瀝青質(zhì)的控制答案

瀝青質(zhì)的控制4.1介紹瀝青質(zhì)的沉積在石油工業(yè)的上游和下游產(chǎn)業(yè)是一種重要問題。瀝青質(zhì)被稱為原油的膽固醇。瀝青質(zhì)能夠堵塞近井區(qū)域的儲層孔隙，也能夠沉積在生產(chǎn)管道和下游管線和設(shè)施中。在許多含瀝青質(zhì)的原油油藏生產(chǎn)中直到油的穩(wěn)定性被破壞或變?yōu)椴环€(wěn)定后才出現(xiàn)瀝青質(zhì)沉積的證據(jù)。瀝青質(zhì)因氣體的組分（壓降），凝析解決，氣體或氣液兩相的注入（CO2和液化天然氣流體），酸刺激（見第5章），低ph值的阻垢擠壓解決，原油混相，和高剪切或流體的潛能而不穩(wěn)定。如果這種不穩(wěn)定出現(xiàn)在帶電荷礦物的地層中，瀝青質(zhì)便會吸附并且變化潤濕性和滲入率。原油中高濃度的瀝青質(zhì)不一定會造成瀝青質(zhì)的沉積問題。事實(shí)上，濃度高達(dá)20％瀝青質(zhì)的原油可能無會出現(xiàn)沉積問題，而瀝青質(zhì)含量低至0.2％（重量）的原油卻證明引發(fā)瀝青質(zhì)沉積物。重質(zhì)原油含有高比例的瀝青質(zhì)，并在其抽提過程中帶來特殊問題，管道中的運(yùn)輸問題和解決問題。通過管道運(yùn)輸稠油和超原油的審查近來已經(jīng)公布了。高粘度，石蠟和瀝青質(zhì)沉積的挑戰(zhàn)增加了地層水，鹽含量以及對腐蝕問題進(jìn)行了討論的內(nèi)容。瀝青質(zhì)沒有明擬定義的親水基和疏水基，因此，不含有兩親特性和典型的表面活性劑類似的行為。然而，瀝青質(zhì)通過分層聚集形成的網(wǎng)狀構(gòu)造薄油膜有助于油包水乳液穩(wěn)定性，從而靠近的水滴分開。水近來也被證明能形成π-氫鍵的芳香環(huán)。瀝青質(zhì)普通被定義為不溶于如戊烷、庚烷輕質(zhì)烴類而溶于芳香烴溶劑的石油餾分。然而，有可能在實(shí)驗(yàn)室中原油甚至在加入過量庚烷后不會產(chǎn)生瀝青質(zhì)沉淀而在現(xiàn)場卻碰到瀝青質(zhì)的問題。瀝青質(zhì)被認(rèn)為是原油中最重的部分。有關(guān)瀝青質(zhì)指的是低分子量的軟瀝青或簡樸的“樹脂”，它也有著多環(huán)的極性基團(tuán)卻有多脂側(cè)鏈性質(zhì)，并且它是可溶于庚烷的。即使軟瀝青和樹脂不形成有損傷的沉淀，但是人們普遍認(rèn)為，他們使得溶液中的瀝青質(zhì)穩(wěn)定。易于溶解的瀝青質(zhì)（含有軟瀝青的“過渡材料”）已被證明對難以溶解的瀝青質(zhì)有著塑解作用。瀝青質(zhì)是由帶有脂族鏈的多個聚芳族構(gòu)造以及含有雜原子如硫、氮、氧和金屬，如鎳、釩和鐵的有機(jī)固體。金屬形成絡(luò)合物，并傳遞電荷，而這又可能影響到瀝青質(zhì)的沉積。然而，瀝青質(zhì)從油向油的各元素的比例平均值分布分別為76-86％（重量）的C，7.3-8.5％（重量）的H，5.0-9.0％（重量）的S，0.7-1.2％（重量）的O，1.3-1.4重量％的N，和0.1-0.2％（重量）的金屬（重要是鎳，釩，和Fe）。多個官能團(tuán)能夠在瀝青中找到，硫現(xiàn)在大多存在于噻吩基硫化物和較小程度上存在與亞砜硫化物。