【正文】 .................................... 13 合成方法 ............................................................................................ 13 正交實(shí)驗(yàn)因素及水平的選擇 ............................................................ 13 試驗(yàn)安排 ............................................................................................ 14 西安石油大學(xué) 本科 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） II 合成產(chǎn)品的紅外光譜分析 .......................................................................... 14 第三章 結(jié)果與討 論 .................................................................................................. 16 制備的混合酯的單體紅外光譜圖譜分析 ................................................... 16 二元降凝劑降凝效果評價(jià) ........................................................................... 17 三元聚合物正交結(jié) 果與分析 ....................................................................... 17 單體配比的影響 ................................................................................ 19 優(yōu)化工藝條件 .................................................................................... 19 聚合物的結(jié)構(gòu)表征 ............................................................................ 19 本文合成降凝劑降凝機(jī)理 .......................................................................... 20 本文合成降凝劑的對比評價(jià) ...................................................................... 20 第四章 結(jié) 論 .......................................................................................................... 21 參考文獻(xiàn) ...................................................................................................................... 22 致謝 .............................................................................................................................. 24 西安石油大學(xué) 本科 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 1 第一章 緒 論 降凝劑簡 述 能夠使油品的凝點(diǎn)或者冷濾點(diǎn)降低的物質(zhì)就是降凝劑 (Pour Point Depressant,PPD)，也 稱為 低溫流動(dòng)改進(jìn)劑。當(dāng) 油品在低溫儲(chǔ)存、輸送、使用以及作為車用燃料時(shí)，為保持油品的流動(dòng)性能，使油品發(fā)揮有效作用而添加的一種油品添加劑。把應(yīng)用到柴油上的降凝劑叫做柴油降凝劑。降凝劑是改善油品低溫性能最經(jīng)濟(jì)最方便的有效方法。 評價(jià)柴油降凝劑效果的幾個(gè)指標(biāo) 傾點(diǎn) (Pour Point， PP)是在規(guī)定條件下被冷卻了的油樣開始連續(xù)流動(dòng)的最低溫度。西方國家普遍使用傾點(diǎn)作為評價(jià)原油和石油產(chǎn)品低溫流動(dòng)性的指標(biāo)。對于含蠟量大于 10%的原油，在傾點(diǎn)溫度下約有 2%質(zhì)量的蠟析出 ［ 1］ 。李鴻英等 ［ 2］ 報(bào)道了在傾點(diǎn)溫度下，結(jié)晶的蠟量約占原油總量的 1%。