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降凝剂的降凝机理
2020-08-13 23:09:40
油品失去流动性是由于溶在油中的蜡在温度降低时结晶析出。
随着油温的下降,蜡的溶解度逐渐下降,从油中析出的蜡晶相应增多,致使蜡晶相互重 叠连结而形成三维空间网络结构.油便失去了流动性。
降凝剂的作用是改变蜡晶的尺寸和形状,阻止蜡晶形成三维空间网络结构 。
但必须指出,降凝剂不能抑制蜡晶的析出,只能改变蜡晶形态,蜡晶形成三维空间网络结构的能力变弱,因而增强了原油的流动性。

一.原油降凝剂降凝机理的类型

原油降凝剂降凝机理有以下3种类型。 
(1)晶核作用。原油降凝剂在高于原油析蜡温度下结晶析出,它起着晶核作用而成为蜡晶发育的中心,使原油中的小蜡晶增多,从而不易产生大的蜡团 
(2)吸附作用。原油降凝剂吸附在已经析出的蜡晶晶核活动中心上,从而能改变蜡结晶的取向,减弱蜡晶间粘附作用。 
(3)共晶作用。降凝剂在析蜡点下与蜡共同析出,从而改变蜡的结晶行为和取向性,并减弱蜡晶继 续发育的趋向,蜡分子在降凝剂分子中烷基链上结晶。
当降凝荆分子中的碳链与蜡中碳链相等时,降凝效果最好。由于降凝荆分子结构的空间效应,并不是所有的侧链中的碳原子数参与共晶,仅有一部 分参与共晶。
因此,降凝剂分子中的烷基链长度必须大于蜡的碳链长度时,降凝效果较好。 
笔者认为,降凝剂的降凝作用不只是一种类型的降凝机理,而是三种机理可能都有。
只是在蜡晶生长的不同阶段,有一种起主导作用。在蜡形成晶核时,降凝剂起晶核作用而产生降凝效果。
在蜡晶增长阶段 ,共晶和吸附机理中的一种在起作用,或者两者都起作用。

二.原油组分对降凝效果的影响

近年来,人们对原油各组分与降凝剂感受性做 了不少研究。其中研究最多的是蜡与降凝剂匹配的研究。
李象瑢发现大庆原油和和江汉原油凝点相近,但在热处理中对降凝剂的感受性却有很大的差别,饱和烃的相对分子质量分布及饱和烃的支化度与降凝荆的感受性有关。
饱和烃的含量低、蜡相对分子质量分布宽及支化度高的原油的感受性好,其原因还未研究清楚。
(1)胶质和沥青质的影响
迄今为止,尽管人们都知道胶质、沥青质对原油的凝点影响很大,是原油的天然降凝剂,但对其作用机理仍然不清楚。
国内研究者对胶质、沥青质在石蜡冷却结晶过程中的作用和影响提出过一些不同的解释  。
吸附理论工作者认为,胶质、沥青质在冷 却重结晶过程中被吸附在蜡晶表面,起吸附包围作用,降低表面能和结构强度。
有的研究者指出,带有长侧链的非极性胶质,在冷却重结晶过程中.能进人石蜡晶体结构中与之共晶,而带有极性基团的胶质才被吸附在蜡晶表面。
R A Ruehrwein认为聚合物的熔点与降凝剂的熔点相近时,降凝剂的降凝效果最好。
 (2)蜡与胶质、沥青质相互作用的影响 
蜡与降凝剂、胶质或沥青质与降凝剂的相互匹配情况对降凝效果影响很大,但原油中蜡与胶质或 沥青质相互匹配情况有可能也是重要的影响因素之 一。
Schuster用微量过滤法分离不同温度下从原油中析出的蜡 ,这些蜡由饱和烃、芳香烃、极性化合物和沥青质组成,其相对分子质量和成分随析蜡温度的不同而变化。
结果表明,当蜡完全除去时,原油的凝点就是降凝的极限。

庞万忠等研究了降凝剂EMS与原油组分的作用,发现降凝剂与原油中的胶质、沥青质有强烈的氢键作用。



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