瀝青質(zhì)氮幾乎全部存在于芳族基團(tuán)，例如吡咯，并在較小程度上存在于吡啶型組，只有極少數(shù)狀況下存在于叔胺中。而氧重要存在于羰基和羥基/酚基上，這涉及酮類和羧酸。要理解瀝青質(zhì)分散劑（ADS）和克制劑（AIS）的作用，先擬定瀝青質(zhì)聚集的構(gòu)造，分子量，和機(jī)制是必要的。瀝青質(zhì)單體構(gòu)造和原油瀝青質(zhì)的芳香環(huán)系統(tǒng)尺寸始終是諸多討論的主題。兩個模型已在文獻(xiàn)中提出。第一種是“大陸”或“孤島”模式，它這在提出了一種單體分子的瀝青質(zhì)構(gòu)造，其分子量的范疇是500-1000Da，涉及最大為750Da，平均約六到七環(huán)芳香環(huán)一種核心由多個脂族基團(tuán)與某些雜原子包圍（圖4.1）。第二種模式是“群島”或“念珠式”的模式，其中提出，單個瀝青質(zhì)單體構(gòu)成團(tuán)聚合基團(tuán)再構(gòu)成的五到七芳環(huán)各自由短脂肪族側(cè)鏈連接，可能含有極性雜原子的橋梁（圖4.2）。瀝青質(zhì)是本身為一種大范疇的構(gòu)造，因此對于這兩種模式僅有的代表構(gòu)造已被繪制在圖4.1和4.2，用以闡明基本的差別。發(fā)表于的一篇文章中從熒光衰減和去極化動力學(xué)時間測量得出先前的結(jié)論即瀝青含有大陸構(gòu)造是錯誤的，因此瀝青質(zhì)沒有單一的稠環(huán)內(nèi)核架構(gòu)。從另一種權(quán)利規(guī)定書中說道瀝青質(zhì)的分子量都是雙峰的，一峰大概在兆道爾頓單位左右，另一峰的范疇大概在5000Da。但是，后來的文章糾紛這些成果，并得出結(jié)論認(rèn)為，瀝青質(zhì)分子量是單峰，分子量低至750-1000Da，正好符合大陸模式。本文收集的證據(jù)是非常全方面的，正在得到來自世圖4-1代表“大陸”說法瀝青質(zhì)分子構(gòu)造的普通分子量圖4-2代表“群島”瀝青質(zhì)分子的構(gòu)造界各地的許多團(tuán)體的四個分子擴(kuò)散技術(shù)和七個質(zhì)譜技術(shù)支持。舉一種例子：瀝青質(zhì)質(zhì)譜統(tǒng)計有兩步激光質(zhì)譜（L2MS），其中解吸電離并沒有等離子產(chǎn)生已去藕，因此，群島構(gòu)造的瀝青質(zhì)現(xiàn)在看來不太可能存在。另一激光解吸電離質(zhì)譜分析研究表明，可溶性較低的瀝青質(zhì)樣品與更可溶組分和整個瀝青質(zhì)相比含有較高平均分子量。納濾研究表明瀝青質(zhì)納米聚集體和nanoaggregate基團(tuán)比膜的30納米公稱孔徑還小。在油藏的高壓條件下，瀝青質(zhì)在原油中作為單獨(dú)分子或至多作為納米聚集體存在。極性樹脂用作表面活性劑，穩(wěn)定溶液中的瀝青質(zhì)已被人們承認(rèn)了70年左右。然而，通過測定瀝青質(zhì)重力梯度和由高Q超聲波和核磁共振擴(kuò)散測量的證據(jù)表明，樹脂與油藏中的瀝青質(zhì)毫無聯(lián)系。然而，已表明控制原油中瀝青質(zhì)聚集體（膠束）的穩(wěn)定性兩個核心的參數(shù)是芳烴達(dá)成飽和的比例，以及樹脂（軟瀝青）與瀝青質(zhì)的比例。當(dāng)這些比例減少，瀝青質(zhì)的單體或聚集體將絮凝并形成能夠沉積在系統(tǒng)中的較大聚集體。