張龍力， 范東偉， 張國(guó)棟， 姜翠玉， 楊朝合

(中國(guó)石油大學(xué)(華東) 1a.理學(xué)院 化學(xué)系； 1b.重質(zhì)油國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室,山東 青島 266580;2.中國(guó)石油工程建設(shè)公司 北京設(shè)計(jì)分公司，北京 100101)

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光譜法表征重質(zhì)油膠體穩(wěn)定性

張龍力1a， 范東偉2， 張國(guó)棟1a， 姜翠玉1a， 楊朝合1b

(中國(guó)石油大學(xué)(華東) 1a.理學(xué)院 化學(xué)系； 1b.重質(zhì)油國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室,山東 青島 266580;2.中國(guó)石油工程建設(shè)公司 北京設(shè)計(jì)分公司，北京 100101)

采用紫外-可見(jiàn)分光光度計(jì)探索沙輕減渣、塔河常渣、單家寺56-9×11三種油樣膠體穩(wěn)定性的表征方法，重點(diǎn)對(duì)檢測(cè)波長(zhǎng)、正庚烷滴加方式和速率、實(shí)驗(yàn)溫度3個(gè)實(shí)驗(yàn)條件進(jìn)行優(yōu)化。結(jié)果表明：檢測(cè)波長(zhǎng)1 000 nm、采用平流泵0.50 mL/min速度加入正庚烷、40 ℃為適宜的實(shí)驗(yàn)條件，實(shí)驗(yàn)結(jié)果與質(zhì)量分?jǐn)?shù)電導(dǎo)率法所得到的表征結(jié)果具有較好的一致性。光譜法在表征重質(zhì)油膠體穩(wěn)定性方面具有優(yōu)良可行性和準(zhǔn)確性，而且具有更高的分辨率，適用油樣更加廣泛，所得信息也較為豐富，更易于實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化操作。相對(duì)于質(zhì)量分?jǐn)?shù)電導(dǎo)率法、光譜法具有更廣泛的適用性，有潛力適用于含有添加劑的重質(zhì)油體系，具有廣泛的使用前景。

重質(zhì)油； 膠體； 穩(wěn)定性； 光譜法

0 引 言

重質(zhì)油是以瀝青質(zhì)為核心的膠體體系[1-2]，當(dāng)其膠體穩(wěn)定性下降時(shí)，會(huì)導(dǎo)致瀝青質(zhì)的穩(wěn)定性下降,甚至出現(xiàn)瀝青質(zhì)聚沉，因此重質(zhì)油的膠體穩(wěn)定性對(duì)石油開(kāi)采、儲(chǔ)運(yùn)、加工等過(guò)程具有重要影響。如在石油開(kāi)采、儲(chǔ)運(yùn)和加工過(guò)程中，一旦瀝青質(zhì)絮凝沉積，則會(huì)引起一系列的負(fù)面影響，如堵塞井壁、阻塞管道、反應(yīng)器壁結(jié)垢、催化劑結(jié)焦失活等，限制了生產(chǎn)裝置的平穩(wěn)運(yùn)轉(zhuǎn)，給安全生產(chǎn)帶來(lái)隱患，導(dǎo)致生產(chǎn)成本大幅增加，限制了重質(zhì)油的開(kāi)采和利用[3]。通常所說(shuō)的瀝青質(zhì)在原油中的分散性或相容性從本質(zhì)上講就是石油膠體的穩(wěn)定性[4]。

由于重質(zhì)油為黑色黏稠體系,透光性極差，難以直接觀察，目前對(duì)重質(zhì)油膠體穩(wěn)定性的表征一般是利用沉淀劑滴定來(lái)破壞重質(zhì)油的穩(wěn)定性，直至瀝青質(zhì)發(fā)生沉淀，以瀝青質(zhì)沉淀時(shí)(沉淀劑/重質(zhì)油)比例作為油樣的膠體穩(wěn)定性參數(shù)。目前對(duì)于重質(zhì)油膠體穩(wěn)定性的研究方法主要有利用超聲波對(duì)分子粒度進(jìn)行持續(xù)監(jiān)測(cè)的超聲波法[5-6]、采用光散射原理的熒光法[7],以運(yùn)動(dòng)黏度變化為參考標(biāo)準(zhǔn)的粘度法[8],以電導(dǎo)率變化為參考標(biāo)準(zhǔn)的電導(dǎo)率法[9]，質(zhì)量分?jǐn)?shù)電導(dǎo)率法[10]等，這些方法都有各自的優(yōu)缺點(diǎn)和適用范圍。

