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降凝劑對不同柴油的降凝效果
閱讀：4024發(fā)布時間：2014-2-12
降凝劑分子由兩部分組成，即長鏈烷基和極性基團(tuán)，長鏈烷基結(jié)構(gòu)單元可以在側(cè)鏈上，也可以在主鏈上，或者是兩者兼有。影響原油降凝效果的降凝
劑方面的因素主要包括：長烷基鏈長度及碳數(shù)分布、極性基團(tuán)的含量及其極性大小、支化度、分子量大小、降凝劑在油中的形態(tài)等。
1、長鏈烷基長度及碳數(shù)分布的影響
長鏈烷基結(jié)構(gòu)單元可以作為原油中蠟結(jié)晶的晶核，或者與蠟分子共晶析出。一般而言，降凝劑長烷基主鏈或長烷基側(cè)鏈的碳數(shù)要與原油中蠟的碳
數(shù)分布zui集中范圍內(nèi)的平均碳數(shù)相匹配，才能有較好的降凝效果。也有文獻(xiàn)認(rèn)為，降凝劑分子結(jié)構(gòu)及熔化(結(jié)晶)溫度范圍與原油中結(jié)晶烴類的分子結(jié)
構(gòu)及熔蠟(析蠟)溫度范圍相近時降凝效果好。
2、支化度影響
支化度表示聚合物分子結(jié)構(gòu)中的支鏈的多少，支化程度可由用具有相同分子量的支化高分子同線型高分子的平均分子尺寸之比或特性粘數(shù)之比來
評價支化程度的大小。支化分子較線型分子的鏈段排布得緊湊，因此支化程度越高則上述比值越小。多支鏈的星型降凝劑對不同油品和原油的降凝、
降粘作用與其支鏈數(shù)有關(guān)，支鏈數(shù)增加(即支化度增加)、空間結(jié)構(gòu)規(guī)整，都有利于提高降凝劑的降凝降粘性能，蠟晶的偏光顯微鏡照片也證實了這一
點。
支化度也是影響降凝劑結(jié)晶性能的重要因素。對于乙烯一醋酸乙烯酷共聚物(EVA)來說，支化度對EVA性能影響的研究表明，短支鏈對EVA性能的影
響同它們對結(jié)晶過程的破壞作用有很大關(guān)系。在EVA中主要的烴支鏈?zhǔn)峭榛鋵Y(jié)晶的破壞作用隨著支鏈碳原子數(shù)增加而增加，比這更長的鏈本身
能變成結(jié)晶的一部分，但增加支鏈數(shù)目對結(jié)晶度的影響遠(yuǎn)比增加己有支鏈長度對結(jié)晶度的影響大，即降凝劑支化度增大將降低其結(jié)晶能力。因此，支
化度太大或太小都對提高降凝劑的降凝降粘性能不利。
3、極性基團(tuán)含量和極性大小的影響
降凝劑分子中的極性基團(tuán)，可以吸附在蠟晶表面建立起某種能障，改變蠟的結(jié)晶習(xí)性，阻止晶體微粒的相互接近從而改善原油的低溫流動性能。
降凝劑極性基團(tuán)含量是影響降凝劑的結(jié)晶性能的因素。降凝劑中極性基團(tuán)含量增加時，長鏈烷基的含量相對減少，因而降凝劑的結(jié)晶度降低。極
性基團(tuán)含量增加到很高時，由于空間排布的障礙，鏈的剛度增加，降凝劑結(jié)晶更加困難。如果降凝劑的結(jié)晶度低則其與蠟分子共晶析出的能力降低。（凝點）
但如果降凝劑結(jié)晶能力太高降凝劑的極性則會相對地降低，那么，降凝劑對蠟晶的分散作用下降。因此，降凝劑中極性基團(tuán)與長鏈烷基的含量要有一
*比例，才能獲得*的改性效果。
降凝劑的極性大小對改性效果也有較大的影響。降凝劑中極性基團(tuán)極性強(qiáng)或表面活性高，可以增加蠟晶粒子相互間及瀝青質(zhì)粒子間的相互排斥，
因此，與降凝劑結(jié)合的蠟晶不易相互結(jié)合形成大的晶體，提高其分散性和抗沉積能力，在宏觀上表現(xiàn)出對原油具有良好的降凝、降粘和抗剪切性能，
從而改善原油的低溫流動性;但活性太高，分子極性太強(qiáng)，會造成降凝劑在原油中的溶解度下降，即在原油中的溶解性變差，也就會影響降凝劑降凝降
粘效果。石油勘探開發(fā)研究院王彪等合成的WHP(乙烯一醋酸乙烯酷一乙烯醇聚醚)，由于分子中聚醚含量較高，故分子極性較高，表面活性強(qiáng)，因此在
