[發(fā)明專利]利用二維相關紅外光譜判斷含蠟油中降凝劑分子與石蠟分子間相互作用的方法

有效

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• 申請日: 2017-11-16
• 公開（公告）號: CN107976418B
• 公開（公告）日: 2018-12-28
• 發(fā)明（設計）人: 諸林;付雪;朱蠡慶
• 申請（專利權）人: 西南石油大學;重慶科技學院
• 主分類號: G01N21/3577
• 分類號: G01N21/3577
• 代理公司: 重慶蘊博君晟知識產(chǎn)權代理事務所(普通合伙) 50223
• 代理人: 田東陽

本發(fā)明公開了一種利用二維相關紅外光譜判斷含蠟油中降凝劑分子與石蠟分子間相互作用的方法，首先測定含蠟油的紅外光譜，選取特定光譜范圍的透光率用希爾伯特矩陣變換進行二維相關處理，然后加入降凝劑再次測定紅外光譜并進行二維相關處理，以含蠟油中石蠟濃度為外擾，結合二維紅外相關同步圖和異步圖，判斷譜圖中官能團的歸屬，根據(jù)加入降凝劑前后譜圖的變化，展示出降凝劑分子與含蠟油品中石蠟分子間官能團的相互作用和變化順序，闡釋降凝劑對石蠟結晶過程的影響。

技術領域

本發(fā)明涉及紅外光譜檢測技術領域，具體涉及一種利用二維相關紅外光譜判斷含蠟油中降凝劑分子與石蠟分子間相互作用的方法。

背景技術

環(huán)境溫度降低時，原油或含蠟油品中的石蠟會以片狀形式結晶析出，晶片間相互連接成網(wǎng)狀結構，嚴重影響含蠟油品的低溫流動性能。因此，要改善含蠟油品的低溫流動性，至關重要的是要延緩或破壞油品中石蠟的結晶形態(tài)。

在含蠟油品中添加降凝劑能使蠟晶直徑變小、分布更加均勻，是改善含蠟油品低溫流動性的重要途徑。降凝劑分子多為高分子共聚物或均聚物，聚丙烯酸酯類降凝劑因降凝效果顯著，近年來被廣泛關注。目前，普遍認為，聚丙烯酸酯類降凝劑的作用機理是丙烯酸酯中的長碳鏈與石蠟分子共結晶，改變蠟晶的生長形態(tài)，起到降凝的效果。張付生(張付生，王彪.原油的族組成對原油加降凝劑處理效果的影響.油田化學，1999,16(2)：171-174)采用紅外光譜技術通過對紅外吸收峰而積比值的變化證實了降凝劑分子與石蠟烷烴分子發(fā)生共晶這一機理。成核機理認為，降凝劑的降凝效果與油品中的蠟含量和膠質(zhì)瀝青質(zhì)等成核物質(zhì)含量有關，對一般含蠟原油和柴油/合成蠟油的蠟晶影響是不同的，還有待深入研究。吸附理論認為，降凝劑分子中的一些極性基團會吸附在石蠟分子表面上。為驗證含蠟油中石蠟分子和降凝劑分子間的作用機理，本發(fā)明擬通過二維紅外相關技術，研究聚丙烯酸酯類降凝劑分子與石蠟分子官能團間的相互作用，為降凝劑分子的設計和選擇提供一種方法。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明提供了一種利用二維相關紅外光譜判斷含蠟油中降凝劑分子與石蠟分子相互作用的方法，通過該方法能夠清晰地展示出含蠟油品中降凝劑分子與石蠟分子間官能團的相互作用，闡釋降凝劑與石蠟分子間的作用機理。

本發(fā)明采取的技術方案如下：

1.利用二維相關紅外光譜判斷含蠟油中降凝劑分子與石蠟分子間相互作用的方法，包括如下步驟：

(1)取不同濃度的一組含蠟油，并以含蠟油中石蠟濃度為外擾，依次測定不同濃度含蠟油的紅外光譜，分別選取各濃度含蠟油在3000～2800cm^-1、1800～1300cm^-1譜區(qū)的透光率，利用希爾伯特矩陣變換進行二維相關處理，獲得對照組數(shù)據(jù)；

(2)往步驟(1)所述各濃度的含蠟油中添加一定濃度的降凝劑，并重復步驟(1)所述操作，獲得實驗組數(shù)據(jù)；

(3)將實驗組數(shù)據(jù)與對照組數(shù)據(jù)進行對比得出結果。

優(yōu)選的，包括如下步驟：

(1)取不同濃度的一組含蠟油，并以含蠟油中石蠟濃度為外擾，依次測定不同濃度含蠟油的紅外光譜，分別選取各濃度含蠟油在3000～2800cm^-1、1800～1300cm^-1譜區(qū)的透光率，利用希爾伯特矩陣變換進行二維相關處理得到二維同步相關圖和異步相關圖，觀察同步圖中交叉峰的位置和強度，判斷交叉峰的歸屬，并觀察異步圖中交叉峰的位置和強度，判斷各交叉峰變化的先后順序，獲得對照組數(shù)據(jù)；

(2)往步驟(1)所述各濃度的含蠟油中添加一定濃度的降凝劑，并重復步驟(1)所述操作，獲得實驗組數(shù)據(jù)；

(3)將實驗組數(shù)據(jù)與對照組數(shù)據(jù)進行峰位和峰強度比對，得出降凝劑分子和石蠟分子官能團間相互作用的結果。

優(yōu)選的，所述含蠟油為含有石蠟的原油。