几种聚合物降黏剂制备及其降黏效果评价

针对特超稠油流动性差、开采难度大的问题，以马来酸酐、C12～18不饱和酸、丙烯酰胺和苯乙烯为原料合成了油溶性聚合物降黏剂MAOS、MAS和两亲型聚合物降黏剂TEO9AS、C18AA,采用红外光谱对其结构进行了表征，比较了聚合物的降凝、降黏性能，测试了两亲聚合物的表面活性。实验结果表明：聚合物TEO9AS的临界胶束浓度为0.1g/L,γ_CMC为29.54 mN/m,当溶液达到0.03%(w)时界面张力可达到10^-1 mN/m数量级；单独的油溶性聚合物和两亲型聚合物均具有较好降凝和降黏效果，油溶性聚合物加量越大，黏度越低。在加量为0.5%时，含有MAS和MAOS的稠油黏度分别为24353 mPa·s和44744 mPa·s,降黏率分别为91.00%和83.47%,两亲型聚合物TEO9AS的降黏率为80.22%。聚合物降黏剂与碱复配后可以大幅降低稠油黏度，尤其是两亲型聚合物TEO9AS与0.8%碱复合时黏度达到206 mPa·s,降黏率达到99.99%。表明两亲型聚合物与碱的混合具有很好的降黏协同效果，这一技术的开发为稠油常温开采提供了技术支撑。     

特稠油乳化降黏机理研究

研究了胜利油田罗家高硫特稠油的黏度及其极性四组分、有机杂原子、金属元素的关联。结果表明，该稠油的高黏度主要与三个因素有关：（1） 含有高分子量的胶质和沥青质组分；（2） 硫的质量分数很高；（3） 金属元素V、Fe、Ni形成配位络合物增加了沥青质的内聚力。同时考察了所筛选的降黏剂的效果，降黏剂明显降低了油水界面张力，使得稠油的黏度降低。比较了添加降黏剂前后沥青质的电子探针照片的变化，推测降黏剂分子借助强的形成氢键的能力和渗透、分散作用进入沥青质片状分子之间，破坏了沥青质分子平面重叠的聚集体，使聚集结构变得疏松，表明聚集有序性降低是稠油降黏的主要机理。     

煤焦油馏分油对辽河稠油热生焦性能的影响

从煤焦油馏分油自身及与辽河稠油共炼生焦规律出发,利用元素分析、核磁共振氢谱、同步荧光光谱及族组成分析等方法对馏分油进行表征,研究了煤焦油馏分油对辽河稠油热生焦性能的影响。结果表明,辽河稠油掺炼煤焦油馏分油可以改善辽河稠油的热生焦性能。实验条件下,掺炼体系加权生焦率为3.3%-6.4%,实验生焦率为0.5%-5.9%,表现出良好的协同效果。不同馏分油的协同作用程度取决于馏分油的化学组成和含量。饱和烃、单环芳烃和缩合四环芳烃会促进生焦,而双环芳烃、三环芳烃和缩合双环芳烃有减缓生焦的作用。     

自由基引发剂用于渣油减黏裂化的研究

基于热裂化按照自由基反应机理进行的特点,在高压釜式反应器中分别添加四种自由基引发剂偶氮二异丁腈(AIBN)、过氧化特二丁基(DTBP)、单质硫(S)和单质碘(I2),考察引发剂在390℃～410℃,引发剂添加量0～3000×10-6条件下对三种减压渣油减黏裂化的影响。通过测定减黏前后渣油的运动黏度和四组分的变化,对引发剂的作用机理进行了初步研究。结果表明,自由基引发剂对不同基属的减压渣油减黏裂化反应均有明显的促进作用,大小依次为:LHVR≥GDVRDQVR,并且这种促进作用在较低的反应温度下更加明显,促进效果由渣油本身的物理化学性质所决定。在同等条件下,I2和S促进渣油减黏的效果是AIBN和DTBP降黏率的两倍,这与S和I2形成氢化物的"活性原子"可以多次循环发生作用有关。与S相比,单质I2减黏促进作用更为明显。     

胜利超稠油的乳化降黏机理研究

研究了胜利油田滨南超稠油单56-4X4高黏的内在原因。油品性质分析结果表明,影响其高黏度的主要因素有两个:胶质、沥青质的总含量超过30%;有机杂原子O、N、S及过渡金属Ni等形成的配位络合物增加了沥青质分子的内聚力。实验筛选出的降黏剂OP-10对该超稠油降黏率高达99.59%。通过FT-IR、SEM、分子量和偶极矩等分析对比了降黏剂作用前后胶质、沥青质的结构性质变化,结果表明,OP-10使胶质、沥青质的氢键缔合作用减弱,部分拆散沥青质的堆积结构,从而使胶质、沥青质的分子量和偶极矩减小,分析得到降黏剂分子能渗透及分散胶质、沥青质的堆砌聚集体。偏光显微镜对乳状液及蜡晶微观形态的分析表明,降黏剂OP-10使超稠油乳状液由W/O型反相为O/W型而起到降黏作用;使蜡晶的聚集形态由细小均匀转变为尺寸较大的絮凝体,破坏蜡晶的三维网络结构,促进稠油黏度的下降。     