已知的是，某些單體表面統(tǒng)計（將在背面討論）設(shè)計出的人造樹脂或樹脂增強(qiáng)劑能夠保持瀝青質(zhì)分散。因此，這可能是由于瀝青質(zhì)或聚集體小的緣故，它不會在溶液中沉淀，它僅在更高的聚集數(shù)的時候與樹脂互相作用，而不會在油藏中互相作用。通過變化簡樸陰離子或陽離子表面活性劑的濃度從0.01到1毫摩爾，有可能扭轉(zhuǎn)和控制瀝青質(zhì)的ζ電位的符號，這表明在瀝青質(zhì)表面上的靜電和疏水性互相作用的存在。當(dāng)壓力在油生產(chǎn)期間下降，但仍高于泡點(diǎn)時，隨著油密度的減小，體積被輕質(zhì)組分（C6-）占據(jù)比重質(zhì)組分（低壓縮組分C7+和含芳烴）占據(jù)得快。因此，隨油極性的減少，瀝青質(zhì)可能開始有關(guān)聯(lián)，并最后絮凝。這往往發(fā)生在整個射孔井下且能夠在系統(tǒng)中涉及解決設(shè)施的任何地方發(fā)生。因此，生產(chǎn)過程中最小化壓降是控制瀝青質(zhì)沉積的一種方式。近來一篇有關(guān)石油瀝青質(zhì)溶解，涉及到生產(chǎn)和煉油的溫度變化，壓力條件和構(gòu)成的評論已經(jīng)出版。瀝青的自我連接是許多討論的話題。最初石油瀝青質(zhì)聚集體（或膠束）的大小顯示為瀝青質(zhì)的約20埃或8-10分子。其它描述最初瀝青聚集體為多分散扁圓柱體或松散、非球形、那樣的分散顆粒。聚集體的大小是依賴于溶劑極性。然而，在與樹脂或合成的分散劑和克制劑的混合物中，這些聚集體不一定進(jìn)一步聚集沉積在管壁。事實(shí)上，宏觀瀝青質(zhì)顆粒能夠以肉眼可見的形式存在，但可能會不會出現(xiàn)沉積。即使瀝青質(zhì)沉積普通被認(rèn)為是不可逆的，但是有相反的證據(jù)表明瀝青質(zhì)絮凝已被證明是可逆的，這闡明增加某些樹脂或分散劑對絮凝瀝青質(zhì)能夠避免其沉積。在另一項(xiàng)研究中，沉淀的瀝青質(zhì)能夠通過化學(xué)品的解決被再次有效地穩(wěn)定。這可能在減少瀝青質(zhì)的挑戰(zhàn)中，特別是在原油上部生產(chǎn)設(shè)施有著潛在的實(shí)用性。始終以來有著從原油中分離活性樹脂和用其來協(xié)助分散瀝青質(zhì)的辦法的聲稱。有人表明該瀝青質(zhì)分子的聚集體重要由稠合芳環(huán)系統(tǒng)能力之間的平衡所支配。通過π鍵堆疊來減少溶解度，和通過烷基堆疊的空間破壞來增加溶解度。另一種瀝青質(zhì)分子極性部分之間的重要互相作用就是發(fā)生在酸-堿（電子給體-受體）和氫鍵的互相作用。一項(xiàng)研究并獲得了存在被甲基包圍的點(diǎn)的瀝青質(zhì)固體的沉積對于瀝青質(zhì)單體來說更符合“大陸”模式這樣的結(jié)論。膠束模型瀝青提出，解釋了許多實(shí)驗(yàn)的測定。該模型考慮烷基部分圍繞存在與芳香族為內(nèi)芯中。在另一項(xiàng)研究中，瀝青質(zhì)的最少存在可溶部分，以形成附聚不溶微粒含有高度多孔性聚集體。分子動力學(xué)模擬已被用于探測側(cè)鏈長度在瀝青質(zhì)聚集模型上的影響。我們發(fā)現(xiàn)聚集隨著烷基側(cè)鏈長度的增加而削弱。