目前，國(guó)內(nèi)油田中有很大比例已經(jīng)進(jìn)入開(kāi)采的中后期，即三次采油階段[11]，隨著三次采油的開(kāi)展，在石油開(kāi)采過(guò)程中加入了各種添加劑和助劑[12-13]，這些添加劑和助劑的加入更加限制了以上方法在穩(wěn)定性表征方面的應(yīng)用，如質(zhì)量分?jǐn)?shù)電導(dǎo)率法難以實(shí)現(xiàn)對(duì)含導(dǎo)電性添加劑的油樣的表征，從而難以為解決生產(chǎn)問(wèn)題提供可靠依據(jù)。因此，研究添加劑加入對(duì)重質(zhì)油穩(wěn)定性的影響成為了急需解決的現(xiàn)實(shí)問(wèn)題。

光譜法是以透光率的變化為參考依據(jù)，對(duì)油樣的膠體穩(wěn)定性進(jìn)行表征的方法。其原理是[14]：向溶解有油樣的甲苯體系中滴加沉淀劑,如正庚烷、正戊烷等，在添加的初期由于絮凝劑對(duì)體系的稀釋作用使得體系的透光率增大，當(dāng)絮凝劑在混合體系中的比例達(dá)到一定程度時(shí)，體系的溶解能力下降，瀝青質(zhì)分子不足以在混合體系中穩(wěn)定存在，體系的穩(wěn)定性遭到破壞，發(fā)生分子間締合、絮凝，從而使得體系在特定波長(zhǎng)下的透光率降低，以體系透光率發(fā)生由大變小的突變時(shí)的點(diǎn)作為膠體穩(wěn)定性遭到破壞的標(biāo)志[15]。根據(jù)該原理，可以配制一系列不同稀釋比例(油樣/甲苯)溶液，依次對(duì)各個(gè)溶液利用正庚烷進(jìn)行滴定、監(jiān)測(cè)體系的透光率，并以各次實(shí)驗(yàn)時(shí)透光率發(fā)生突變時(shí)所對(duì)應(yīng)(沉淀劑體積/油樣量)比例—(甲苯體積/油樣量)比例作圖，得到的直線在Y軸的截距可以作為判定油樣穩(wěn)定性大小的依據(jù)，其物理意義是：當(dāng)初始甲苯體積為0 mL，即不對(duì)油樣進(jìn)行稀釋溶解時(shí)，需要一定量的沉淀劑才能使油樣中的瀝青質(zhì)分子發(fā)生聚沉。若截距值為正，則說(shuō)明需要向原始油樣中添加正庚烷才能使瀝青質(zhì)分子聚沉，初始油樣處于膠體穩(wěn)定狀態(tài);反之,若截距為負(fù)，則說(shuō)明不需要添加沉淀劑即可以使油樣發(fā)生聚沉，初始油樣處于膠體不穩(wěn)定狀態(tài)。

本文依托自行設(shè)計(jì)的試驗(yàn)系統(tǒng)，以沙輕減渣、塔河常渣和單家寺56-9×11三種油樣為實(shí)驗(yàn)對(duì)象，以紫外-可見(jiàn)分光光度計(jì)為基本實(shí)驗(yàn)儀器，配合平流泵自動(dòng)進(jìn)樣裝置進(jìn)行膠體穩(wěn)定性檢測(cè)試驗(yàn)，并與質(zhì)量分?jǐn)?shù)電導(dǎo)率法的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行對(duì)比分析，驗(yàn)證試驗(yàn)方法的可行性和準(zhǔn)確性。考察了沉淀劑加入速度、檢測(cè)波長(zhǎng)、實(shí)驗(yàn)溫度等條件對(duì)實(shí)驗(yàn)裝置、方法可操作性的影響，致力于建立簡(jiǎn)便、快捷、準(zhǔn)確的重質(zhì)油膠體穩(wěn)定性表征方法。