基于广义阴阳表面活性剂体系对不同黏度区间原油的普适性降黏作用

采用脂肪酸-脂肪胺混合的广义阴阳体系,分别通过水相引入与油相引入两种方式对黏度分布在0.05-155 Pa?s范围内的4种原油进行乳化降黏。针对不同地区原油的组成特点与黏度成因,调整复配体系中脂肪酸-脂肪胺的分子结构,采用不同手段构筑乳状液:对于黏度较低的普通稠油,采用水相引入脂肪酸-脂肪胺复配体系的方法;而对于胶质、沥青质含量极高的超稠油,采用油相引入脂肪酸-脂肪胺复配体系黏的方法。两种方法的降黏率均达到95%-99%,获得较为理想的降黏效果。     

基于离聚体的自乳化型水基微乳液研究进展

：本文对近几十年来的以离聚体为基的两亲型高聚物水基微乳液的研究状况进行了综述，介绍了这类方法的特点，总结了影响相反转因素、影响微乳液性质的因素等。对水基微乳液的性能和应用前景等也作了简要介绍。     

分子动力学模拟电解质对阴非离子表面活性剂界面行为的影响

通过分子动力学(MD)方法研究了不同类型电解质对阴非离子表面活性剂C₁₂EO₃C油水界面性能的影响。运用z轴质量密度分布、径向分布函数、分子间相互作用配位数、空间分布函数及均方根位移五种模拟参数来分析电解质与阴非离子表面活性剂的相互作用情况。研究表明,三种离子的加入均对水分子与表面活性剂亲水基形成的水化层结构产生影响,且从微观层面验证三种离子对表面活性剂亲水基相互作用强度大小顺序为Na⁺ < Ca²⁺ < Mg²⁺。通过扩散模拟结果可以较好地解释离子加入对界面张力平衡时间的影响情况。这对指导实验方向、制订最佳复配方案具有重要意义。     

读者园地

读者来函询问在光度显色反应常加入OP、Triton X-100、Tween 80等试剂,但不知上述这些化学试剂是什么?其作用是什么?关于这些试剂在光度显色反应的作用问题,比较复杂,恐难以短文所能讲清。现先将上述这些化合物是什么这一问题作一介绍。 上面所提到的几种物质均属非离子型表面活性剂。简单说来能显著降低水的表面张力的物质称为表面活性剂。从分子结构看,表面活性剂的一个共同特点,即是它们的分子都是由极性的亲水基(hydrophilic group)和非极性的憎水基(hydrophobic group)两部分所组成。就非离子表面活性剂而言,是含有在水中不离解的羟基-OH和醚键结合,—O—,并以它为亲水基的一类表面活性剂。按分子中的亲水基分类,有聚乙二醇型和多元醇型之分。OP即属于聚乙二醇型,它的结构式见下:Triton X—100结构式见下:     

氧化钙含量对灰渣流体性质影响的研究

考察添加不同比例氧化钙对三种不同煤灰的熔融特性(AFT)和灰渣黏温特性的影响，特别是对不同黏度下临界黏度温度(Tcv)变化进行考察。结果表明，在一定的添加范围内灰熔融温度随着氧化钙添加比例的增加呈先减小后增加的变化趋势，这与通过FACTsage计算得到的全液相温度随氧化钙含量变化的结果相符;灰渣黏度在温度大于临界黏度温...     

Properties of Different Molecular Weight Sodium Lignosulfonate Fractions as Dispersant of Coal‐Water Slurry

Four purified sodium lignosulfonate (SL) samples with different molecular weights were prepared by fractionation using ultrafiltration. The effect of the molecular weights of SL on the apparent viscosity of coal‐water slurry (CWS) was investigated by studying the adsorption amounts and the zeta potentials in the coal‐water interface. The results show that the adsorption behavior of the dispersants in the coal‐water interface is the key factor to affect the dispersing effect, that the higher adsorption amount and compact adsorption film help reduce the viscosity reduction of CWS, and that the zeta potential is also an important factor influenced by the sulfonic group and carboxy contents of the lignosulfonate molecule. Furthermore, SL with a molecular weight ranging from 10000 to 50000 has both a higher adsorbed amount and zeta potential on the coal surface and the best effect on reducing the viscosity of the coal‐water slurry.     

煤沥青水浆的制备及影响规律的研究

以中温煤沥青为原料,经冷冻粉碎后制得具有一定粒径级配的煤沥青粉,加入适量分散剂和水在高速搅拌下制备煤沥青水浆.结果表明,JL-C01中裂乳化剂是制备煤沥青水浆的优良分散剂,在此基础上进一步考察了分散剂用量及浆体浓度对煤沥青成浆性、煤沥青水浆流变性及稳定性的影响.结果表明,最大成浆浓度为70％;在分散剂用量相同的条件下,...     

