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近些年来,石油化工工业发展进程加快,原油资源的严重匮乏以及原油的深度开采,导致了大部分国家和地区原油的质量下滑严重,原油中的钙、铁、镍、钒等重金属含量也在不断增多。原油中含有的重金属以及这些金属形成的化合物会严重影响重油加工工艺过程及其产品质量,不仅会缩短催化剂的使用寿命,严重时会造成催化剂的中毒失活。近年重点研究的螯合脱钙技术只需在现有的原油电脱盐工艺中加入特定的螯合脱钙剂即可利用现有的电脱盐工艺完成原油脱钙。然而目前国内现有的原油脱钙剂普遍存在对原油适应性差、脱钙率低、加剂量大、腐蚀性强、水溶性差、污染严重等一系列问题,因此开发新型、高效、环保、腐蚀性可控、成本低廉的原油脱钙剂对于原油的预处理工艺发展以及社会的可持续发展具有重要意义。本文采用烯丙基聚氧乙烯醚(APEG)、马来酸酐(MA)、丙烯酸羟乙酯(HEA)和天然水溶性氨基酸作为聚合反应的原料,通过对反应路线、反应单体、反应条件的绿色化学设计,制备了一系列环境友好的三元共聚物原油脱钙剂。研究对象选用仪长管输原油,在DPY-2C原油电脱盐仪上对原油中钙等金属元素的脱除效果进行了研究。并且初步探讨了原油脱钙剂的脱钙机理。全文研究内容如下:(1)对天冬氨酸封端聚醚三元共聚物原油脱钙剂APEAA-HEA-MA,采用控制变量法,确定最佳制备条件为:聚合单体摩尔配比为n(APEAA):n(HEA):n(MA)=1:2:5、聚合反应温度为85oC、聚合反应时间为2.0 h、引发剂用量占单体总质量的5%、链转移剂用量占单体总质量的5%;同时确定最佳电脱盐工艺条件为:注水量为7%、脱钙剂加剂量为100 ppm、一级电脱盐温度为135oC、二级电脱盐温度为130oC。在上述条件下,APEAA-HEA-MA对仪长管输原油的脱钙率可达95%以上。(2)采用不同结构水溶性氨基酸封端烯丙基聚氧乙烯醚(APEG),并以其和丙烯酸羟乙酯(HEA)、马来酸酐(MA)为原料,制备了一系列氨基酸封端聚醚三元共聚物原油脱钙剂APEGA-HEA-MA、APEGln-HEA-MA、APEThr-HEA-MA和APEAspn-HEA-MA。以仪长管输原油为研究对象,探索氨基酸封端聚醚三元共聚物原油脱钙剂的脱钙性能,并初步提出了氨基酸封端聚醚三元共聚物原油脱钙剂的脱钙机理。(3)基于天冬氨酸封端聚醚三元共聚物原油脱钙剂APEAA-HEA-MA的复合脱钙剂配方中,当APEAA-HEA-MA、HPMA、PAA、氨甲基磺酸、草酸铵、DTAB、乙二醇乙醚分别为30%、15%、15%、20%、15%、1%、4%时,环保型复合原油脱钙剂C-18对仪长管输原油的脱钙效果最佳。在中国石化某公司实验中心中试基地动态电脱盐评价装置上对C-18完成了原油的连续脱钙中试放大试验,脱钙率达到90%以上。在中国石化某公司炼油部电脱盐工艺现场对该脱钙剂完成了工业化应用试验,在加剂量为80 ppm时,平均脱钙率为74.05%,当加剂量为100ppm时,平均脱钙率升高至83.47%,脱钙性能优异。