2023年11月20日,课题组博士生朱泊锦文章“Molecular insights into the dispersibility of asphaltene and crude oil rheological properties under the effect of multi-alkylated aromatic amides”被Chemical Engineering Science(SCI中科院二区TOP期刊,IF=4.7)接收,张军教授为通讯作者。
在原油开发和运输过程中,引入化学分散剂是保持沥青质纳米团簇稳定和减少聚沉的有效手段,同时对改善原油的流变特性具有显著作用。然而,有实验研究表明,分散剂的作用效果有时存在争议,即出现在有效分散沥青的同时造成体系黏度异常增加现象,这与传统“分散降黏”的认识不符。由于缺乏对分散机制的深入认识,这一反常结果很难被理解。本研究采用多尺度分子模拟方法,旨在通过解决三个关键科学问题:分散剂如何影响沥青的分散性?为什么出现反常的流变行为?分散和黏度行为背后的分子作用机制是什么?深入探讨重质原油与多烷基芳香酰胺(MAA)分散剂之间的微观相互作用并解释黏度增加的异常结果。研究表明沥青质在被分散后引起的分子摩擦效应的增强,以及MAA分散剂与沥青质胶体之间氢键交联网络的形成,是决定原油黏度的两个主要因素。此外,分散剂与沥青质之间的相互作用强度是一把双刃剑,过强的相互作用会导致沥青质过度分散,形成不希望出现的沥青质-分散剂聚集结构,最终导致流变性能恶化。以上分子见解有助于理解沥青质的分散特性与原油流变行为之间的关联,有望对未来分散剂及降黏剂的分子设计提供有一定理论指导。