石油稠油降黏計(jì)算研究.pdf

1、石油是世界經(jīng)濟(jì)重要的能源之一。但隨著石油資源日漸枯竭,剩余的石油開(kāi)采質(zhì)量也會(huì)越來(lái)越差,將以稠油為主,因此稠油的開(kāi)采也日益受到重視。但是,稠油黏度高,開(kāi)采、集輸和加工難度大,而黏度高的根本原因是稠油中重質(zhì)組分含量高或其分子微觀結(jié)構(gòu)不同。選用適當(dāng)?shù)拇呋瘎┗蚱渌δ懿牧?使稠油實(shí)現(xiàn)催化裂解或降解,不可逆地降低重質(zhì)組分含量或改變其分子結(jié)構(gòu),降低稠油黏度,在一定程度上使稠油輕質(zhì)化,可以降低稠油開(kāi)采、集輸和加工難度,這也是當(dāng)前的研究熱點(diǎn)之一。

2、>　　 為了尋求優(yōu)良的催化劑和其他功能材料,先前主要的文獻(xiàn)和研究集中在實(shí)驗(yàn)方面,但實(shí)驗(yàn)需要耗費(fèi)大量人力、物力、財(cái)力,且周期較長(zhǎng)?？紤]到目前從對(duì)于稠油降黏催化劑的理論研究較少,本課題將利用密度泛函理論(DFT)計(jì)算方法,利用Gaussian03軟件包,結(jié)合Chem3D等軟件,從電子結(jié)構(gòu)和化學(xué)鍵方面,探討應(yīng)用催化劑或功能材料降低稠油中氫鍵,以達(dá)到稠油降黏的可能性。
　　 石油中的非烴組成主要是含氧、氮和硫等三種元素的有機(jī)化合物,而

3、最重要的含氧化合物是酸類化合物。氫鍵的作用使得分子間相互作用力增強(qiáng),從而導(dǎo)致稠油粘稠度增高。以下主要以乙酸-呋喃為模型,探討含鐵離子催化劑對(duì)氫鍵的影響,實(shí)現(xiàn)削弱氫鍵的可能性。為了對(duì)比加入鐵離子催化劑對(duì)不同氫鍵的影響,本人又設(shè)計(jì)了乙酸-吡啶-鐵分子模型。通過(guò)計(jì)算發(fā)現(xiàn),與乙酸和呋喃單個(gè)分子相比,乙酸-呋喃中形成氫鍵的離子電荷的絕對(duì)值大幅度升高,說(shuō)明形成了氫鍵。加入鐵離子后,形成的氫鍵鍵長(zhǎng)增長(zhǎng),02、03、H4離子電荷絕對(duì)值降低,09離子升高