hàm lượng paraffin, nhựa và asphalten trong dầu mỏ Bạch Hổ và Rồng khác nhau nên độ nhớt của cả hai loại dầu rất khác nhau Tại nhiệt độ 350C, độ nhớt dầu mỏ Bạch Hổ 1,48 mPa*s rất thấp so với dầu Rồng là 4,31 mPa*s. Khi nhiệt độ giảm, độ nhớt của dầu mỏ Bạch Hổ tăng đều (tại 310C, độ nhớt của dầu này ở mức 9,75 mPa*s) và sẽ đột ngột tăng mạnh gấp 9 lần tại nhiệt độ 300C (88,8 mPa*s) rồi sau đó, độ nhớt vượt quá cao, ra khỏi vùng đo của thiết bị. Với dầu mỏ Rồng khi nhiệt độ giảm, độ nhớt cũng tăng nhưng tăng chậm đến (ở 260C, độ nhớt là 54,4 mPa*s) và chỉ tăng gấp đôi (106,7 mPa*s, khi hạ xuống xuống đến 250C) (Hình 3.1). Vì vậy, đồ thị biến thiên độ nhớt của dầu mỏ Bạch Hổ có độ dốc cao, trong khi đường cong độ nhớt của dầu mỏ Rồng có độ dốc thoai thoải [8].
3.1.2. Xử lý dầu bằng hóa phẩm PPD
a. Mục đích, cơ chế tác dụng của PPD
Mục đích sử dụng chất giảm nhiệt độ đơng đặc
Hóa phẩm giảm điểm đơng đặc (Pour point depressant - PPD) được dùng trong xử lý dầu paraffin với mục đích làm giảm nhiệt độ đông đặc và độ nhớt của dầu thơ, cải thiện tính lưu biến của chúng. Các kết quả nghiên cứu phịng thí nghiệm cho thấy,PPD khơng làm giảm độ nhớt của dầu ở nhiệt độ cao (tại điều kiện cao hơn nhiệt độ xuất hiện paraffin trong dầu). Tác động của chúng chỉ thấy rõ ở nhiệt độ thấp, khi mà trong dầu xảy ra quá trình hình thành cấu trúc paraffin (nghĩa là dầu ở trạng thái chất lỏng phi Newton). Hiệu quả của phương pháp xử lý dầu phụ thuộc
vào tính chất lý hóa của dầu và điều kiện xử lý. Thường các chất giảm điểm đông đặc PPD được bơm vào dầu với hàm lượng 250-2000 ppm (dạng thương phẩm) ở điều kiện nhiệt độ mà tại đó, phần lớn paraffin cịn ở trạng thái hịa tan (khoảng WAT + (5- 10oC)). Hóa phẩm giảm nhiệt độ đông đặc sẽ tăng cường và củng cố hiệu quả xử lý nhiệt của dầu.. Khơng có loại hóa chất giảm nhiệt độ đơng đặc PPD chung cho tất cả các loại dầu. Cùng một loại PPD, nhưng có hiệu quả đối với loại dầu paraffin mỏ này, nhưng có thể lại khơng hiệu quả đối với dầu nhiều paraffin mỏ khác.
Cơ chế hoạt động của PPD
Cơ chế hoạt động của PPDc đến nay vẫn chưa được giải thích một cách thỏa đáng. Ở đây, cơ chế thể hiện tính chất hai mặt khi sử dụng các chất làm giảm nhiệt độ đơng đặc PPD cho dầu như sau:
Thứ nhất: Hóa chất giảm nhiệt độ đông đặc PPD cùng với paraffin tạo nên các tinh
thể hỗn hợp khi nhiệt độ của dầu giảm và như vậy làm thay đổi cấu trúc của chúng trong dầu , đồng thời ngăn ngừa sự hình thành mạng cấu trúc dày đặc của các tinh thể paraffin trong dầu.
Thứ hai: Các phân tử của chất giảm nhiệt độ đông đặc sẽ tạo thành tinh thể và là
trung tâm để các hạt tinh thể paraffin tạo thành bao quanh, và sẽ ngăn ngừa sự tăng trưởng kích thước của các pararffin tinh thể - không tạo thành cấu trúc khơng gain mạng paraffin rộng lớn.
Trong suốt q trình giảm điểm đơng của dầu thô, ảnh hưởng của sự tạo mầm tinh thể paraffin rất ít, trong khi đó, ảnh hưởng của sự đồng kết tinh và mối tương quan hấp phụ trên bề mặt đóng vai trị quan trọng.
Một số tác giả cho rằng, để giữ cho các tinh thể paraffin phân tán và ngăn cản lắng đọng, một cơ chế gọi là sự cản trở khơng gian xảy ra tại nơi phụ gia kết dính với các cấu tử paraffin, tạo nên một mạng xen cài tinh thể paraffin. Với hiệu ứng cản trở không gian, lắng đọng của các cấu tử paraffin bị ngăn chặn hoặc trì hỗn, dẫn đến cần nhiều năng lượng để các paraffin được tách ra khỏi hệ thống, đó chính là cơ chế giảm nhiệt độ đơng đặc.
Sự giảm điểm đông đoặc của dầu thô không chỉ tùy thuộc vào hàm lượng và thành phần paraffin mà còn phụ thuộc vào hàm lượng nhựa và asphalten. Nhựa và asphalten là những chất ức chế tự nhiên có sẵn trong dầu thơ, có khả năng biến tính tinh thể paraffin một cách hữu hiệu. Khi tách loại những chất nhựa và asphalten ra khỏi dầu thô, sự phát triển cấu trúc xen cài của các phân tử paraffin gia tăng mạnh, tạo cấu trúc mạng tinh thể chặt chẽ và những phân tử paraffin tinh khiết kết tinh tạo thành mạng tinh thể vững chắc. Nhưng khi chỉ có hiện diện một lượng rất nhỏ asphalten cũng đủ làm cho các phân tử paraffin kết tủa như những hạt riêng lẻ và ít có khuynh hướng kết dính với nhau, cấu trúc mạng tinh thể lỏng lẻo. Do đó, dầu thơ có hàm lượng nhựa asphalten cao sẽ có điểm đơng đặc thấp.