1 實(shí)驗(yàn)部分

1.1 實(shí)驗(yàn)試劑、儀器及樣品

實(shí)驗(yàn)所用儀器如下:紫外-可見(jiàn)分光光度計(jì)SPECORD-205型(德國(guó)耶拿分析技術(shù)股份有限公司);低溫恒溫水浴HH-101A(江蘇省金壇市金城國(guó)勝實(shí)驗(yàn)儀器廠);超級(jí)油浴HH-6(江蘇金壇市醫(yī)療儀器廠);磁力攪拌器78-1型(江蘇金壇市醫(yī)療儀器廠);電子分析天平BS224S(賽多利斯科學(xué)儀器(北京)有限公司);蠕動(dòng)泵BT100N(河北保定市申辰泵業(yè));平流泵2PB00C(北京衛(wèi)星制造廠);旋轉(zhuǎn)粘度測(cè)定儀LV-Ⅲ(美國(guó)波利飛公司);比色皿YH72(江蘇宜興市曄輝玻璃儀器廠);樣品瓶定制。所用幾種實(shí)驗(yàn)油樣及其性質(zhì)見(jiàn)表1。

表1 實(shí)驗(yàn)用油樣的性質(zhì)

實(shí)驗(yàn)用甲苯、正庚烷、石油醚等藥品均為市售分析純?cè)噭?，為了使本研究建立方法有更?qiáng)的適用性，所有試劑使用之前未經(jīng)進(jìn)一步純化。

以上各油樣的組分組成、黏度、元素組成各不相同，具有較好的代表性。

1.2 實(shí)驗(yàn)方法

1.2.1 樣品準(zhǔn)備

配制一系列不同濃度的甲苯溶液待用。準(zhǔn)確稱(chēng)取0.8～1.5 g(精確至0.000 1 g)油樣于錐形瓶中，加入一定比例(8～10 mL)的甲苯，在恒溫水浴中采用磁力攪拌器充分?jǐn)嚢?，并配合顯微鏡觀察以確保油樣在甲苯-正庚烷體系中充分分散。

1.2.2 檢測(cè)方法

所采用的循環(huán)-檢測(cè)體系如圖1所示。采用PB10型平流泵向體系中按恒定速率滴加正庚烷，采用BT100型蠕動(dòng)泵實(shí)現(xiàn)體系的循環(huán)，采用SPECORD205型紫外-可見(jiàn)分光光度計(jì)在800、900、1 000 nm波長(zhǎng)下每隔一定時(shí)間檢測(cè)體系的透光率。

圖1 實(shí)驗(yàn)裝置示意圖

透光率T與吸光度A之間的相互關(guān)系為：

式中：A為吸光度；T為透光率,%；ε為物質(zhì)在某一波長(zhǎng)下的吸光系數(shù)；l為比色皿厚度，cm；c為樣品濃度，mol/L；I為出射光強(qiáng)；I0為入射光強(qiáng)。

1.2.3 數(shù)據(jù)處理方法

對(duì)某個(gè)油樣，按照上述實(shí)驗(yàn)條件，配制一系列不同稀釋比例(油樣/甲苯)的溶液，依次對(duì)各個(gè)溶液利用正庚烷進(jìn)行滴定,監(jiān)測(cè)體系的透光率，以體系透光率出現(xiàn)突變時(shí)作為滴定終點(diǎn)，并以各次實(shí)驗(yàn)時(shí)透光率發(fā)生突變時(shí)所對(duì)應(yīng)的(沉淀劑體積/油樣量)比例—(甲苯體積/油樣量)比例作圖，得到一條直線。此直線在Y軸的截距反映了油樣在試驗(yàn)溫度下的穩(wěn)定性：截距為正，說(shuō)明需要向油樣中加入額外的正庚烷才可以使瀝青質(zhì)聚沉，油樣穩(wěn)定;反之，則說(shuō)明油樣不穩(wěn)定。將所得結(jié)果與質(zhì)量分?jǐn)?shù)電導(dǎo)率法所得的實(shí)驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行比對(duì)，驗(yàn)證此方法的可行性和準(zhǔn)確性。該方法對(duì)油樣的一系列不同濃度的甲苯溶液利用正庚烷作為沉淀劑進(jìn)行滴定，并采用作圖法對(duì)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，可以有效消除實(shí)驗(yàn)操作過(guò)程中的偶然誤差。

