离子液体对沥青质分散作用的研究

宋景杨，马海程

（东北石油大学 提高采收率教育部重点实验室，黑龙江大庆 163318）

离子液体对沥青质分散作用的研究

宋景杨，马海程

（东北石油大学 提高采收率教育部重点实验室，黑龙江大庆 163318）

因为沥青质沉积在石油生产中可导致管线和水库全部或部分阻塞、改变润湿性和引起设备损坏（黏住导管和水库的壁）。离子液体用于处理原油以减少沥青质在原油中所占的量。研究沥青质的特性和离子液体对沥青质分散的影响。

离子液体；沥青质；分散作用

之前范宏福，李忠宝和梁涛[1-6]已经做过在中国使用离子液体改质稠油实验的研究。研究集中在如何在沥青送入炼油工艺设备之前解决沥青在原油中的含量。有三种方法来解决原油中的沉淀，沥青质去除、沥青质稳定和沥青质裂解。研究的目的有研究沥青的特性和物性。研究在三种不同离子液体存在下沥青的分散及降低原油中的沥青的含量。

1 实验部分

1）实验一：沥青质（正庚烷不溶物）在原油中的测定

实验用化学原料：原油（Ratawi）；2.正庚烷99.0 minimum mol%（纯级）。

设备和材料：

250ml的容量的，适合于一个阿林式回流冷凝器的三角烧瓶，每一个都配一个25分之35球窝接头古氏坩埚，除外底面的内外面都是釉面。近似尺寸应为顶部直径44mm逐渐变细至底部36mm，深度28mm。过滤管，40至42ml的内径。加入正庚烷再配给100ml溶剂。

①将锥形瓶中的磁力搅拌器加热板并在回流冷凝器固定为15～20min。

②放置在烘箱中，坩埚在107℃下保持15min，使其在干燥器中冷却。

③称古氏坩埚到最接近的0.1mg。

④设置过滤坩埚加过滤垫在吸滤瓶中，用5mL正庚烷预湿。

⑤让锥形瓶在热板上冷却至38℃至49℃。

⑥在温和真空的环境下将其成分进行过滤。

2）实验二：原油和离子液体的混合过程

试剂和材料：原油（Ratawi）、Bmim、OcS04、Bmim、Otf HmimNtf。

设备：10mL注射器、用作注射器的顶盖的橡胶管。

装置：恒温水槽、涡流管、离心机。

工序：

①加2mL离子液体在注射器的底部并添加2mL在原油顶部。用塞子封闭注射器的顶部并用橡胶塞确保封闭。对另外两份离子液体重复上述工作。

②将3只包含BMIM COSO4、BMIM OTF和BMIM NTF的注射器与原油放入70℃的水中10分钟。

③将注射器放入涡流器中与原油和离子液体用2 500r/min的速度进行混合，混合30s。另外两个注射器重复上述工作。

④将注射器放入70℃的水中10min。

2 结果与讨论

1）测定样品（处理的）原油中的沥青质（庚烷不溶物）

在被70℃和90℃的离子液体处理后，原油中的沥青质的含量被确定。从80℃萃取的沥青质不能确定，因为两个样品不能分离。这是因为在分离过程中使用了不同的管。在70℃时经过离子液体处理的原油中沥青质的含量较初始的三种离子液体中的含量上升了。70℃不是一个混合离子液体和原油的非常适合的温度，因为有一些离子液体还没有从原油中彻底分离出来。

在90℃下沥青质的量小于在70℃下沥青质的量。BMIM OTF给出了最低的沥青质含量，5.77%，和初始的（未处理的）6.687%相比少了很多。因此BMIM OTF达到了在原油中减少沥青质含量的目的。

2）原油和离子液体的混合过程

从上面的结果可以清楚地看出，在90℃时使用离心机可以使离子液体和原油实现最好的分离。因此，为了分离混合物需要研究另外一种方法。尽管如此，还是提取HMIM NTF的混合物，得到其中沥青质的含量来分析HMIM NTF对沥青质分离的影响。在想要分离沥青质的原油中混入理想的离子液体后，它会给出设计最理想的分离方法的提示。

3）元素分析

碳是结合在一起的彼此形成一个环，这表明沥青质含有芳香族化合物。沥青质是一种高极性分子，而离子液体也是极性分子，从而导致离子液体可能会和沥青质结构联系产生很多分支，这样会导致沥青质中更多的硫去处理离子液体。

3 结论

1）原油越多，从原油中提取的沥青质的含量就越多。

2）原油和离子液体最佳的混合温度是90℃。最容易将原油中的沥青质分离出来的离子液体是1-丁基-3-甲基咪唑鎓三氟甲磺酸盐（商用离子液体）-BMIM OTF。

[1]张坚强.离子液体强化溶剂萃取油砂沥青工艺优化及机理研究[D].天津大学，2014.

[2]樊泽霞，王腾飞，何玉海.离子液体对稠油的改质降黏作用影响因素研究[J].燃料化学学报，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

东北石油大学研究生培养创新基地创新科研项目（YJSJD2015–004NEPU）资助。

宋景杨（1992—），男，黑龙江双城人，硕士在读，主要研究方向为从事油气田开发研究。