经酸洗和碱洗处理的伊犁煤焦油的光谱学分析

煤焦油中所含杂质,尤其是不溶物或交联结构极易造成煤焦油深加工设备的堵塞,从而影响煤焦油加工产品的质量.对煤焦油进行净化处理,脱除其所含原生杂质有利于深加工工艺的平稳运行.为此,对新疆伊犁地区产中温煤焦油分别进行酸洗和碱洗处理,以除去煤焦油的部分不溶组分、净化其组成;同时采用核磁共振谱仪和红外光谱仪研究了经酸洗、碱洗处理前后煤焦油相关结构参数的变化.结果表明,分别经酸洗、碱洗处理后,煤焦油的芳碳率均明显减小,而脂碳率相对增加;且碱处理后脂碳率的增加更为显著.经酸洗处理后,焦油芳烃化合物中的缩合芳香核上连接的烷基侧链明显减少,烷氧基发生部分转化或降解,羧基或羰基部分相对含量有所增加,而碱处理后羧基或羰基部分相对含量增加值较为显著.就煤焦油复杂成分的净化而言,碱洗处理效果更好.     

Investigation of the Evolution Behavior of Light Tar During Bituminous Coal Pyrolysis in a Fluidized Bed Reactor

The evolution behavior of the light tar fraction of tar during large bituminous coal particle pyrolysis in a fluidized bed reactor at 500-900℃ was investigated to optimize the industrial process. The coal residence time was varied from 30 s to 150 s. The crude tar obtained was distilled and separated into the light fraction and the heavy fraction through an evaporator under conditions of 280℃ and 10⁴ Pa. The light tar was subjected to GC-MS analysis, and the 300 main species in each spectrum were determined and analyzed. The experimental results showed that the evolution behavior of the light tar fraction and the heavy tar fraction presented spectacularly different variation trends with pyrolysis temperature and coal residence time. The molecular weight and number of rings per aromatic compound molecule contained in the light tar fraction increased with increasing pyrolysis temperature because of polymerization. It was also observed that the amount of methyl substituents decreased with an increasing number of rings per molecule of poly-aromatic ring compounds. The chain aliphatic compound evolution was suppressed and underwent heterocyclization with increasing temperature.     

煤焦油的拉曼光谱表征和组分识别

用355 nm激光作为激发光源检测了煤焦油常温拉曼光谱;应用两种量子化学计算程序(Gaussian-DFT和ADF)模拟了占总量1%以上的15种煤焦油组分的拉曼光谱,模拟结果与实验光谱能较好匹配,并对振动模式进行了归属分析。研究表明,煤焦油组分主要由共轭六元环构成,其拉曼光谱特征谱带主要在1 660、1 420和1 265 cm^-1附近,当共轭六元环成链式结构时,1 420 cm^-1谱带特征明显;五元环嵌入共轭六元环链式结构会导致其拉曼光谱在1 265和1 660 cm^-1谱带相对强度增大;五元环、杂原子基团和甲基侧链依附在共轭六元环上,则对组分的拉曼光谱影响不显著。     

活性炭表面含氧基团对NO的还原作用

通过Ｃ、Ｈ、Ｎ元素分析和Ｂｏｅｈｍ滴定及ＮＨ３－ＴＰＤ实验揭示了活性炭表面含氧基团数量及分布情况，结果表明，表面含量基团数量和分布决定了活性炭自身还原性及对ＮＯ的还原能力，活性炭表面含氧基团，特别是－ＣＯＯ基团，可能是最重要的ＮＯ还原反应活性中心，提出了该还原反应的机理。     

粘度法研究疏水改性聚丙烯酸与Np7.5的相互作用

研究了氟基团改性和氟碳、碳氢基团同时改性的聚丙烯酸（HM－PAA）以及参与聚合物（PAA）与非离子表面活性剂Np7.5分别在稀溶液和亚浓溶液下的相互作用对特性粘数和Brookfield表观粘度的影响。结果表明,PAA与Np7.5无明显作用,而M－PAA在Np7.5达到一定浓度后,由于Np7.5参与了疏水缔合,特性粘数和表观粘度发生了明显变化。稀溶液中,氟碳基团较多的聚合物出现了链构象的伸展。亚浓溶液中,疏水改性聚合物的粘度都有先上升后下降的变化,但氟碳含量较多的变化更强烈。     

全温度段裂解提质对锡盟褐煤成浆特性的影响

通过对锡盟褐煤进行涵盖高、中、低完整温度段的裂解提质,研究了裂解过程对煤质特性、成浆浓度、浆体流变特性以及稳定性的影响。对锡盟褐煤在隔绝空气条件下裂解,测量不同浓度浆体的黏度,并对剪切速率和表观黏度进行拟合得到不同浆体不同浓度的流变特性曲线,根据国标规定方法测量浆体的实际浓度以及浆体稳定性。并从裂解过程中样品表面官能团和孔隙结构变化角度分析裂解对锡盟原煤及半焦成浆特性的作用机理。实验结果表明,裂解过程可以减少样品中的含氧官能团,降低其亲水性,有利于成浆浓度的提高,成浆浓度随裂解温度的升高呈现先增大后减小的变化趋势,但是裂解对浆体的稳定性有负面影响。随裂解温度的提高,含氧官能团的分解导致半焦的孔隙结构发生显著变化,平均孔径先减小后增大,比表面积和孔容积呈先增大后减小趋势。