Luận án Nghiên cứu tổng hợp phụ gia giảm nhiệt độ đông đặc, ứng dụng trong khai thác và vận chuyển dầu thô

Tên luận án:

NGHIÊN CỨU TỔNG HỢP PHỤ GIA GIẢM NHIỆT ĐỘ ĐÔNG ĐẶC, ỨNG DỤNG TRONG KHAI THÁC VÀ VẬN CHUYỂN DẦU THÔ

Ngành:

Kỹ thuật Hóa học

Tóm tắt nội dung tài liệu:

Luận án này tập trung giải quyết vấn đề nghiêm trọng trong khai thác và vận chuyển dầu thô chứa nhiều n-parafin rắn, vốn dễ bị kết tinh ở nhiệt độ thường, gây lắng đọng sáp parafinic, giảm tốc độ dòng chảy và tắc nghẽn đường ống. Trong các phương án hạn chế, sử dụng phụ gia hạ điểm đông đặc (PPD) được đánh giá là hiệu quả và kinh tế. Tuy nhiên, việc nghiên cứu lựa chọn copolyme từ tổ hợp các monome khác nhau chưa được chú ý nhiều.

Đề tài nghiên cứu tổng hợp phụ gia giảm nhiệt độ đông đặc, đặc biệt cho dầu thô mỏ Diamond tại Việt Nam, có điểm đông đặc cao (+36°C). Mục tiêu chính là tổng hợp các copolyme từ ba monome: behenyl acrylat, stearyl metacrylat và vinyl axetat; tối ưu hóa điều kiện tổng hợp, xác định cấu trúc và phương thức tác dụng của chúng. Đồng thời, chế tạo hệ phụ gia hạ điểm đông đặc có hiệu năng cao từ copolyme tổng hợp kết hợp với dung môi và chất hoạt động bề mặt, sau đó khảo sát các điều kiện ứng dụng.

Luận án đã tổng hợp thành công copolyme OP 01 với khối lượng phân tử hợp lý và độ đa phân tán thấp (1-2), không bị tinh thể hóa khi chuyển pha từ lỏng sang rắn, cho hiệu quả sử dụng tốt. Các điều kiện tổng hợp tối ưu được xác định bao gồm nhiệt độ 80°C, nồng độ chất khơi mào AIBN 0,4%, tốc độ khuấy trộn 300 vòng/phút và thời gian đồng trùng hợp 240 phút. Dưới các điều kiện này, copolyme OP 01 đạt hiệu suất, khối lượng phân tử trung bình khối, chỉ số đa phân tán và hiệu quả giảm nhiệt độ đông đặc tốt nhất.

Hệ phụ gia BK 0102 được chế tạo với thành phần tối ưu gồm 45% dung môi Solvent 100, 30% copolyme OP 01 và 25% chất hoạt động bề mặt etoxylat NP 4. Với nồng độ sử dụng 1500 ppm, hệ phụ gia này đã giảm điểm đông đặc của dầu thô Diamond từ 36°C xuống 21°C, vượt trội so với các phụ gia thương mại hiện hành (chỉ giảm xuống 27°C ở cùng nồng độ). Hệ phụ gia BK 0102 còn cải thiện đáng kể các đặc tính cơ lý của dầu thô Diamond, bao gồm giảm độ nhớt động lực, ứng suất trượt và hạn chế tốc độ lắng đọng sáp parafinic trong quá trình tồn chứa và vận chuyển. Những kết quả này đóng góp vào cơ sở lý thuyết đồng trùng hợp nhiều cấu tử và mang ý nghĩa thực tiễn cao trong việc tối ưu hóa khai thác, vận chuyển dầu thô, giảm phụ thuộc vào hóa phẩm nhập ngoại.

Mục lục chi tiết:

A. GIỚI THIỆU LUẬN ÁN

• 1.Lý do chọn đề tài
• 2. Mục tiêu, đối tượng và phạm vi nghiên cứu
  • Mục tiêu:
  • Đối tượng và phạm vi nghiên cứu:
• 3. Phương pháp nghiên cứu
• 4. Các đóng góp mới của luận án
• 5. Ý nghĩa khoa học và thực tiễn của luận án
  • 5.1. Ý nghĩa khoa học
  • 5.2. Ý nghĩa thực tiễn
• 6. Bố cục của luận án
  • Chương I: Tổng quan lý thuyết
  • Chương II: Thực nghiệm và các phương pháp nghiên cứu
  • Chương III: Kết quả và thảo luận
  • Kết luận và Những điểm mới của luận án