2 結(jié)果與討論

2.1 操作條件對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果的影響

2.1.1 檢測(cè)波長(zhǎng)的影響

為了確定合適的檢測(cè)波長(zhǎng)，首先在190～1 100 nm波長(zhǎng)段，檢測(cè)溶解有瀝青質(zhì)的甲苯體系的吸光度，所得結(jié)果如圖2所示。在一定波長(zhǎng)處的吸光度—瀝青質(zhì)量有較好的線性關(guān)系[16]，但由于在滴定過(guò)程中，瀝青質(zhì)分子間發(fā)生締合、絮凝，形成直徑較大的締合體，從而使得透光率明顯降低，因此為了獲得足夠的透光率，在40 ℃的實(shí)驗(yàn)條件下，采用移液管添加正庚烷，在高波段的750、800、900、1 000 nm波長(zhǎng)下檢測(cè)瀝青質(zhì)—甲苯/正庚烷體系的透光率，結(jié)果如圖3所示。從初步實(shí)驗(yàn)結(jié)果來(lái)看，高波長(zhǎng)下吸光度隨波長(zhǎng)的變化較平緩，易于實(shí)現(xiàn)準(zhǔn)確測(cè)定；同時(shí)鑒于高波長(zhǎng)下體系的吸光度相對(duì)較小(透光率較大)，易于實(shí)現(xiàn)對(duì)較寬濃度范圍溶液的測(cè)定、尤其是高濃度溶液的測(cè)定，因此選擇1 000 nm作為檢測(cè)波長(zhǎng)。

圖2 不同波長(zhǎng)下沙輕減渣瀝青質(zhì)-甲苯溶液的吸光度

圖3 不同波長(zhǎng)下沙輕減渣體系透光率相對(duì)關(guān)系圖

由圖3可見(jiàn)，在900、1 000 nm高波長(zhǎng)下，隨著正庚烷的加入，體系透光率先增大、后下降的變化趨勢(shì)明顯，拐點(diǎn)更加易于觀測(cè)，因此選擇1 000 nm作為檢測(cè)波長(zhǎng)較合適。

2.1.2 實(shí)驗(yàn)溫度的影響

對(duì)于石油膠體體系而言，溫度能夠影響其膠粒的分子運(yùn)動(dòng)劇烈程度，進(jìn)而影響實(shí)驗(yàn)結(jié)果。為了考察溫度對(duì)重質(zhì)油膠體穩(wěn)定性的影響，選擇20 ℃、25 ℃、30 ℃、35 ℃、40 ℃進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，得到不同溫度下沙輕減渣、塔河常渣的(正庚烷體積/油樣量)—(甲苯體積/油樣量)曲線方程分別如表2、表3所示。

從表2、3可以看出，溫度的變化對(duì)重質(zhì)油的膠體穩(wěn)定性有較大的影響，對(duì)于實(shí)驗(yàn)采用的兩種油樣而言，隨著溫度的升高，由20 ℃時(shí)的膠體穩(wěn)定狀態(tài)變?yōu)榱?0 ℃時(shí)的膠體相對(duì)穩(wěn)定狀態(tài)，穩(wěn)定性隨著溫度的升高，都表現(xiàn)出了下降的趨勢(shì)。

表2 不同溫度下沙輕減渣膠體穩(wěn)定性

表3 不同溫度下塔河常渣膠體穩(wěn)定性

在膠體體系中，由于膠粒的締合而引起聚沉?xí)r，膠粒需要具備兩個(gè)條件，即活化和碰撞，而溫度與這兩者之間的相關(guān)關(guān)系決定了膠體體系的穩(wěn)定性隨溫度的變化情況。在20～40 ℃，相對(duì)低的溫度下，體系中的活化分子數(shù)相對(duì)較少，活化分子數(shù)的多少?zèng)Q定了締合速率的快慢，此時(shí)溫度對(duì)膠體穩(wěn)定性的影響處于“活化控制”階段；而溫度逐漸升高時(shí)，體系內(nèi)的活化分子數(shù)目不斷增加，活化分子之間的碰撞是否有效對(duì)膠粒締合起著決定作用，此時(shí)溫度對(duì)膠體穩(wěn)定性的影響便轉(zhuǎn)為“碰撞控制”階段。整體而言，當(dāng)溫度升高時(shí)，活化分子數(shù)增多，且顆粒的布朗運(yùn)動(dòng)增強(qiáng)，因此重質(zhì)油體系的膠體的穩(wěn)定性將會(huì)呈現(xiàn)出下降的趨勢(shì)。為了能夠更為準(zhǔn)確地評(píng)價(jià)不同的添加劑對(duì)重質(zhì)油膠體穩(wěn)定性的影響情況，選擇在40 ℃下進(jìn)行實(shí)驗(yàn)比較合適。

