重质油组分分子结构与粘温性能的关系

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1、中图分类号：TQ015.9单位代码：10425学号：S12030541重质油组分分子结构与粘温性能的关系Therelationshipbetweenmolecularstructureofheavyoilcompositionandviscosity-temperatureproperty学科专业：化学工程与技术研究方向：石油与天然气加工作者姓名：马高红指导教师：张宏玉副教授二〇一五年五月Therelationshipbetweenmolecularstructureofheavyoilcompositionandviscosity-temperaturep

2、ropertyAThesisSubmittedfortheDegreeofMasterCandidate:MaGaohongSupervisors:Prof.ZhangHongyuCollegeofChemicalEngineeringChinaUniversityofPetroleum(EastChina)关于学位论文的独创性声明本人郑重声明：所呈交的论文是本人在指导教师指导下独立进行研究工作所取得的成果，论文中有关资料和数据是实事求是的。尽我所知，除文中己经加以标注和致谢外，本论文不包含其他人己经发表或撰写的研究成果，也不包含本人或他人为获得

3、中国石油大学一（华东）或其它教育机构的学位或学历证书而使用过的材料＾与我同工作的同志对研究所做的任何贡献均已在论文中作出了明确的说明。若有不实之处，本人愿意承担相关法律责任。—学位论文作者签名：方高紅日期：Ｖｂ年Ｓ月５曰／摘要目前，世界轻质原油的可供利用量正在减少，而重质原油在全球资源量中的比例呈逐年增加之势。重质油的高粘度、大型聚合体结构使其在开采和输送等方面受到制约，这直接影响了重质油输送的成本和效益。因此，有必要找出影响重油粘度的重要因素。重质油的分子结构是极其复杂的，且重油分子结构对其物理化学性质有着重大的影响，为预测重油的理

4、化性质和化学反应特性，需要对重油分子结构进行具体且详尽的分析。然而，重油是由相对分子质量较大、结构复杂的化合物所组成的混合物，对于这样的物质，难以用一个准确的化合物来表示，可以考虑用CnHm的平均分子式来表示。在本课题中，对六种重质原油的性质进行分析，对每个油样进行六组分的分析。根据每一个组分的分子量、元素分析、核磁共振等数据，根据改进的B-L法，计算出原油各组分的结构参数，解析出其可能的分子结构。由于每一个组分可能有多个平均分子结构，采用分子力学的方法，找出能量最低、结构最稳定的结构作为最后确定的结构，其中，组分越重，分子结构越复杂，而重胶质的结构甚至比单

5、元沥青质的单元片层的结构更为复杂。对各组分进行动力学计算，结果表明，组分越重，密度及粘度的值也随之增加。各组分的分子结构建立之后，按照重油真实的比例，建立了不同重油的周期型结构模型。计算不同温度下的粘度，并与实验值作对比。计算得到的粘度比实验值偏大，可能是系统误差偏大以及粘度计算方法上仍存在不足之处，但是趋势和实验结果是一致的。影响重油粘度的因素有很多，且影响程度不一样，本课题中，采用灰熵分析的方法，得出这样的结果，原油组成对其粘度的影响程度的顺序依次为：胶质≈沥青质>Ni>N≈芳香分>S>V>Fe。因此，研究胶质、沥青质的分子结构的特征对重油的开采、加工及

6、运输有重要的意义。关键词：重油，结构解析，平均分子结构，分子力学，分子动力学计算，粘度iTherelationshipbetweenmolecularstructureofHeavyoilcompositionandviscosity-temperaturepropertyMaGaohong（CollegeofChemicalEngineering）DirectedbyProf.ZhangHongyuAbstractCurrentlyavailableutilizationoflightcrudeoilintheworldisdeclining,whilet

7、heproportionofheavycrudeoilintheglobalresourcesofthetrendisincreasingyearbyyear.However,thehighviscosityandlargepolymericstructureofheavyoilmakeitdifficulttomineandtransport,whichdirectlyaffectsthecostsandbenefitsofheavyoildelivery.Therefore,itisnecessarytoidentifyimportantfactorst

8、hataffectcrudeoilviscosity