B. NỘI DUNG LUẬN ÁN

• Chương I. TỔNG QUAN LÝ THUYẾT
  • 1.1. NHỮNG BẤT LỢI CỦA DẦU THÔ CHỨA NHIỀU PARAFINIC
  • 1.2. TỔNG QUAN VỀ PHỤ GIA POLYME CÓ KHẢ NĂNG HẠ NHIỆT ĐỘ ĐÔNG ĐẶC CỦA DẦU THÔ
  • 1.3. TÌNH HÌNH NGHIÊN CỨU TRÊN THẾ GIỚI VÀ VIỆT NAM VỀ PHỤ GIA HẠ NHIỆT ĐỘ ĐÔNG ĐẶC CHO DẦU THÔ
    • ĐỊNH HƯỚNG NGHIÊN CỨU CỦA LUẬN ÁN
• Chương II. THỰC NGHIỆM VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU
  • 2.1. HÓA CHẤT VÀ NGUYÊN LIỆU SỬ DỤNG TRONG LUẬN ÁN
  • 2.2. TỔNG HỢP CÁC VẬT LIỆU POLYME
    • 2.2.1. Tổng hợp polyme số 1 - OP 01B
    • 2.2.2. Tổng hợp polyme số 2 – OP 01S
    • 2.2.3. Tổng hợp polyme số 3 – OP 01V
    • 2.2.4. Tổng hợp polyme số 4 – OP 01
    • 2.2.5. Khảo sát quá các yếu tố ảnh hưởng tới quá trình tổng hợp polyme OP 01
    • 2.2.6. Tính hiệu suất tạo polyme hỗn hợp
  • 2.3. CHẾ TẠO HỆ PHỤ GIA GIẢM NHIỆT ĐỘ ĐÔNG ĐẶC CHO DẦU THÔ TRÊN CƠ SỞ CÁC HỖN HỢP POLYME ĐÃ TỔNG HỢP
    • 2.3.1. Công thức chế tạo hệ phụ gia
    • 2.3.2. Quy trình ứng dụng hệ phụ gia
  • 2.4. CÁC PHƯƠNG PHÁP HÓA LÝ SỬ DỤNG ĐỂ XÁC ĐỊNH CẤU TRÚC VÀ TÍNH CHẤT POLYME
• Chương III. KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN
  • 3.1. TỔNG HỢP CÁC LOẠI VẬT LIỆU POLYME HẤP PHỤ DẦU
    • 3.1.1. Tổng hợp và xác định một số đặc tính của polyme số 1 (OP 01B)
    • 3.1.2. Tổng hợp và đặc trưng polyme số 2 (OP 01S)
    • 3.1.3. Tổng hợp và đặc trưng polyme số 3 (OP 01V)
    • 3.1.4. Tổng hợp và đặc trưng polyme số 4 (polyme OP 01)
  • 3.2. KHẢO SÁT QUÁ TRÌNH TỔNG HỢP COPOLYME OP 01
    • 3.2.1. Ảnh hưởng của nhiệt độ
    • 3.2.2. Ảnh hưởng của nồng độ chất khơi mào
    • 3.2.3. Ảnh hưởng của tốc độ khuấy trộn
    • 3.2.4. Ảnh hưởng của thời gian phản ứng đồng trùng hợp
  • 3.3. NGHIÊN CỨU CHẾ TẠO HỆ PHỤ GIA TRÊN CƠ SỞ COPOLYME TỔNG HỢP
    • 3.3.1. Khảo sát hiệu quả giảm nhiệt độ đông đặc của từng thành phần sử dụng để chế tạo hệ phụ gia
    • 3.3.2. Chế tạo và khảo sát sự giảm nhiệt độ đông đặc của hệ phụ gia
      • a. Chế tạo hệ phụ gia
      • b. Giải thích vai trò của từng thành phần trong phụ gia
      • c. So sánh hiệu quả sử dụng của các hệ phụ gia khác nhau, được pha chế từ các polyme tổng hợp
  • 3.4. KẾT QUẢ ỨNG DỤNG HỆ PHỤ GIA BK 0102 TRONG VIỆC GIẢM NHIỆT ĐỘ ĐÔNG ĐẶC CHO DẦU THÔ DIAMOND
    • 3.4.1. Ảnh hưởng của nồng độ phụ gia đến nhiệt độ đông đặc dầu thô Diamond
    • 3.4.2. Ảnh hưởng của nồng độ phụ gia đến độ nhớt dầu thô Diamond
    • 3.4.3. Ảnh hưởng của nồng độ phụ gia đến ứng suất trượt dầu thô Diamond
    • 3.4.4. Ảnh hưởng của nồng độ phụ gia đến lắng đọng sáp của dầu thô Diamond

KẾT LUẬN