2.1.3 正庚烷添加方式和速率的影響

考察了兩種添加方式對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果的影響，分別為移液管間斷性添加和平流泵連續(xù)滴加。其中吸量管添加的具體方法為：采用移液管每隔一定時(shí)間向油樣-甲苯-正庚烷體系中添加一定量的正庚烷，充分?jǐn)嚢杌旌暇鶆蚝髾z測(cè)混合體系的透光率。平流泵滴加的方法為：采用平流泵按恒定速率向油樣-甲苯-正庚烷體系中滴加正庚烷，邊滴加，邊攪拌，邊循環(huán)，同時(shí)每隔一定時(shí)間檢測(cè)混合體系的透光率。40 ℃下的實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，在兩種不同的正庚烷添加條件下，實(shí)驗(yàn)結(jié)果有較大差別，以單56-9×11油樣為例，其結(jié)果對(duì)比如圖4、5所示。

從圖4、5可以看出，采用不同的正庚烷添加方式，實(shí)驗(yàn)結(jié)果有較大差別，這可能是由于采用移液管添加正庚烷時(shí)，添加速率過(guò)快、局部正庚烷濃度較高，從而導(dǎo)致瀝青質(zhì)分子發(fā)生局部不可逆聚沉。而采用進(jìn)樣泵添加正庚烷，進(jìn)樣速度為0.50 mL/min，連續(xù)、微量進(jìn)樣，體系中正庚烷的濃度保持了較好的均一性，表征曲線更加光滑、結(jié)果更為平行，其透光率的變化較為緩和，透光率隨正庚烷量的變化曲線表現(xiàn)為斜率不同的兩段。

圖4 移液管添加正庚烷時(shí)單56-9×11油樣實(shí)驗(yàn)結(jié)果

圖5 平流泵添加正庚烷時(shí)單56-9×11油樣實(shí)驗(yàn)結(jié)果

為了消除移液管添加時(shí)人為因素帶來(lái)的誤差，同時(shí)為了便于自動(dòng)進(jìn)樣與檢測(cè)，實(shí)驗(yàn)采取平流泵滴加的方式進(jìn)行，滴定速率選擇造成實(shí)驗(yàn)結(jié)果波動(dòng)性較小的中速滴定0.50 mL/min，出現(xiàn)如圖5所示的透光率變化曲線時(shí)，對(duì)斜率不同的兩段分別做直線趨勢(shì)線，取其交點(diǎn)對(duì)應(yīng)的正庚烷體積作為瀝青質(zhì)分子明顯締合、重質(zhì)油穩(wěn)定性遭到破壞的標(biāo)志。

2.2 沙輕減渣和塔河常渣的實(shí)驗(yàn)結(jié)果

選擇沙輕減渣和塔河常渣兩種油樣在40 ℃下進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，光譜法的實(shí)驗(yàn)條件為：檢測(cè)波長(zhǎng)1 000 nm，平流泵加入正庚烷，添加速率0.50 mL /min，結(jié)果如圖6所示。同時(shí)采用安捷倫公司生產(chǎn)的電導(dǎo)率儀，配合課題組自制的大比表面積電極，按照文獻(xiàn)方法[17]，進(jìn)行了質(zhì)量分?jǐn)?shù)電導(dǎo)率的測(cè)定，結(jié)果如圖7所示。

如圖7所示，在用質(zhì)量分?jǐn)?shù)電導(dǎo)率法進(jìn)行膠體穩(wěn)定性表征時(shí)，隨著正庚烷的加入，體系的質(zhì)量分?jǐn)?shù)電導(dǎo)率先增大、后減小，質(zhì)量分?jǐn)?shù)電導(dǎo)率達(dá)到最大值時(shí)對(duì)應(yīng)的(正庚烷/油樣)比例即為油樣的膠體穩(wěn)定性參數(shù)。由圖7可見(jiàn)，質(zhì)量分?jǐn)?shù)電導(dǎo)率法所得到的兩種油樣的膠體穩(wěn)定性參數(shù)分別為：沙輕減渣1.82，塔河常渣2.37；而由光譜法進(jìn)行膠體穩(wěn)定性表征時(shí)，兩種油樣的膠體穩(wěn)定性參數(shù)，即直線在Y軸的截距為：沙輕減渣1.66(mL/g)，塔河常渣(2.83 mL/g)，表明沙輕減渣的膠體穩(wěn)定性劣于塔河常渣的膠體穩(wěn)定性。從沙輕減渣和塔河常渣兩種油樣的實(shí)驗(yàn)結(jié)果來(lái)看，采用質(zhì)量分?jǐn)?shù)電導(dǎo)率法和光譜法進(jìn)行重質(zhì)油膠體穩(wěn)定性的測(cè)定，其實(shí)驗(yàn)結(jié)果匹配性較好，這也間接證明了光譜法表征重質(zhì)油膠體穩(wěn)定性的可行性。

