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                    原油降凝劑
                    原油降凝劑的作用原理
                    含蠟原油失去流動性緣于在低溫下析出蠟晶,這些蠟晶大多呈板狀或針狀,互相結合在一起形成三維網目結構,并把低凝點的油分、油泥、膠質和瀝青質等吸附在其周圍,或包圍在網狀結構內形成蠟膏狀物質,而使原油失去流動性。原油降凝劑的作用在于影響蠟晶的網目構造的發育過程,從而使原油的凝固點(傾點)降低。但必須指出,降凝劑不能抑制蠟晶析出,而只能改變蠟晶的形態。亦即加入降凝劑后,原油的濁點不會改變,只是蠟晶的形態變成了松散的蠟晶結構(Slack Wax),在施加一定的剪切力后,其網目結構易于破壞,或根本不形成網目結構,因而增加了原油的流動性,達到降低原油凝點的作用。
                    近幾十年來,國內外有許多學者對降凝劑的作用機理進行過研究,目前公認的原油降凝劑的
                    作用原理是吸附與共晶理論。原油降凝劑改變蠟晶發育歷程大致可分為三種類型:
                    (1)晶核作用。原油降凝劑在高于原油濁點溫度下結晶析出,它起著晶核的作用,并成為蠟晶發育的中心,使原油中的小蠟晶增多,從而不易形成大的蠟晶。
                    (2)吸附作用。原油降凝劑在略低于原油濁點的溫度下析出,它被吸附在已經析出的蠟晶晶
                    核的活性中心,從而改變蠟晶的取向性,使其難于形成三維網目結構,并且減弱了蠟晶間的黏附作用。
                    (3)共晶作用。原油降凝劑在原油濁點溫度下與蠟共同結晶析出,從而破壞蠟晶的結晶行為和取向性并減弱蠟晶繼續發育的趨向。
                    添加降凝劑后蠟晶形態的改變情況,可利用餾分油進行顯微鏡觀察。Lorensen等曾在-40℃低溫下進行顯微觀察后證實,不含降凝劑的基礎潤滑油中的蠟晶呈20—150靘的針狀結晶,加降凝劑后蠟晶變小、且形狀也發生了變化。當然,加入不同的降凝劑其作用的形式也是不同的。如,使用烷芳族降凝劑時,蠟晶表面吸附了芳香族基團,而使蠟晶不再繼續按原來的取向發展;而使用聚甲基丙烯酸酯類梳狀結構聚合物降凝劑時,側鏈的烷基與蠟形成共晶。此外,結晶的分枝隨降凝劑濃度增加而增加,這是由于降凝劑對蠟晶發育的取向性起支配作用,從而使其不能形成牢固的三維網目結構。
                    近年來,對降凝劑作用機理的研究更加深入。王彪等在研究大慶原油和大港原油對降凝
                    劑感受性的差異過程中發現,原油中加降凝劑后,在冷卻過程中進行顯微鏡觀察,如果蠟晶顆粒變大,該降凝劑即對該原油具有良好的降凝效果,反之則無降凝效果。實驗所用的降凝劑F21為乙烯—醋酸乙烯(含少量磺酸鹽)聚合物降凝劑,OEAM為馬來酸酐和丙烯酸酯高碳醇酯類共聚物。作者認為造成這一現象的原因是由于原油的凝固過程包括蠟晶的形成、發育和蠟晶之間的凝膠化兩個過程。加入降凝劑后如果能使蠟晶增大,在析出同樣重量的蠟晶后體系中單位體積內蠟晶的表面能要比蠟晶顆粒小的不加降凝劑的體系要低。因而加降凝劑后的體系比較穩定,不易形成凝膠,從而降低了原油的凝固點。相反,所加入的降凝劑不能使蠟晶顆粒增大,體系的表面能無法降低,凝膠化過程也就不能推遲,所以這種降凝劑對這種原油不具有降凝效果。
                    梳狀聚合物被廣泛用做含蠟原油的降凝劑以改善低溫流動性,這是目前所有降凝劑產品中最
                    有價值的一類聚合物。Chichakli第一次用X射線衍射技術解釋了降凝劑的作用機理,此
                    后又有許多學者采用不同的技術手段研究了梳狀聚合物與蠟晶的相互作用。Plate和Shibaev對梳狀聚合物的結構特點做了綜述,Blumstein等報道了此類聚合物的介晶行為。這種聚合物的分子聚集結構主要可分為兩種類型:近晶的層狀結構和向列型液晶結構。Muller研究了X射線衍射中低角間隙相當于聚合物完全伸展的長度,而高角間隙則對應于聚合物烷烴鏈的六角狀液晶結構。Kaufman等在丙烯酸長鏈烷基酯和正構烷烴中均發現了一個4.2&Aring;的尖銳的間隙(sharp spcing),類似的結果即使在丙烯酸酯聚合物的骨架不是立體規整的情況下也得到了保持。Jordan及其合作者的研究結果表明:當聚合物的側鏈含有少于8-9個亞甲基時,聚合物傾向于無定型結構,而超過9個亞甲基后,則形成結晶結構。Hsieh等則指出一系列梳狀部分規整聚合物(包括甲基丙烯酸正十八酯)的側鏈存在部分的插入。Aihaud等也得到了相似的結論。Chatterjee等用X射線衍射儀詳細地研究了不同的梳狀聚合物與正構烷烴(從精制的柴油中分離出來的蠟)間的相互作用情況,發現分離出來的蠟晶基本為帶有某些缺陷的六角狀結構,這一特性是與具有大于8個碳以上側鏈的梳狀聚合物的機構相似的,降凝效果好的降凝劑可使樣品的衍射譜圖發生顯著的改變,一般是移向寬角,衍射峰在有些情況下還發生明顯的分裂。
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