離子液體對(duì)瀝青質(zhì)分散作用的研究

宋景楊，馬海程

（東北石油大學(xué) 提高采收率教育部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，黑龍江大慶 163318）

離子液體對(duì)瀝青質(zhì)分散作用的研究

宋景楊，馬海程

（東北石油大學(xué) 提高采收率教育部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，黑龍江大慶 163318）

因?yàn)闉r青質(zhì)沉積在石油生產(chǎn)中可導(dǎo)致管線和水庫全部或部分阻塞、改變潤濕性和引起設(shè)備損壞（黏住導(dǎo)管和水庫的壁）。離子液體用于處理原油以減少瀝青質(zhì)在原油中所占的量。研究瀝青質(zhì)的特性和離子液體對(duì)瀝青質(zhì)分散的影響。

離子液體；瀝青質(zhì)；分散作用

之前范宏福，李忠寶和梁濤[1-6]已經(jīng)做過在中國使用離子液體改質(zhì)稠油實(shí)驗(yàn)的研究。研究集中在如何在瀝青送入煉油工藝設(shè)備之前解決瀝青在原油中的含量。有三種方法來解決原油中的沉淀，瀝青質(zhì)去除、瀝青質(zhì)穩(wěn)定和瀝青質(zhì)裂解。研究的目的有研究瀝青的特性和物性。研究在三種不同離子液體存在下瀝青的分散及降低原油中的瀝青的含量。

1 實(shí)驗(yàn)部分

1）實(shí)驗(yàn)一：瀝青質(zhì)（正庚烷不溶物）在原油中的測定

實(shí)驗(yàn)用化學(xué)原料：原油（Ratawi）；2.正庚烷99.0 minimum mol%（純級(jí)）。

設(shè)備和材料：

250ml的容量的，適合于一個(gè)阿林式回流冷凝器的三角燒瓶，每一個(gè)都配一個(gè)25分之35球窩接頭古氏坩堝，除外底面的內(nèi)外面都是釉面。近似尺寸應(yīng)為頂部直徑44mm逐漸變細(xì)至底部36mm，深度28mm。過濾管，40至42ml的內(nèi)徑。加入正庚烷再配給100ml溶劑。

①將錐形瓶中的磁力攪拌器加熱板并在回流冷凝器固定為15～20min。

②放置在烘箱中，坩堝在107℃下保持15min，使其在干燥器中冷卻。

③稱古氏坩堝到最接近的0.1mg。

④設(shè)置過濾坩堝加過濾墊在吸濾瓶中，用5mL正庚烷預(yù)濕。

⑤讓錐形瓶在熱板上冷卻至38℃至49℃。

⑥在溫和真空的環(huán)境下將其成分進(jìn)行過濾。

2）實(shí)驗(yàn)二：原油和離子液體的混合過程

試劑和材料：原油（Ratawi）、Bmim、OcS04、Bmim、Otf HmimNtf。

設(shè)備：10mL注射器、用作注射器的頂蓋的橡膠管。

裝置：恒溫水槽、渦流管、離心機(jī)。

工序：

①加2mL離子液體在注射器的底部并添加2mL在原油頂部。用塞子封閉注射器的頂部并用橡膠塞確保封閉。對(duì)另外兩份離子液體重復(fù)上述工作。

②將3只包含BMIM COSO4、BMIM OTF和BMIM NTF的注射器與原油放入70℃的水中10分鐘。

③將注射器放入渦流器中與原油和離子液體用2 500r/min的速度進(jìn)行混合，混合30s。另外兩個(gè)注射器重復(fù)上述工作。

④將注射器放入70℃的水中10min。

2 結(jié)果與討論

1）測定樣品（處理的）原油中的瀝青質(zhì)（庚烷不溶物）

在被70℃和90℃的離子液體處理后，原油中的瀝青質(zhì)的含量被確定。從80℃萃取的瀝青質(zhì)不能確定，因?yàn)閮蓚€(gè)樣品不能分離。這是因?yàn)樵诜蛛x過程中使用了不同的管。在70℃時(shí)經(jīng)過離子液體處理的原油中瀝青質(zhì)的含量較初始的三種離子液體中的含量上升了。70℃不是一個(gè)混合離子液體和原油的非常適合的溫度，因?yàn)橛幸恍╇x子液體還沒有從原油中徹底分離出來。

在90℃下瀝青質(zhì)的量小于在70℃下瀝青質(zhì)的量。BMIM OTF給出了最低的瀝青質(zhì)含量，5.77%，和初始的（未處理的）6.687%相比少了很多。因此BMIM OTF達(dá)到了在原油中減少瀝青質(zhì)含量的目的。

2）原油和離子液體的混合過程

從上面的結(jié)果可以清楚地看出，在90℃時(shí)使用離心機(jī)可以使離子液體和原油實(shí)現(xiàn)最好的分離。因此，為了分離混合物需要研究另外一種方法。盡管如此，還是提取HMIM NTF的混合物，得到其中瀝青質(zhì)的含量來分析HMIM NTF對(duì)瀝青質(zhì)分離的影響。在想要分離瀝青質(zhì)的原油中混入理想的離子液體后，它會(huì)給出設(shè)計(jì)最理想的分離方法的提示。

3）元素分析

碳是結(jié)合在一起的彼此形成一個(gè)環(huán)，這表明瀝青質(zhì)含有芳香族化合物。瀝青質(zhì)是一種高極性分子，而離子液體也是極性分子，從而導(dǎo)致離子液體可能會(huì)和瀝青質(zhì)結(jié)構(gòu)聯(lián)系產(chǎn)生很多分支，這樣會(huì)導(dǎo)致瀝青質(zhì)中更多的硫去處理離子液體。

3 結(jié)論

1）原油越多，從原油中提取的瀝青質(zhì)的含量就越多。

2）原油和離子液體最佳的混合溫度是90℃。最容易將原油中的瀝青質(zhì)分離出來的離子液體是1-丁基-3-甲基咪唑鎓三氟甲磺酸鹽（商用離子液體）-BMIM OTF。

[1]張堅(jiān)強(qiáng).離子液體強(qiáng)化溶劑萃取油砂瀝青工藝優(yōu)化及機(jī)理研究[D].天津大學(xué)，2014.

[2]樊澤霞，王騰飛，何玉海.離子液體對(duì)稠油的改質(zhì)降黏作用影響因素研究[J].燃料化學(xué)學(xué)報(bào)，2009，（06）：690-693.

Ionic Liquid Dispersion of Asphaltene

Song Jing-yang，Ma Hai-cheng

Because of asphaltene deposition can lead to pipeline in oil production and reservoir wettability of all or part of the obstruction.Instability of bitumen in oil production，processing cause a lot of problems.liquids used in processing crude oil to reduce the amount of asphaltenes in the crude oil.

ionic liquids；The asphalt；Dispersion effect

TQ202

A

1003–6490（2016）04–0146–01

2016–04–21

東北石油大學(xué)研究生培養(yǎng)創(chuàng)新基地創(chuàng)新科研項(xiàng)目（YJSJD2015–004NEPU）資助。

宋景楊（1992—），男，黑龍江雙城人，碩士在讀，主要研究方向?yàn)閺氖掠蜌馓镩_發(fā)研究。