圖6 光譜法測(cè)得的兩種油樣穩(wěn)定性

圖7 電導(dǎo)率法測(cè)得的兩種油樣穩(wěn)定性

3 結(jié) 語(yǔ)

經(jīng)過(guò)實(shí)驗(yàn)探索，采用1 000 nm下的透光率作為判定滴定終點(diǎn)的依據(jù)；正庚烷滴定方式和速率對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果的影響比較明顯，經(jīng)過(guò)對(duì)比，采用平流泵滴加，滴定速率為0.50 mL/min時(shí)分辨率較高，能夠準(zhǔn)確地判斷滴定終點(diǎn)；溫度對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果有顯著影響，采用40 ℃的實(shí)驗(yàn)溫度較好。

該方法對(duì)重質(zhì)油膠體穩(wěn)定性進(jìn)行研究，可以獲得較為豐富的重質(zhì)油膠體穩(wěn)定性的相關(guān)信息，例如，由截距不僅可以反映出不同油樣間穩(wěn)定性大小的相對(duì)情況，還可以反映出某種油樣在特定溫度下穩(wěn)定性的絕對(duì)情況。該方法可以用于對(duì)重質(zhì)油體系的膠體穩(wěn)定性進(jìn)行表征，所得結(jié)果與利用質(zhì)量分?jǐn)?shù)電導(dǎo)率法的結(jié)果具有較好的一致性，表明該方法具有可行性。通過(guò)對(duì)來(lái)源不同、性質(zhì)各異的三種油樣的研究，結(jié)果表明，該方法具有較好適用性。

該方法可以用于對(duì)含有導(dǎo)電性添加劑(如表面活性劑)的重質(zhì)油體系膠體穩(wěn)定性的表征，有潛力用于添加劑對(duì)油樣膠體穩(wěn)定性的影響作用的研究。該方法實(shí)現(xiàn)了自動(dòng)進(jìn)樣，保證了結(jié)果的可靠性和平行性；有望實(shí)現(xiàn)將吸光度數(shù)據(jù)直接傳輸?shù)接?jì)算機(jī)系統(tǒng)，以實(shí)現(xiàn)對(duì)樣品吸光度的連續(xù)監(jiān)控，提高分析結(jié)果的精度。

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Study on the Colloidal Stability of Heavy Oil by Spectroscopy Method

ZHANGLong-li1a,FANDong-wei2,ZHANGGuo-dong1a,JIANGCui-yu1a,YANGChao-he1b

(1a. College of Science； 1b. State Key Laboratory of Heavy Oil Processing， China University of Petroleum (East China)， Qingdao 266580， China； 2. Beijing Engineering Branch, China Petroleum Engineering Construction Company， Beijing 100101， China)

The colloidal stability is a key property of heavy oils, and plays an important role in the recovery, storage, and processing of heavy oils. Comparing with other methods to measure the stability of heavy oils, spectroscopy method has a much broader scope of application. In this study, we use UV-visible spectrophotometer as the basic laboratory instrument to measure the colloidal stability of Saudi Arabia light crude vacuum residue and Ta-he atmospheric residue. Three experimental conditions were chosen to be optimized, including detection wavelength, n-heptane adding method and speed, and measuring temperature. The results of measurement are not only consistent with those from the mass fraction normalized conductivity method, but also have higher resolutions. The spectroscopy method presents the feasibility and accuracy in charactering the colloidal stability of heavy oils. This method can also apply the theory to the professional research field. This experiment has been set to the comprehensive experiment for the students of applied chemistry specialty, and it is a successful case of transforming research into teaching.

heavy oils； colloid； stability； spectroscopy method

2014-12-22

國(guó)家自然科學(xué)基金(20776160);中央高?；A(chǔ)研究項(xiàng)目(14CX05029A)；中國(guó)石油大學(xué)(華東)教學(xué)改革項(xiàng)目(JY-A201421)；重質(zhì)油國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室開(kāi)放課題資助(25F1204003)

張龍力(1974-)，男，河南南陽(yáng)人，博士，副教授，現(xiàn)主要從事物理化學(xué)教學(xué)及物理化學(xué)、石油化學(xué)、膠體化學(xué)方面的研究。

Tel.:0532-86983374；E-mail:llzhang@upc.edu.cn

TE 626.8; O 657.32

A

1006-7167(2015)10-0013-05