瀝青質(zhì)控制辦法審查已經(jīng)出版。推薦已用于瀝青質(zhì)控制的非化學(xué)技術(shù)涉及以下：●避免混合某種原油流體，原油原料的混合是一種常見瀝青質(zhì)沉淀的因素?！裨贏FE（瀝青質(zhì)形成薄膜）之外操作，通過操縱溫度，壓力，或流量，能最小化出現(xiàn)增進(jìn)瀝青質(zhì)沉積的條件，從而延長井的生產(chǎn)和設(shè)備的投產(chǎn)效率?！窬偷孛鏅C(jī)械設(shè)備的清洗，這涉及使用電纜辦法和開口向上的容器，或者例如，分離器，和逐步挖掘出沉積的物質(zhì)?！袷褂酶吡魉傧醭练e。超聲輻射也被報道是有助于井筒瀝青質(zhì)的清洗，通過陶瓷膜的辦法從原油分離瀝青質(zhì)已被證明是可行的。生產(chǎn)操作中控制瀝青質(zhì)有兩種化學(xué)辦法，這將在本章中進(jìn)行討論：●用分散劑和克制劑來防止（持續(xù)或分皮注入，擠壓解決，在壓裂過程中填放支撐劑）●用瀝青質(zhì)溶解器等補(bǔ)救方法（或溶劑脫瀝青油）一種近來宣布的化學(xué)的辦法是一種使用相對滲入率調(diào)節(jié)劑（RPM），以防后續(xù)的瀝青質(zhì)沉積（見第2章RPM上的更多信息）。對納米顆粒在一種典型油藏壓力和溫度條件下，在多孔介質(zhì)中的運(yùn)移進(jìn)行了研究。其成果是，使用納米顆粒能夠使系統(tǒng)流動成功，這表明了其對沉積和沉淀的克制和瀝青質(zhì)傷害增強(qiáng)的克制。4.2瀝青質(zhì)分散劑和克制劑顯然有兩個類型的添加劑，能夠避免瀝青質(zhì)沉積。它們就是瀝青質(zhì)分散劑和瀝青質(zhì)克制劑。瀝青質(zhì)克制劑提供真正的克制，由于它們避免瀝青質(zhì)分子的聚集。因此，瀝青質(zhì)克制劑能夠轉(zhuǎn)移瀝青質(zhì)絮凝壓力來臨。因此，它能夠運(yùn)移瀝青質(zhì)沉淀和后續(xù)沉積出井筒到生產(chǎn)系統(tǒng)的一種點(diǎn)，在這個點(diǎn)解決起來更容易。瀝青質(zhì)克制劑能夠通過研究擬定的瀝青質(zhì)絮凝點(diǎn)進(jìn)行排名，例如，通過光纖傳感器的光傳輸。瀝青質(zhì)分散劑不會影響瀝青質(zhì)絮凝點(diǎn)但能減少絮凝的瀝青質(zhì)顆粒的尺寸，使它們在石油中呈懸浮狀態(tài)。這也能夠減少石油的粘度。近來在有限的且已知分子構(gòu)造和專有化學(xué)混合物中選擇瀝青質(zhì)化學(xué)添加劑的研究表明，這些添加劑并不能克制相分離，也就是說，不存在添加劑有真正克制的特性。然而，某些瀝青質(zhì)分散劑能夠減慢或停止凝絮和生長。瀝青質(zhì)分散劑能夠驅(qū)散已經(jīng)形成的瀝青質(zhì)凝絮。許多瀝青質(zhì)克制劑也能夠作為瀝青質(zhì)分散劑使用。然而瀝青質(zhì)分散劑不能作為瀝青質(zhì)克制劑使用。許多不同類型的瀝青質(zhì)分散劑和瀝青質(zhì)克制劑都在這一章的討論中報道出來。然而，只有少數(shù)已經(jīng)在在該領(lǐng)域?qū)嶋H使用并且其中的某些構(gòu)造是專有的。例如烷基芳基磺酸，丙烯酸酯或馬來酸酯的聚合物，苯酚-甲醛樹脂，聚異丁烯丁二酸酐衍生物，脂肪酸縮合物或脂肪酸環(huán)氧化物聚合物與（聚）胺或多元醇，以及脂肪醇或脂肪胺的縮合物與羧酸。