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本论文结合石油化学、胶体与表面化学、流变学、物质结构等多学科知识分别对降凝剂的合成条件与原理、降凝剂改性机理进行研究。运用正交表进行实验,分别讨论合成温度、浓度、单体比例、引发剂的滴加速度,搅拌速率等对降凝剂结构和性能的影响,得出共聚物降凝剂的最佳合成条件,并在此基础上合成了PVA、MVA和EFMA三种类型降凝剂。运用合成的降凝剂对胜利、长庆、大庆原油进行改性实验,得到了其对实验原油的改性效果,发现在相同的添加条件(60℃、200mg/kg)下:PVA对胜利原油的凝点降幅可达13℃,EFMA对长庆、大庆原油的凝点降幅分别为18℃、7℃;MVA对长庆、胜利、大庆原油的降凝幅度分别为10℃、6℃、5℃。
综合运用DSC热分析技术、光学显微技术和流变测量技术,研究原油中各主要组分的含量和类型,及其与降凝剂分子结构和降凝幅度的相关性,重点研究了降凝剂溶液结晶习性、降凝剂的聚集状态等,结果发现:降凝剂在不同溶剂中的溶解性、结晶参数不一致。此外,还从表面化学角度分析研究了降凝剂溶液的表面性质及其与降凝效果的相关性,指出:降凝剂是通过增加晶粒间的静电斥力、降低粒子间VanderWaals引力势能,以达到保护溶胶中蜡晶不致凝结的作用。
论文还研究了降凝剂对原油热力参数的影响,重点考察了加剂前后原油比热容变化、结晶焓变化、析蜡温度变化等;结果表明,在原油中添加降凝剂会使得原油体系的比热容下降、蜡晶潜热减小、析蜡点降低的同时,也会使得体系凝点处析蜡量增多。