论文总字数：26425字

摘 要

近年来由于原油日益加剧的重质化和劣质化，原油中金属的存在极大影响了原油加工的品质，尤以金属钙的危害性极大，因此从原油中脱除钙的研究得到了越来越广泛的重视。

本论文以探索新型环保聚醚类原油脱钙剂为目的，在综合参考和研究国内外最新脱除剂相关文献的基础上，成功制备出了一种天门冬氨酸封端无磷聚醚类脱除剂-烯丙醇聚氧乙烯醚/马来酸酐共聚物脱除剂。文中通过红外、核磁表征验证了APEAA/MA制备成功，并对APEAA/MA的脱钙性能进行了系统的测试。

首先，以天门冬氨酸（L-AA）对烯丙醇聚氧乙烯醚(APEG)进行羧基封端，制备了烯丙醇聚氧乙烯醚天门冬氨酯(APEAA)，随后以APEAA和马来酸酐(MA)共聚制备了无磷聚醚封端脱除剂APEAA/MA。通过红外光谱(FT-IR)与核磁共振氢谱(1H-NMR)分析表明，聚醚大单体APEG通过酯化反应成功在末端枝接了天门冬氨酸分子，APEAA/MA共聚完全。

然后，利用电脱盐装置对鲁宁原油进行了金属钙的脱除实验，考察不同条件对金属脱除剂APEAA/MA脱除效果的影响。结果表明：在APEAA与MA摩尔比2：1的合成条件下，原油脱钙剂加入量为剂钙比5:1，一次、二次电脱盐温度分别为135℃和130℃，保温静置反应时间为20分钟，弱电场强度为400V/cm，电脱盐时间15分钟，强电场强度1000V/cm，电脱盐时间15分钟，最终的原油脱钙剂APEAA/MA对原油中钙的脱除率可以达到78.1%。

关键词：聚醚共聚物；脱钙剂；电脱盐；脱除率

Abstract

In recent years, due to the heavy and inferior of crude oil becoming more and more severe, the high levels of metals which present in crude oil greatly affect the quality of the crude oil processing, especially calcium metal, and therefore more and more attentions were paid to research on the removal of calcium from crude oil.

The main aim of this work was to research a novel environmentally friendly polyether-based crude demetallization agent according to the papers of demetallization agent both in domestic and overseas studies. A polyether-based copolymer of maleic anhydride/allylpolyethoxy aspartic acid (APEAA/MA) was prepared as a multi-carboxyl phosphorous free polyether-based demetallization agent. The synthesized copolymer was characterized by FT-IR and ¹H-NMR. And the ability of demetallization of APEAA/MA was studied in detail.

The copolymer of APEAA/MA was synthesized from allylpolyethoxy aspartic acid and maleic anhydride through free radical solution copolymerization. The copolymer was then characterized by fourier-transform infrared (FT-IR) and further conformed by ¹H-NMR, which reveal that APEAA has been synthesized successfully and the free radical polymerization between APEAA and MA has happened.

The effect of APEAA/MA on removing of calcium from LuNing crude oil was studied through electric desalting device under different conditions. Based on the results, we have found that the best demetallization condition was (molar ratio of APEAA/MA=2:1, dosage:5:1, temperature of electric desalting reaction:135℃ and 130℃, insulation time: 20min, reaction time on high voltage condition:30min). In this condition, the product could remove calcium for 78.1%.

Keywords: Polyether copolymer; Demetallization agent; Electric desalting; Removal rate

目 录

摘 要 I

Abstract II

目 录 III

第一章 绪论 1

1.1引言 1

1.2原油中钙的存在状态 1

1.3原油中的钙对石油加工的危害 2

1.3.1催化剂中毒失活 2

1.3.2常减压装置塔顶冷凝系统的腐蚀 3

1.3.3其他危害 3

1.4原油中钙的脱除方法的研究及其优劣 3

1.4.1 加氢催化脱钙 3

1.4.2 过滤脱钙法 3

1.4.3 膜分离脱钙法 4

1.4.4 生物脱钙法 4

1.4.5 过氧化氢脱钙法 4

1.4.6 树脂脱钙法 4

1.4.7 二氧化碳脱钙法 4

1.4.8 螯合脱钙法 4

第二章 高效环保聚醚类原油脱钙剂APEAA/MA的制备与表征 6

2.1 引言 6

2.2 实验部分 6

2.2.1 实验试剂及仪器 6

2.2.2 聚醚大单体APEAA的合成 7

2.2.3 不同单体配比APEAA/MA的制备 7

2.2.4 表征方法 8

2.3 结果讨论 9

2.3.1 红外光谱（FT-IR） 9

2.3.2 核磁共振（1H-NMR） 12

2.3.3 溴值分析 13

2.4 小结 14

第三章 原油脱钙剂APEAA/MA在原油中脱钙性能的研究 15

3.1 引言 15

3.2 原油中金属钙含量的测定方法 15

3.2.1 主要试剂与仪器 15

3.2.2样品的预处理 16

3.2.3 原油中金属钙含量的测定 16

3.3 原油脱钙剂APEAA/MA的评选以及测试方法 16

3.3.1 原油的基本性质 16

3.3.2 主要仪器及设备 16

3.3.3 原油脱钙剂APEAA/MA脱钙性能的评选及测试方法 16

3.4 结果与讨论 17

3.4.1 不同摩尔配比 17

3.4.2 不同加入量 17

3.4.3 不同反应温度 18

3.4.4 不同反应时间 19

3.5 小结 20

第四章 结论与展望 21

4.1 结论 21

4.2 展望 21

致 谢 23

参考文献 24

第一章 绪论

1.1引言

最近几年来国际上原油的价格不断的增长，对常规原油资源的过度消耗利用和开采以及石油需求量不断增加等问题在全世界范围内都引起了广泛的关注。世界经济的不断增长使得人们对石油的需求量也在不断地增加，这导致常规的原油资源已经不足以支撑迅猛增加的石油需求，具有集中分布以及储量巨大等特点的非常规原油已在世界石油市场上凸显其地位。

世界石油理论上来说，最终的可采储量十分巨大，余下的石油资源大概还有原来总量的三分之二。依赖剩余下的石油资源，新世纪世界石油工业得以继续保持不断发展。由于石油收率的不断提高以及新油田不断的被发现，目前地球上的石油资源还是非常丰富可观的^[1]。

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