眾所周知，瀝青質(zhì)分散劑和克制劑因油而異。如，有著質(zhì)子性極性頭和脂族尾聚合的克制劑能在油A而不是在油B中避免瀝青質(zhì)沉積。與此相反，非聚合胺在油B而非油A中體現(xiàn)不錯。這些成果的因素在酸-堿化學(xué)角度進(jìn)行了闡明。因此，非聚合堿性胺在油A中優(yōu)先和有機(jī)酸而不是與瀝青質(zhì)分子互相作用，而質(zhì)子聚合克制劑在油A中不與酸性物質(zhì)反，并且它會與瀝青質(zhì)自由互相作用。油B也被發(fā)現(xiàn)在其瀝青質(zhì)中含有豐度較高的堿性氮物種，這將有助于與質(zhì)子聚合克制劑的互相作用。在普通狀況下，即使在許多狀況下高分子瀝青質(zhì)克制劑能夠當(dāng)成瀝青質(zhì)分散劑用，但瀝青質(zhì)克制劑是聚合物（或樹脂），而瀝青質(zhì)分散劑普通是非聚物表面活性劑。為了避免瀝青質(zhì)分子的聚集，瀝青質(zhì)克制劑需要幾個互相作用的分子點(diǎn)來達(dá)成較好地克制作用，因此需要聚合物。如果，另外，瀝青質(zhì)克制劑含有烷基的長鏈，這些都能夠協(xié)助分散任何可形成的瀝青質(zhì)聚集。這也被認(rèn)為在非聚合物瀝青質(zhì)分散劑作用時存在。在瀝青質(zhì)分散劑中極性和/或芳香族首基表面活性劑與聚合的瀝青質(zhì)互相作用，瀝青質(zhì)聚集體的周邊的長鏈烷基有助于變化聚集體的外面的極性，使之更容易可分散于原油中。某些研究已經(jīng)表明，增加的瀝青質(zhì)分散劑的劑量事實(shí)上能夠?qū)r青質(zhì)聚集產(chǎn)生不利的影響，可能是由于瀝青質(zhì)分散劑表面活性劑分子的本身締合。對于瀝青質(zhì)克制劑，對瀝青質(zhì)沉淀與庚烷的一項(xiàng)研究表明，在直達(dá)成到一種臨界瀝青質(zhì)克制劑濃度之前，你看不到任何效果；然而在臨界濃度及以上，你會看到一種顯著的效果，由于它事實(shí)上是通過絮凝使瀝青質(zhì)停止沉積。但在瀝青質(zhì)分散劑的同一研究中，沒有體現(xiàn)出臨界濃度的影響，并且作用效果幾乎與濃度成比例。對于某些商業(yè)瀝青質(zhì)克制劑的一項(xiàng)研究顯示，有些產(chǎn)品并沒有減少瀝青質(zhì)絮凝的起始壓力或平均粒徑。然而，瀝青質(zhì)克制劑確實(shí)減少相對于未解決樣品累積的顆粒數(shù)。一種熱力學(xué)模型已經(jīng)提出了把瀝青質(zhì)作為微膠粒的瀝青質(zhì)沉淀克制辦法。瀝青質(zhì)和兩親物分子（天然樹脂或合成添加劑）之間互相的吸附作用被認(rèn)為是原油中瀝青質(zhì)微膠粒穩(wěn)定的最重要參數(shù)。作者進(jìn)一步建議，吸附焓可作為最重要的原則來搜尋高效的兩親物。最少兩個研究小組已經(jīng)表明，某些聚合物瀝青質(zhì)克制劑事實(shí)上能夠增加未解決的系統(tǒng)中瀝青質(zhì)相對絮凝的量。在另一項(xiàng)研究中，聚合物瀝青質(zhì)克制劑事實(shí)上在低濃度（100ppm）是用于墨西哥灣的一種有中檔比例重量瀝青質(zhì)的原油的瀝青質(zhì)分散劑測試中有不利影響，而在較高濃度（>500ppm）下，該產(chǎn)物是非常有效的。已經(jīng)表明這種效果是由于瀝青質(zhì)克制劑分子的自我連接，誘發(fā)與溶液的相對親液疏液或互相作用。