在我國利用石油天然氣行業(yè)標(biāo)準(zhǔn) SY 751692《改性原油傾點(diǎn)測定 熔化法》，或者利用既適應(yīng)原油又適應(yīng)石油產(chǎn)品的國家標(biāo)準(zhǔn) GB/T353520xx《石油產(chǎn)品傾點(diǎn)測定法》進(jìn)行傾點(diǎn)測定。 析蠟點(diǎn) (Wax Precipitation Point)又叫蠟現(xiàn)溫度 (Wax Appearance Temperature, WAT )、結(jié)晶點(diǎn)，是蠟晶剛開始從原油液態(tài)體系析出時(shí)的溫度，即試樣 DSC 曲線開始偏離基線形成放熱峰時(shí)對應(yīng)的起始溫度，以 Tc 表示，與溶蠟點(diǎn)相對應(yīng)。我國析蠟點(diǎn)具體測試標(biāo)準(zhǔn)見石油天然氣行業(yè)標(biāo)準(zhǔn) SY/T 05451995《原油析蠟熱特性參數(shù)的測定差示掃描量熱法》， SY/T 052293《原油析蠟點(diǎn)測定旋轉(zhuǎn)粘度計(jì)法》，或者 SY/T 052193《原油析蠟點(diǎn)測定顯微觀察法》。 熔 蠟點(diǎn) (Dissolved Wax Point)是油樣在升溫過程中，蠟全部 熔化 的最低溫度。但 熔 蠟點(diǎn)一直未像析蠟點(diǎn)那樣受人重視。一般原油的 熔 蠟點(diǎn)比析蠟點(diǎn)高 10–18℃ ,主要是因?yàn)橛蜆釉诮禍匚鱿灂r(shí)，需要一定的能量才能聚集成核，形成蠟晶顆粒，當(dāng)蠟晶析出后，再將原油加熱至析蠟點(diǎn)，一般還會(huì)有一部分蠟晶殘存，這部分蠟晶需要在更高溫度下才能完全 熔化 。大量實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)表明，對油樣進(jìn)行熱處理或加降凝劑改善其低溫流動(dòng)性，要得到好的處理效果，就必須將原油加熱至 熔 蠟點(diǎn)以上，因而用 熔 蠟點(diǎn)確定所需的最低加熱處理溫度比析蠟點(diǎn)更合理?，F(xiàn)在國內(nèi)外還沒有 熔 蠟點(diǎn)的標(biāo)準(zhǔn)測定方法。吳迪等 [3]用旋轉(zhuǎn)粘度計(jì)法測定了原油的 熔 蠟點(diǎn)。 濁點(diǎn) (Cloud Point, CP)是在規(guī)定試驗(yàn)條件下，清澈、潔凈的液體石油產(chǎn)品，由于出現(xiàn)蠟結(jié)晶而呈霧狀或渾濁時(shí)的溫度，也就是當(dāng)溫度降到一定程度時(shí)，肉眼西安石油大學(xué) 本科 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 2 可以看到在柴油中有顆粒狀或線狀的渾濁物，此時(shí)的溫度即是該柴油的濁點(diǎn)。在實(shí)驗(yàn)時(shí)，將裝有柴油的試管放入冷阱中 ，在靠近濁點(diǎn)的溫度處，每隔 1℃ 觀察一次，直至觀察到濁點(diǎn)。平行實(shí)驗(yàn)做三組，相對誤差不超過 1℃ ?？梢岳脟覙?biāo)準(zhǔn) GB6986I 986《石油濁點(diǎn)測定法》進(jìn)行濁點(diǎn)測定。 凝點(diǎn) (Solidifying Point, SP)是柴油在低溫下完全失去流動(dòng)性時(shí)的溫度。 據(jù)國標(biāo) (GB25287)，輕柴油規(guī)格按凝點(diǎn)分為 0、 35 和 50 六個(gè)牌號(hào)。Claudy 等 [4]認(rèn)為柴油在凝點(diǎn)時(shí)結(jié)晶的蠟的百分含量為 1%。李鴻英等 [2]通過對 15種含蠟原油凝點(diǎn)溫度下的析蠟量測試得到，在凝點(diǎn)溫度下，結(jié)晶的蠟量約占原油總 量的 2%。我國主要采用凝點(diǎn)作為原油和石油產(chǎn)品的低溫流動(dòng)性的評價(jià)指標(biāo)。凝點(diǎn)的測定是按照標(biāo)準(zhǔn)所規(guī)定冷卻條件，先將被測油樣加熱到 50℃ ，然后把裝有柴油的試管放入冷阱中，在靠近凝點(diǎn)的溫度處，每隔 1℃ 將試管傾斜 45℃ ，保持 1 min，若液面沒有變化，則此溫度就是油品的凝點(diǎn) 。若液面有變化，則繼續(xù)降溫，直至測到凝點(diǎn)。平行做三組實(shí)驗(yàn)，相對誤差不超過 1℃ 。原油凝點(diǎn)按照石油天然氣行業(yè)標(biāo)準(zhǔn) SY/T 054194《原油凝點(diǎn)測定法》 測定 ，石油產(chǎn)品的凝點(diǎn)按照國家標(biāo)準(zhǔn) GB/T 510 ((石油產(chǎn)品凝點(diǎn)測定法 ) 測定 。但用戶在選用柴油牌 號(hào)時(shí)實(shí)際考慮的是冷濾點(diǎn)。 凝點(diǎn)和傾點(diǎn)都是以液面 “動(dòng)與不動(dòng) ”作為依據(jù)來測量，在測量結(jié)果上有一定 的相關(guān)性，只是定義和測量的手段有所不同 [5]。 冷濾點(diǎn) (Cold Filter Plugging Point, CFPP)是指在規(guī)定條件下，試油通過過濾器每分鐘不足 20ml 時(shí)的最高溫度 (即柴油使用的最低環(huán)境溫度 )。雖然我國規(guī)定輕柴油的牌號(hào)是按柴油的凝點(diǎn)來劃分的，但大量應(yīng)用試驗(yàn)證明，柴油不能用傾點(diǎn)和凝點(diǎn)來判斷其最低使用溫度。