[发明专利]利用二维相关红外光谱判断含蜡油中降凝剂分子与石蜡分子间相互作用的方法

说明书

本发明公开了一种利用二维相关红外光谱判断含蜡油中降凝剂分子与石蜡分子间相互作用的方法，首先测定含蜡油的红外光谱，选取特定光谱范围的透光率用希尔伯特矩阵变换进行二维相关处理，然后加入降凝剂再次测定红外光谱并进行二维相关处理，以含蜡油中石蜡浓度为外扰，结合二维红外相关同步图和异步图，判断谱图中官能团的归属，根据加入降凝剂前后谱图的变化，展示出降凝剂分子与含蜡油品中石蜡分子间官能团的相互作用和变化顺序，阐释降凝剂对石蜡结晶过程的影响。

技术领域

本发明涉及红外光谱检测技术领域，具体涉及一种利用二维相关红外光谱判断含蜡油中降凝剂分子与石蜡分子间相互作用的方法。

背景技术

环境温度降低时，原油或含蜡油品中的石蜡会以片状形式结晶析出，晶片间相互连接成网状结构，严重影响含蜡油品的低温流动性能。因此，要改善含蜡油品的低温流动性，至关重要的是要延缓或破坏油品中石蜡的结晶形态。

在含蜡油品中添加降凝剂能使蜡晶直径变小、分布更加均匀，是改善含蜡油品低温流动性的重要途径。降凝剂分子多为高分子共聚物或均聚物，聚丙烯酸酯类降凝剂因降凝效果显著，近年来被广泛关注。目前，普遍认为，聚丙烯酸酯类降凝剂的作用机理是丙烯酸酯中的长碳链与石蜡分子共结晶，改变蜡晶的生长形态，起到降凝的效果。张付生(张付生，王彪.原油的族组成对原油加降凝剂处理效果的影响.油田化学，1999,16(2)：171-174)采用红外光谱技术通过对红外吸收峰而积比值的变化证实了降凝剂分子与石蜡烷烃分子发生共晶这一机理。成核机理认为，降凝剂的降凝效果与油品中的蜡含量和胶质沥青质等成核物质含量有关，对一般含蜡原油和柴油/合成蜡油的蜡晶影响是不同的，还有待深入研究。吸附理论认为，降凝剂分子中的一些极性基团会吸附在石蜡分子表面上。为验证含蜡油中石蜡分子和降凝剂分子间的作用机理，本发明拟通过二维红外相关技术，研究聚丙烯酸酯类降凝剂分子与石蜡分子官能团间的相互作用，为降凝剂分子的设计和选择提供一种方法。

发明内容

本发明提供了一种利用二维相关红外光谱判断含蜡油中降凝剂分子与石蜡分子相互作用的方法，通过该方法能够清晰地展示出含蜡油品中降凝剂分子与石蜡分子间官能团的相互作用，阐释降凝剂与石蜡分子间的作用机理。

本发明采取的技术方案如下：

1.利用二维相关红外光谱判断含蜡油中降凝剂分子与石蜡分子间相互作用的方法，包括如下步骤：

(1)取不同浓度的一组含蜡油，并以含蜡油中石蜡浓度为外扰，依次测定不同浓度含蜡油的红外光谱，分别选取各浓度含蜡油在3000～2800cm^-1、1800～1300cm^-1谱区的透光率，利用希尔伯特矩阵变换进行二维相关处理，获得对照组数据；

(2)往步骤(1)所述各浓度的含蜡油中添加一定浓度的降凝剂，并重复步骤(1)所述操作，获得实验组数据；

(3)将实验组数据与对照组数据进行对比得出结果。

优选的，包括如下步骤：

(1)取不同浓度的一组含蜡油，并以含蜡油中石蜡浓度为外扰，依次测定不同浓度含蜡油的红外光谱，分别选取各浓度含蜡油在3000～2800cm^-1、1800～1300cm^-1谱区的透光率，利用希尔伯特矩阵变换进行二维相关处理得到二维同步相关图和异步相关图，观察同步图中交叉峰的位置和强度，判断交叉峰的归属，并观察异步图中交叉峰的位置和强度，判断各交叉峰变化的先后顺序，获得对照组数据；

(2)往步骤(1)所述各浓度的含蜡油中添加一定浓度的降凝剂，并重复步骤(1)所述操作，获得实验组数据；

(3)将实验组数据与对照组数据进行峰位和峰强度比对，得出降凝剂分子和石蜡分子官能团间相互作用的结果。

优选的，所述含蜡油为含有石蜡的原油。