瀝青質(zhì)沉積模型已經(jīng)被構(gòu)造出，也闡明了這種作用。加入瀝青質(zhì)克制劑能夠避免瀝青質(zhì)絮凝，最佳在井下泡點(diǎn)壓力以上加入。瀝青質(zhì)分散劑普通用于下游，例如，其中可能沒有足夠的瀝青質(zhì)克制劑或絮凝的瀝青質(zhì)需要分散，以防瀝青質(zhì)的沉淀。普通的現(xiàn)場實(shí)際中必須使用一瀝青質(zhì)克制劑或者一瀝青質(zhì)分散劑，但不是兩者都使用，作為一瀝青質(zhì)克制劑往往有分散劑性能。瀝青質(zhì)克制劑普通被持續(xù)或分批解決無論是通過毛細(xì)管線或氣舉系統(tǒng)注入井下或注入如井口的下游。含有良好的商業(yè)瀝青質(zhì)克制劑作用水平普通在20?100ppm的范疇。建模工作表明一種最佳克制劑濃度存在在每個系統(tǒng)中。擠壓解決瀝青質(zhì)克制劑進(jìn)入近井的某些報道已經(jīng)出版：這種部置技術(shù)正變得越來越普遍。在這種狀況下，核心是得到油溶性瀝青質(zhì)克制劑含有良好的吸附到地層巖石并不會隨生產(chǎn)返回回太快的性質(zhì)。否則，解決的周期變得不經(jīng)濟(jì)且短。一種實(shí)驗(yàn)室的研究強(qiáng)調(diào)，如果沒有好的巖石吸附性，選擇體現(xiàn)最佳的瀝青質(zhì)克制劑不一定最佳選擇是擠壓。今天，可能2-6個月擠壓解決的壽命可能取決于瀝青責(zé)問題的嚴(yán)重性。為了有助于瀝青質(zhì)克制劑吸附在巖石上，非常規(guī)極性基團(tuán)如羧酸能夠被引入到聚合物中。膦酸基團(tuán)也能夠被引入到聚合物瀝青質(zhì)克制劑中，由于它們是已知的比羧酸基有更強(qiáng)烈吸附性。生產(chǎn)化學(xué)品的實(shí)驗(yàn)室測試只是一種粗略的真正現(xiàn)場條件。這似乎對瀝青質(zhì)在瀝青質(zhì)克制劑和瀝青質(zhì)分散劑上的研究特別如此。在長不銹鋼毛細(xì)管新的毛細(xì)管沉積測試已經(jīng)發(fā)展到研究多個油以創(chuàng)立沉積物的傾向。能夠模擬出的油流生產(chǎn)條件的油實(shí)時測試得到的瀝青質(zhì)沉積物更有極性，以及與庚烷沉淀相比瀝青質(zhì)構(gòu)成上不同。作者推斷，現(xiàn)場瀝青質(zhì)沉積趨勢的有關(guān)性在實(shí)驗(yàn)室中的篩選測試對瀝青質(zhì)研究進(jìn)步至關(guān)重要。瀝青質(zhì)絮凝的發(fā)生已經(jīng)被使用石英晶體諧振器測量出。這也意味著，在測試瀝青質(zhì)克制劑和瀝青質(zhì)分散劑中使用活油或死油會產(chǎn)生不同的成果。死油測試對瀝青質(zhì)分散劑和瀝青質(zhì)克制劑的粗篩選有用，然而，推薦的高壓帶電油沉積實(shí)驗(yàn)，無論是在壓力單元格或壓降管環(huán)路中。在瀝青質(zhì)餾分某些有關(guān)的溶解特性的基礎(chǔ)上，建議用篩選瀝青質(zhì)不穩(wěn)定性一種新的、簡樸的辦法。使用活油的PVT特性和一種簡樸瀝青質(zhì)特性過程，該辦法限制了先進(jìn)的研究只有存在沉淀的實(shí)際風(fēng)險的流體。瀝青質(zhì)特性能夠在死油樣中體現(xiàn)出。