本文關鍵詞：稠油降粘分子動力學模擬及納米改性稠油降粘劑的制備工藝研究

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【摘要】：油溶性降粘劑是一種高效運輸、開采稠油的化學降粘技術,具有良好的市場前景。本文采用軟件分析模擬和實驗研究相結合的方法,首先運用Materials Studio軟件進行分子動力學模擬,研究稠油的粘度機理和降粘劑對稠油體系的作用效果。其次用帶有雙鍵的硅烷偶聯劑γ-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷(KH570)對納米Ti02進行表面預改性,然后再以丙烯酸十八酯和順丁烯二酸與丙烯酸十八酯、苯乙烯、馬來酸酐和丙烯酰胺為單體的降粘劑在其表面引發(fā)接枝制備了納米SM/TiO2和SSTA/TiO2復合材料稠油降粘劑,采用紅外光譜、熱重分析測試等手段對改性后納米Ti02復合材料的結構和性質進行分析表征,并將其應用于大慶高蠟稠油進行降粘性能評價。采用自動粘度儀對大慶高蠟稠油在加劑前后運動粘度的測定,計算了合成的納米稠油降粘劑的凈降粘率和表觀降粘率。主要工作和成果：(1)運用Materials Studio軟件進行分子動力學模擬,研究降粘劑對稠油體系的作用效果。降粘劑聚合反應能量遠遠高于斷裂雙鍵所需能量；分別模擬了體系的溫度、勢能和總能量隨模擬時間變化的曲線。(2) SM/TiO2復合材料稠油降粘劑隨降粘劑加入量的增加降粘速率先劇增后減緩,最佳加入量為400ppm。在40℃,加入最佳劑量400ppm后,大慶鐵嶺稠油的表觀粘度從198.88mm2/s降為83.68mm2/S,表觀降粘率為57.92%,凈降粘率為24.07%；秦皇島稠油由203.34mm2/s降至97.68mm2/S,表觀降粘率51.96%,凈降粘率為15.23%,(3) SSTA/TiO2復合材料稠油降粘劑隨降粘劑加入量增加降粘速率先劇增后減緩,最佳加入量為300ppm。在40℃,加入最佳劑量300ppm后,大慶鐵嶺稠油的表觀粘度從198.88mm2/s降為73.68mm2/s,表觀降粘率為62.95%,凈降粘率為33.14%,降粘效果優(yōu)異。
【關鍵詞】：油溶性降粘劑 分子動力學模擬 納米復合材料 表面改性 稠油
【學位授予單位】：山東大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2016
【分類號】：TE39;TB33
【目錄】：

• 摘要8-9
• ABSTRACT9-11
• 第1章 緒論11-19
• 1.1 研究背景11
• 1.2 稠油降粘研究11-13
• 1.2.1 影響稠油流動性能的因素12
• 1.2.2 稠油粘度機理12-13
• 1.3 稠油降粘技術13-15
• 1.3.1 水溶性乳化降粘技術14
• 1.3.2 油溶性降粘劑制備技術14-15
• 1.4 油溶性降粘劑國內外發(fā)展現狀15-17
• 1.5 油溶性降粘劑的種類17-18
• 1.6 研究目的和意義18
• 1.7 本文主要研究內容及方法18-19
• 第2章 稠油降粘分子動力學模擬研究19-29
• 2.1 分子動力學模擬原理19
• 2.2 分子動力學模擬方法19-20
• 2.3 二元降粘聚合物合成的分子動力學模擬20-23
• 2.4 四元降粘聚合物合成的分子動力學模擬23-27
• 2.4.1 合成反應的條件23-24
• 2.4.2 周期性模擬體系建立24-25
• 2.4.3 分子動力學運算25-27
• 2.5 本章小結27-29
• 第3章 納米基二元降粘劑的合成29-37
• 3.1 合成思路與路線29
• 3.2 試劑與儀器29-30
• 3.2.1 主要試劑29-30
• 3.2.2 主要儀器30
• 3.3 合成步驟30-32
• 3.3.1 納米TiO_2的表面的硅烷偶聯劑KH570處理30-31
• 3.3.2 二元降粘劑的合成31-32
• 3.4 降粘效果測定方法32-33
• 3.5 實驗效果的檢測33-36
• 3.5.1 分散穩(wěn)定性測定33-34
• 3.5.2 溫度對反應產物的影響34
• 3.5.3 降粘性能評價34-36
• 3.6 本章小結36-37
• 第4章 納米基四元降粘劑的合成37-47
• 4.1 合成思路與路線37
• 4.2 試劑37
• 4.3 合成步驟37-39
• 4.3.1 四元降粘劑的合成方法37-38
• 4.3.2 合成反應條件的確定38-39
• 4.3.2.1 正交實驗38-39
• 4.4 分析表征39-40
• 4.5 實驗效果的檢測40-45
• 4.5.1 納米TiO_2復合材料的結構與性能表征40-45
• 4.5.1.1 紅外光譜分析（FT-IR)40-42
• 4.5.1.2 分散穩(wěn)定性測定42-43
• 4.5.1.3 熱重分析（TG）43
• 4.5.1.4 降粘性能評價43-44
• 4.5.1.5 加劑前后粘溫曲線對比44-45
• 4.5.1.6 加入蛋對凈降粘率的影響45
• 4.6 本章小結45-47
• 第5章 全文總結與展望47-49
• 5.1 總結47-48
• 5.2 展望48-49
• 參考文獻49-52
• 致謝52-53
• 學位論文評閱及答辯情況表53

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本文編號：817875