大庆原油四组分分析及界面性质研究

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1、化学分析计量2009年。第18卷，第4期大庆原油四组分分析及界面性质研究严方谢永杰(中国石油大学化学化工学院，青岛266555)(山东石大科技集团有限责任公司，东营257061)摘要采用四组分分离法将大庆原油分离成饱和分、芳香分、胶质和沥青质，用红外光谱、相对分子质量和元素分析等方法分析其结构组成，考察了化学结构与界面性质之间的关系。结果表明，大庆原油含饱和分最多，含氧官能团的羧酸类或酚类较多的胶质界面活性最大；相对分子质量较大的沥青质、胶质对油水界面膜的形成和稳定起决定作用；芳香分是油滴表面Zeta电位负值最大的组分。关键词饱和

2、分芳香分胶质沥青质界面性质目前，我国主要油田都已进入3次采油阶段，为了石油开采业的发展，人类对石油结构和性能的认识越来越深人。国内外对原油组分分离做了大量研究工作¨-4】。由于原油组分非常复杂，研究目的不同，分离方法也不一样。分离方法大致分为溶解度分离法、极性分离法、官能团分离法、醇碱萃取法等。石油化学研究主要集中在原油中大量存在的烃类族组成和某些与石油加工过程、石油产品质量密切有关的非烃化合物，多采用四组分分离法。该法优点是可将组分依据大致类型分开，便于组分分析，为界面活性组分的研究提供依据。原油中界面活性物质的界面性质是原油乳

3、状液稳定性的主要影响因素，前人对不同原油分离出的界面活性组分的界面性质做了大量的研究。不同的原油性质不同，所含胶质、沥青质的含量、组成及结构不同，其界面性质表现出各自的特点。笔者采用四组分分离方法，考察大庆原油各组分结构对界面性质的影响。1实验部分1．1主要仪器与试剂傅立叶变换红外光谱仪(fvr—IR)：NEXUS型，美国Nieolet公司；相对分子质量测定仪：K一7000型，德国Knauer率公司；元素分析仪：varioELIII型，德国Elementar公不溶物I司；沥青质界面张力仪：DCAT一21型，德国Dataphysic

4、s公司；A孽1203吸附分离l饱和分界面剪切粘弹性仪：SVR·S型，日本协和株式芳香分会社；苯一乙醇冲出物胶质纳米粒度及Zeta电位分析仪：Zetasizer—Nano图1四组分分离流程图—ZS型，英国马尔文仪器有限公司；原油样品：大庆油田，酸值0．05mgKOH／g；收稿日期：2009—03—30严方，等：大庆原油四组分分析及界面性质研究21将极性法冲出的各组分用旋转蒸发仪把大量溶剂蒸发，然后放人真空干燥箱在45℃下干燥至恒质组分I饱和分l芳香分l胶质l沥青质l总和含量／％f64．34I20．12I5．4710．31f90．24

5、量，计算各组分在原油中的含量。2．2红外分析1．2．2四组分组成分析图2为大庆原油及分离出的四组分红外光谱采用KBr压片，红外光谱法对四组分官能团进图。行鉴定。采用VPO(VaporPressureOsmometry)法，根据稀溶液的依数性原理，利用不挥发性溶质的存在使溶液蒸汽压相对降低的性质，用甲苯作溶剂，以相对分子质量测定仪测定各组分的数均相对分子质原量。采用元素分析仪(燃烧炉：950℃，还原炉：厂丫500~C，载气：He，02，裂解炉：1140℃，载气：N2／H2)原油测定各组分分子组成。1．2．3界面性质的测定原为了考察各

6、组分在原油中对油水张力、界面剪切黏度的贡献，将各组分用煤油稀释，使其在模拟油中质量浓度为其在原油中的实际含量的5％；由于原=—一胶质和沥青质在原油中含量很少，如果稀释的浓度～一太低则看不清对界面性质的影响，因此将二者模拟4000300020001000油质量浓度适当增大为1％和0．05％；另外配制质波数／cm—I量浓度为5％的原油模拟油作对比。测定30~C下，图2大庆原油及其四组分的IR光谱图各组分模拟油与模拟水之间的界面张力、界面剪切由图2可以看出，大庆原油红外光谱的主要吸黏度。收峰：2954、2922、2851cm为一CH3、

7、一C一、为了准确考察各组分在原油中对油滴表面Zeta>CH一的伸缩振动吸收峰；1463、1377em为电位的贡献，准确确定模拟油的用量非常必要。油滴浓度过大，带电粒子间的相互作用会影响粒子的CH，一、一CH：一的弯曲振动吸收峰。从指纹区可以电泳淌度测定值；油滴浓度过小，各组分问油滴表面看出，表示相邻一CH一个数的弯曲振动有720Zeta电位差距太小而分不开。因此在测定乳状液中am的波峰，表明原油中的相邻一cH一个数大于油滴表面Zeta电位时，乳状液的配制过程中，油水等于4。2728cm是醛的特征吸收峰；3030、I603比选为1：

8、100，所用模拟油质量分数均为1％。cm是芳烃的特征吸收峰，从芳烃取代类型看，在2结果与讨论890、675am之间有3个吸收峰，表明原油中芳烃2．1各组分含量1，3，5取代类型较多。表1为分离出的四组分在原油中的含量，可以饱和分的主要吸收峰：295