某些實(shí)驗(yàn)室研究使用了已被重新溶解在芳族溶劑的瀝青質(zhì)沉淀。這些解決方案將缺少天然樹脂，也就是說依賴于天然樹脂的存在以獲得最佳的性能的瀝青質(zhì)克制劑和瀝青質(zhì)分散劑將不會有作用。一項(xiàng)研究表明，用尚未減壓的活油測試比在死油中使用原則實(shí)驗(yàn)室沉淀的辦法需要更低濃度的瀝青質(zhì)克制劑用以穩(wěn)定瀝青質(zhì)。近來在測試瀝青質(zhì)分散劑和瀝青質(zhì)克制劑的一項(xiàng)新發(fā)展便是使用CO2而不是烷基來沉淀瀝青質(zhì)作為一種更真實(shí)的測試。該添加劑的測試效果平穩(wěn)在約500ppm，這是據(jù)報道靠近在該領(lǐng)域的劑量率的經(jīng)驗(yàn)。在對瀝青質(zhì)控制添加劑這次審查中，普通使用的單體表面活性劑作為瀝青質(zhì)分散劑將被首先討論。聚合物是瀝青質(zhì)克制劑，但其中有許多也是瀝青質(zhì)分散劑被隨即討論。聚合物是最慣用于作為商業(yè)承認(rèn)的瀝青質(zhì)分散劑和瀝青質(zhì)克制劑，即使某些單體表面活性劑也已被用于在該領(lǐng)域并獲得了某些成功。一類商業(yè)瀝青質(zhì)克制劑聚合物使用在該領(lǐng)域都井下和上部。它們能夠通過油-水界面上除去瀝青質(zhì)作為油-水分離的增效劑與破乳劑。它們將在本節(jié)此處省略，由于除了將聚合物包含有碳，氫，和氧沒有聚合物的構(gòu)造細(xì)節(jié)可用。該聚合物也已經(jīng)制訂了可生物降解的溶劑用以給他們一種更加好的環(huán)境狀況。4.3低分子量非聚合瀝青質(zhì)分散劑各類別低分子量，單體瀝青質(zhì)分散劑能夠概括以下：?極低的極性烷基芳烴?烷基磺酸?磷酸酯和膦酸?肌氨酸?兩性表面活性劑?醚羧酸?氨基亞烷基羧酸?烷基酚及其乙氧基化物?咪唑啉和烷基酰胺咪唑啉?烷基琥珀酰亞胺?烷基吡咯烷酮?脂肪酸酰胺和它們的乙氧基化物?多元醇的脂肪酸酯?亞胺和有機(jī)酸的離子對鹽?離子液體烷芳基磺酸以及它們的堿鹽，如十二烷基苯磺酸（DDBSA）及其鎂鹽，已經(jīng)在瀝青質(zhì)分散劑領(lǐng)域涉及上游和在煉油廠使用了許數(shù)年。其它表面活性劑如烷基酚（它們是內(nèi)分泌干擾物）和某些酰胺/酰亞胺產(chǎn)品也被用于在這個領(lǐng)域。優(yōu)選是堿性還是酸性的瀝青質(zhì)分散劑取決于原油及其極性和芳烴含量的類型。4.3.1低極性非聚合芳香兩親物全部控制瀝青質(zhì)的添加劑將要討論，我們以最少的極性開始。仲十六烷基代萘和仲十六羥基代萘都自稱為瀝青質(zhì)克制劑，而不是的瀝青質(zhì)分散劑（圖4.3）。據(jù)稱，這些化學(xué)品把避免瀝青質(zhì)沉淀擺在首位，而不涉及到分散體的沉積物。這些低極性分子將通過萘的芳香族環(huán)和瀝青質(zhì)單體之間的π-π鍵互相作用以及將通過極性基團(tuán)與瀝青質(zhì)互相作用。這避免瀝青質(zhì)單體的堆積和聚集，而添加劑的脂族尾將與烴溶劑互相作用，與它們相容。兩環(huán)的萘基出現(xiàn)，得到比單苯基更加好的π-π鍵互相作用。然而，更極性的頭基團(tuán)比萘甚至可能會與瀝青質(zhì)單體有更加好的互相作用。例如，一組測量在幾個溶劑中從瀝青質(zhì)聚集體而來的中子和X射線散射強(qiáng)度。