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随着常规原油的开采,稠油所占油藏的比例越来越大,稠油的开发日趋重要。由于稠油的粘度高、流动性差,给开采和输送带来极大困难。对稠油降粘剂的研究具有重要的实际和理论意义。
本文以相对分子质量(用特性粘度表示)为基准,合成苯乙烯.马来酸酐二元共聚物(SMA)。再对SMA进行酯化、胺解改性,产物用于TK1257稠油的降粘研究,并初步分析降粘剂的构效关系。
首先对合成SMA的实验条件进行探索,可以看出SMA特性粘度受单体配比、反应温度、引发剂用量、溶剂用量、加料方式、链转移剂、反应时间等因素的影响。合成SMA的最适宜反应条件为:反应温度为70℃,引发剂用量为单体总质量的2‰,溶剂甲苯用量占体系总质量的60%,反应单体的物质的量之比为n(St):n(MA)=2:1,反应时间为2h。并用红外对SMA进行表征分析。
然后对SMA进行醇解、胺解改性合成了SMAN。通过对各个改性因素的考察,确定了SMAN的最适宜的改性反应条件为:n(十六醇):n(MA)=1,n(正丁醇):n(MA)=1.6:1,酯化反应催化剂用量为4%,n(正丁胺):n(正丁醇)=1:4[二者的总用量为n(正丁醇+正丁胺)=1.6n(MA)]。在该条件下合成的降粘剂,其降粘率在45%左右,并对降粘剂进行红外分析。
考察了降粘剂加量、加剂温度、掺稀比对稠油降粘效果的影响,确定加剂量为1000μg·g-1,加剂温度为50℃,稠稀比为1:1。研究了降粘剂与表面活性剂、降凝剂的复配效果,当降粘剂与阴离子表面活性剂复配时,降粘效果较好,其中与十二烷基苯磺酸钠和石油磺酸盐的复配,降粘率达到50%左右。
从降粘剂的相对分子质量、极性官能团的极性大小、侧链烷基长度等方面,探讨了降粘剂的结构与其降粘效果的关系。结果表明特性粘度为88mL·g-1、侧链碳原子数为十四、极性适中、油溶性好的降粘剂,其降粘效果较好。最后分析了加剂前后胶质沥青质的红外谱图变化,并初步总结分析了降粘剂的降粘机理。