這是由于柴油中的蠟在高于柴油實(shí)際凝點(diǎn)時(shí)就會(huì)析出大量結(jié)晶，從而堵塞柴油機(jī)的濾網(wǎng)使柴油機(jī)無法正常工 作。例如 :輕柴油的冷濾點(diǎn)為 8℃ , 0輕柴油的冷濾點(diǎn)為 4℃ ， 10輕柴油的冷濾點(diǎn)為 5℃ ， 20輕柴油的冷濾點(diǎn)為 14℃ 。?？松净诖罅繎?yīng)用行車試驗(yàn)，提出了冷過濾點(diǎn)試驗(yàn)方法即冷濾點(diǎn)方法。因此，柴油的冷濾點(diǎn)才是柴油作為燃料油在低溫下實(shí)際操作界限溫度。 柴油冷濾點(diǎn)的測定依據(jù)石油天然氣行業(yè)標(biāo)準(zhǔn) SH/T 024892《餾分燃料冷濾點(diǎn)測定法》進(jìn)行 的 。即將試油加熱到 熔 蠟點(diǎn)以上，按規(guī)定條件冷卻試油，并在約1961 Pa 壓力下抽吸，使試油通過一個(gè) 363 目 的 過濾器。當(dāng)試油冷卻到一定溫度，以 1℃ 的間隔降溫，如果一分鐘時(shí) 間里油品不能通過 20 ml，此時(shí)的溫度就是該油品的冷濾點(diǎn)。平行實(shí)驗(yàn)做兩組，數(shù)據(jù)誤差不超過 1℃ 。 以上幾個(gè)指標(biāo)的關(guān)系大致如下 ： 隨著柴油溫度的降低，溶解在柴油中的蠟慢 慢析出，此時(shí)的溫度為析蠟點(diǎn)；溫度再降低，清澈透明的柴油開始變渾濁，此時(shí) 即為濁點(diǎn)；油溫繼續(xù)下降，蠟晶慢慢長大， 1 分鐘內(nèi)不能通過 363 目濾網(wǎng)時(shí)的溫西安石油大學(xué) 本科 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 3 度為冷濾點(diǎn)；油溫再繼續(xù)下降，蠟晶長大到體形結(jié)構(gòu)，蠟晶的骨架結(jié)構(gòu)中包裹了液態(tài)油，使柴油失去了流動(dòng)性，此時(shí)的溫度即為凝固點(diǎn)。冷濾點(diǎn)一般比濁點(diǎn)低1℃ ，凝固點(diǎn)一般比冷濾點(diǎn)低 5℃ 。加入降凝劑一般不能改變濁點(diǎn)溫度，冷 濾點(diǎn)有可能下降，凝固點(diǎn)可大幅度下降。為了使柴油冷濾點(diǎn)有效地下降，必須使柴油中蠟晶分散得很細(xì)，且不易長大。 柴油低溫流動(dòng)改進(jìn)劑的應(yīng)用背景 眾所周知，柴油機(jī)用于壓燃式發(fā)動(dòng)機(jī)車 ［ 6］ 。它的優(yōu)點(diǎn)是采取了較高的壓縮比，熱功效率均較汽化器式發(fā)動(dòng)機(jī)高，因而耗油量少，降低了運(yùn)轉(zhuǎn)成本 ； 其次不同轉(zhuǎn)速的柴油機(jī)可以使用從輕柴油到重油的各種燃料、增加了燃料資源。此外，還具有耐用、清潔、高效、儲(chǔ)存安全、維持費(fèi)用低等優(yōu)點(diǎn) [7]。柴油汽車用于公路運(yùn)輸很具有吸 引 力，柴油機(jī)的 CO, NOX和 HC(烴類 )污染比相同性能的汽油低 95%，排放的 CO2 污染比汽油 機(jī)減少約 25%。 柴油機(jī)在世界各國的應(yīng)用 正 在增多，在發(fā)展中國家柴油機(jī) 主 要用于貨車，而許多發(fā)達(dá)國家乘用車也在使用柴油機(jī)。同時(shí)柴油需求的絕對量和相對量 (柴 /汽比 )都在增長。其中發(fā)展中國家的需求量增長速度較快。柴油機(jī)應(yīng)用的增多，導(dǎo)致柴油需求的絕對量和相對量 (柴 /汽比 )都在 增 長。 近年來，國內(nèi)柴油供應(yīng) 日趨 緊張。 20xx 年 國家 曾五次調(diào)高成品油的價(jià)格，仍有較大的供需缺口。根據(jù) 目前 國內(nèi)條件，我國將大力發(fā)展中型載重汽車，重型汽車全部采用柴油機(jī)。中型汽車柴油機(jī)和汽油車并用，側(cè)重于柴油機(jī)，同時(shí)發(fā)展一些農(nóng)用柴 油機(jī)車 [8]。 也使 我國柴油消費(fèi)量求大于供，不得不依賴進(jìn)口柴油。今后，柴油發(fā)動(dòng)機(jī)的增長速度將明顯高于汽油發(fā)動(dòng)機(jī)。在未來幾年內(nèi)國內(nèi)柴油的需求將大幅增加，供需矛盾 將 明顯加劇。此外， 隨著 石油能源的減少，使得煉油廠對原油 標(biāo)準(zhǔn) 的要求降低，導(dǎo)致煉制的柴油石蠟烴含量增多，柴油低溫流動(dòng)性變差，因此，柴油低溫 流動(dòng)改進(jìn)劑的研究顯得尤為必要。 柴油是中間餾分。一般餾程是 170390 ℃ 之間，含有 正 構(gòu)烷烴、烯烴和芳香烴，一般是由兩種或兩種以上的直餾或裂化組分調(diào)和而成 [9]。柴油的低溫性能主要與所含 正 構(gòu)烷烴有關(guān)， 正 構(gòu)烷烴越多，低溫流 動(dòng)性越差。通常含有 15～ 30%的 正 構(gòu)烷烴。當(dāng)柴油冷卻至濁點(diǎn)時(shí)，一些高碳 正 構(gòu)烷烴就以蠟品的形式析出。溫度進(jìn)一步的降低，有更多的蠟 晶 析出，相 互 聯(lián)結(jié)成網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，從而阻礙油品的流動(dòng)。而柴油機(jī)工作