他們發(fā)現(xiàn)，聚集體尺寸在高極性溶劑如吡啶和四氫呋喃比苯小二至四倍。另一組發(fā)現(xiàn)的烴芳族溶劑（例如，甲苯，二甲苯）和喹啉的混合物或甲基喹啉比單獨(dú)的烴芳族溶劑有較好瀝青質(zhì)溶解度。二甲基甲酰胺和N-甲基吡咯烷酮（NMP）也是比芳族溶劑有著更加好的瀝青質(zhì)溶解度。這意味著，有著更極性頭部基團(tuán)的控制瀝青質(zhì)添加劑，例如吡啶基，喹啉基，四氫呋喃基，和二乙基胺應(yīng)與瀝青質(zhì)比小極性頭部基團(tuán)與瀝青質(zhì)有更加好的互相作用，例如苯基或萘。這得到了分子模擬研究的進(jìn)一步支持。模擬成果顯示，對于瀝青骨料喹啉，某些疊加的互相作用能夠被打亂，而在1-甲基萘中，這沒有觀察到。因此，仲十六烷基代萘和仲十六羥基代萘可能不含有足夠的極性頭基團(tuán)，以獲得最佳的瀝青質(zhì)之間的互相作用。圖4.3萘系瀝青質(zhì)克制劑，R=長鏈烷基;X=任選的間隔基團(tuán)如醚，酯，或酰胺基4.3.2磺酸基非高分子表面活性劑的瀝青質(zhì)分散劑第4.3.1節(jié)中使芳香族頭組中的瀝青質(zhì)分散劑（或克制劑）更極性的一種方式是增加一種磺酸基。在這個類中最常見的瀝青質(zhì)分散劑是DDBSA，這是價格便宜，已投入商業(yè)獲得了某些成功的（圖4.4）。長鏈烷基芳基磺酸也已獲得專利，DDBSA的所謂高堿性鹽也可用于在該領(lǐng)域。幾個研究小組已經(jīng)研究DDBSA的瀝青質(zhì)分散能力以及其瀝青質(zhì)增溶能力。例如，人們發(fā)現(xiàn)，DDBSA在低濃度是絮凝劑，除了分散劑在較高濃度。另一組研究的若干單體添加劑的特性。他們發(fā)現(xiàn)，增加在首基的極性通過更強(qiáng)的酸-堿互相作用，得到更加好的瀝青質(zhì)穩(wěn)定性。因此，DDBSA的性能作為瀝青質(zhì)分散劑比壬基酚（NP）更加好，而壬基酚反過來又較壬苯更加好。DDBSA也顯示通過傅立葉變換紅外光譜（FTIR）通過氫鍵與瀝青質(zhì)互相作用。除了酸堿互相作用之外，該小組還建議，磺酸基在瀝青質(zhì)會捐贈C=C鍵中質(zhì)子，然而他們指出，使用過多的極性基團(tuán)，或一組是太極性，能夠減少溶解度在油中的表面活性劑，使其不能有效地作為一種瀝青質(zhì)分散劑。為了支持這種說法，另一組發(fā)現(xiàn)DDBSA，其中有一種非常極性的離子頭基，鈉鹽是一種相稱弱瀝青質(zhì)分散劑，另外工人已經(jīng)發(fā)現(xiàn)了類似的成果。例如，為了減少性能的任務(wù)，發(fā)現(xiàn)該十二烷基間苯二酚>十二烷基苯磺酸>NP>甲苯。工人提出，表面活性劑的作用是由于這些分子和瀝青質(zhì)的酸性頭之間的互相作用?？酥茩C(jī)制在膠束模型方面進(jìn)行了闡明。另一項(xiàng)研究中，得到的成果顯示，連接到芳頭一種更極性的組進(jìn)行更加好的性能減少作為分散劑的分散能力次序，人們發(fā)現(xiàn)，十二烷基苯磺酸>NP>十二烷基酚雙-乙氧基>壬基苯。在該命令的唯一異?，F(xiàn)象是十二烷基酚雙-乙氧基化的NP比進(jìn)行更壞，即使它有一種更極性頭基團(tuán)（較高的親水親油平衡[HLB]值）。這可能表明，簡樸的醇或醇聚乙氧基都