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降凝劑的降凝機理
2020-08-13 23:09:40
油品失去流動性是由于溶在油中的蠟在溫度降低時結(jié)晶析出。
隨著油溫的下降,蠟的溶解度逐漸下降,從油中析出的蠟晶相應(yīng)增多,致使蠟晶相互重 疊連結(jié)而形成三維空間網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu).油便失去了流動性。
降凝劑的作用是改變蠟晶的尺寸和形狀,阻止蠟晶形成三維空間網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu) 。
但必須指出,降凝劑不能抑制蠟晶的析出,只能改變蠟晶形態(tài),蠟晶形成三維空間網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的能力變?nèi)酰蚨鰪娏嗽偷牧鲃有浴?br />
一.原油降凝劑降凝機理的類型

原油降凝劑降凝機理有以下3種類型。 
(1)晶核作用。原油降凝劑在高于原油析蠟溫度下結(jié)晶析出,它起著晶核作用而成為蠟晶發(fā)育的中心,使原油中的小蠟晶增多,從而不易產(chǎn)生大的蠟團(tuán) 
(2)吸附作用。原油降凝劑吸附在已經(jīng)析出的蠟晶晶核活動中心上,從而能改變蠟結(jié)晶的取向,減弱蠟晶間粘附作用。 
(3)共晶作用。降凝劑在析蠟點下與蠟共同析出,從而改變蠟的結(jié)晶行為和取向性,并減弱蠟晶繼 續(xù)發(fā)育的趨向,蠟分子在降凝劑分子中烷基鏈上結(jié)晶。
當(dāng)降凝荊分子中的碳鏈與蠟中碳鏈相等時,降凝效果最好。由于降凝荊分子結(jié)構(gòu)的空間效應(yīng),并不是所有的側(cè)鏈中的碳原子數(shù)參與共晶,僅有一部 分參與共晶。
因此,降凝劑分子中的烷基鏈長度必須大于蠟的碳鏈長度時,降凝效果較好。 
筆者認(rèn)為,降凝劑的降凝作用不只是一種類型的降凝機理,而是三種機理可能都有。
只是在蠟晶生長的不同階段,有一種起主導(dǎo)作用。在蠟形成晶核時,降凝劑起晶核作用而產(chǎn)生降凝效果。
在蠟晶增長階段 ,共晶和吸附機理中的一種在起作用,或者兩者都起作用。

二.原油組分對降凝效果的影響

近年來,人們對原油各組分與降凝劑感受性做 了不少研究。其中研究最多的是蠟與降凝劑匹配的研究。
李象瑢發(fā)現(xiàn)大慶原油和和江漢原油凝點相近,但在熱處理中對降凝劑的感受性卻有很大的差別,飽和烴的相對分子質(zhì)量分布及飽和烴的支化度與降凝荊的感受性有關(guān)。
飽和烴的含量低、蠟相對分子質(zhì)量分布寬及支化度高的原油的感受性好,其原因還未研究清楚。
(1)膠質(zhì)和瀝青質(zhì)的影響
迄今為止,盡管人們都知道膠質(zhì)、瀝青質(zhì)對原油的凝點影響很大,是原油的天然降凝劑,但對其作用機理仍然不清楚。
國內(nèi)研究者對膠質(zhì)、瀝青質(zhì)在石蠟冷卻結(jié)晶過程中的作用和影響提出過一些不同的解釋  。
吸附理論工作者認(rèn)為,膠質(zhì)、瀝青質(zhì)在冷 卻重結(jié)晶過程中被吸附在蠟晶表面,起吸附包圍作用,降低表面能和結(jié)構(gòu)強度。
有的研究者指出,帶有長側(cè)鏈的非極性膠質(zhì),在冷卻重結(jié)晶過程中.能進(jìn)人石蠟晶體結(jié)構(gòu)中與之共晶,而帶有極性基團(tuán)的膠質(zhì)才被吸附在蠟晶表面。
R A Ruehrwein認(rèn)為聚合物的熔點與降凝劑的熔點相近時,降凝劑的降凝效果最好。
 (2)蠟與膠質(zhì)、瀝青質(zhì)相互作用的影響 
蠟與降凝劑、膠質(zhì)或瀝青質(zhì)與降凝劑的相互匹配情況對降凝效果影響很大,但原油中蠟與膠質(zhì)或 瀝青質(zhì)相互匹配情況有可能也是重要的影響因素之 一。
Schuster用微量過濾法分離不同溫度下從原油中析出的蠟 ,這些蠟由飽和烴、芳香烴、極性化合物和瀝青質(zhì)組成,其相對分子質(zhì)量和成分隨析蠟溫度的不同而變化。
結(jié)果表明,當(dāng)蠟完全除去時,原油的凝點就是降凝的極限。

龐萬忠等研究了降凝劑EMS與原油組分的作用,發(fā)現(xiàn)降凝劑與原油中的膠質(zhì)、瀝青質(zhì)有強烈的氫鍵作用。



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