加劑原油降凝與原油中的蠟晶共晶后，對其后所析出的蠟晶的排斥力也有所增強(qiáng)，所以不易形成蠟晶間的三維網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，對部分含高碳蠟的原油降凝（凝點）
、降粘和抗高速剪切等改性效果較好。
4、加劑量的影響
加劑量是關(guān)系降凝效果的重要因素，也是影響運行成本的重要因素。降凝劑的注入量與原油中蠟、膠質(zhì)瀝青質(zhì)含量有關(guān)，而且加劑量與效果不是
線性的，當(dāng)加劑量達(dá)到某個臨界值后，降凝劑分子與原油中絕大部分的蠟共結(jié)晶或吸附于蠟晶表面，形成相對穩(wěn)定的晶體結(jié)構(gòu)，降凝劑的改性作用即
接近其極限，再加大劑量其處理效果不再明顯提高，而且會使成本增加。加劑量只要足以隔開蠟晶，使其不易形成三維網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)即可。（傾點）
加劑原油長輸管道在輸送過程中，管內(nèi)原油會多次受到泵的剪切作用，在析蠟點以上的高速剪切不會對加劑原油凝點產(chǎn)生影響，進(jìn)入析蠟高峰區(qū)
以后的高速剪切引起的加劑原油凝點上升與加劑量有關(guān)。加劑量低時，進(jìn)入析蠟高峰區(qū)以后的一兩次剪切就足以使凝點大幅度上升，隨著加劑量的增
大，剪切引起的凝點上升幅度小些。
因此實際管輸應(yīng)用時，確定加劑濃度要綜合加劑*效果和加劑輸送成本兩個方面的因素，通過實驗及技術(shù)經(jīng)濟(jì)計算以使經(jīng)濟(jì)效益達(dá)到*。
由于原油中石蠟、瀝青膠質(zhì)含量不等，其分子結(jié)構(gòu)和大小各異，因而它們對降凝劑有很強(qiáng)的選擇性。一種降凝劑對某種原油有良好的降凝降粘效
果，對另一種原油的效果可能很小甚至沒有效果，或者說是一種原油對某種降凝劑有很好的感受性而對另一種降凝劑則感受性很差。一般來說，酯型
聚合物對正構(gòu)烷烴蠟降凝效果較好，烷基芳基型降凝劑對異構(gòu)烷烴蠟更為有效。因此，對原油降凝劑的選擇，應(yīng)根據(jù)原油的蠟含量、蠟分子中碳原子
數(shù)分布范圍、原油類別進(jìn)行選擇。
5、分子量的影響
絕大多數(shù)降凝劑的分子結(jié)構(gòu)都含有較規(guī)整的鏈結(jié)構(gòu)，并以結(jié)晶狀態(tài)存在，它們的熔化或結(jié)晶溫度范圍及原油中結(jié)晶烴類的熔解或析出溫度范圍都
與各自的組成、分子量等密切相關(guān)，當(dāng)它們的熔化(結(jié)晶)溫度范圍及分子結(jié)構(gòu)相近時，降凝劑可明顯改善原油的低溫流動性能。
降凝劑分子量越大，其在油中的溶解性越差。一般來說，分子量范圍在4000~10000時較好，分子量過低或過高降凝效果都不顯著。降凝劑分子量
分布較寬時，降凝效果，并有一個*的降凝劑分子量范圍。Borthakur A使用具有不同分子量的多種烷基富馬酸一醋酸乙烯酯共聚物作為降凝劑
對具有相似含蠟量(小于12%)和瀝青質(zhì)含量(小于0.5%)的三種原油進(jìn)行了評價。其結(jié)果表明:對具有較寬的正構(gòu)烷烴分布和較低的平均碳數(shù)的原油來說
，zui大分子量的共聚物是的降凝劑;對具有較窄的正構(gòu)烷烴分布和較高的平均碳數(shù)的原油來說，zui小分子量的共聚物是的降凝劑;對具有較寬
的正構(gòu)烷烴分布和較高的平均碳數(shù)的原油來說，中等分子量的共聚物是zui有效的降凝劑。因此在降凝劑研究過程中，應(yīng)盡量擴(kuò)大降凝劑的分子量分布
范圍。
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