当今社会石油是最基本也是最重要的一种工业原料,但是近年来随着全球石油消耗量的逐年增长,导致传统优质原油资源的迅速枯竭。此外,强化采油技术的发展也加剧了原油的重质化和劣质化。这些因素使得原油中钙离子的含量不断提高,而钙在原油中的存在形式复杂,且性质稳定,会对原油的精炼过程带来诸多危害。目前,原油脱钙主要采用螯合脱钙法,即在现有电脱盐工艺中加入合适的金属螯合剂,使其与原油中的钙离子发生螯合作用,螯合产物随电脱盐排水离开体系从而达到脱钙的目的。但是现用的螯合脱钙剂普遍存在原油适用性差、用量大、脱钙率低、腐蚀性强、含磷等缺点,所以开发一种无磷环保、腐蚀性低、脱钙效果好的螯合脱钙剂对石油加工工业具有深远的意义。以羧甲基壳聚糖(CMCS)、烯丙基硫脲(ATU)、丙烯酸羟丙酯(HPA)、丙烯酸羟丁酯(HBA)、烯丙基缩水甘油醚(AGE)、亚氨基二乙酸(IDA)等为反应原料,通过对合成路径、反应单体的选择和设计,制备出高官能度、无磷环保的接枝聚合物类原油脱钙剂CMCS-g-ATU-HPA和CMCS-g-AGI-HBA。并以仪长管输原油为实验研究对象,采用DPY-2C电脱盐性能测试分析仪来模拟工业电脱盐流程,使用电感耦合等离子体原子发射光谱仪(ICP-AES)测定电脱盐前后原油中钙的含量。具体实验内容如下:(1)对于羧甲基壳聚糖接枝改性后的聚合物脱钙剂CMCS-g-ATU-HPA,通过控制变量的方法,筛选出了其最佳的制备条件:ATU、HPA、CMCS三种原料的摩尔比为2:1:1、聚合温度为85℃、聚合时间为3.0 h、引发剂加入量为ATU、HPA总质量的5.0%。此外,通过控制变量的方法,确定了最佳的电脱盐参数:总剂钙比为4:1、各级电脱盐注水量为原油质量的7%、一级及二级电脱盐的温度分别为135℃和130℃。此条件下,CMCS-g-ATU-HPA脱钙剂对仪长管输原油的脱钙率达到75.6%。(2)对于羧甲基壳聚糖接枝改性后的聚合物脱钙剂CMCS-g-AGI-HBA,通过控制变量的方法,筛选出了其最佳的制备条件:AGI、HBA、CMCS三种原料的摩尔比为3:1:1、聚合温度为85℃、聚合时间为3.0 h、引发剂加入量为AGI、HBA总质量的7.5%。此外,也通过控制变量的方法,确定了最佳电脱盐参数:总剂钙比为5:1、各级电脱盐注水量为原油质量的5%、一级及二级电脱盐的温度分别为135℃和130℃。此条件下,CMCS-g-AGI-HBA脱钙剂对仪长管输原油的脱钙率达到81.3%。(3)基于接枝聚合物CMCS-g-AGI-HBA的复合脱钙剂中,当CMCS-g-AGIHBA、水解聚马来酸酐、六次甲基四胺、甲磺酸、氨基乙酸和草酸的占比分别为35 wt%、15 wt%、15 wt%、10 wt%、10 wt%、15 wt%时,对仪长管输原油的脱钙率最高可达91.8%。此外,本文还使用配置的模拟油滴定CMCS-g-AGI-HBA脱钙剂,初步探究了脱钙机理。