-1是芳香结构的吸收峰，说明胶质和沥青都是芳香物质。1859～1600cm-1谱带由于-C=C-和-C=O-伸缩振动所致，频率范围在1500～910cm-1为单键伸缩振动区，这在图3中都很明确，而在图1中735～725cm-1附近没出现双吸收峰，说明原油中不存在较长烷基基团，加入降凝剂后由于降凝剂的扭曲和转动作用，使得分子中的-OH基团含量增大，故在3500cm-1附近出现吸收峰。

图3加入降粘剂后谱图

三、结论

高粘度重质稠油的开采是扩大石油资源利用的重要途径，然而由于其性质的特殊性，必须寻找一种高效率、低能耗、低成本的开采和储运方法，这也是目前国内外所关注的问题。降凝剂的极性基团与沥青质的极性基团形成氢键，降凝剂和沥青质分子结合在一起，降凝剂高分子分子链转动和扭曲，减少沥青质平面分子结构的重叠，减少堆叠体的形成，达到降低粘度目的降凝剂中的极性基团也可以与胶质的极性基团发生氢键作用，减少胶质本身的氢键结合，降凝剂高分子分子链转动和扭曲，减少胶质分子之间通过氢键形成密集胶束，达到降低粘度的目的原油的凝点主要由蜡的含量和组成决定的，胶质和降凝剂能够参与使蜡的结晶，使蜡晶的形态和尺寸发生改变，达到降低凝点的目的。