一种含蜡原油的降凝降粘剂的制备方法与应用

本发明涉及石油化工，尤其涉及含蜡原油降凝降粘剂的制备方法及其应用。

背景技术：

1、世界能源需求的约80％来自于石油，天然气和煤。而其中的石油约占能源供应的35％～50％，是当代最重要的能源之一。原油的特点是含蜡量高、凝点高、粘度高，其中含蜡量可高达15％～37％。

2、石油生产过程中的石蜡沉积问题是生产效率和生产运营成本难以控制的关键问题。在高温高压的情况下，当原油从地下储层中被开采出来的时候，通常会选择通过管道进行远距离的运输。但是在运输的过程中原油的物理和化学性质会发生根本性的变化，从而引发许多问题。因为在低温的环境中，原油中的蜡晶会成核析出，然后逐渐粘附在管壁上造成蜡沉积。一旦大量的蜡在管壁处沉积会导致输送管道的压降升高，这时需要更高的压力来输送原油。石蜡的沉积还会导致设备故障，上下游运输管道堵塞，流量减小，生产、运输、仓储能力损失。随着时间的迁移，石蜡的沉积会不断增加，以至于大量油井被关井，无数管道发生堵塞，运输船停止服务，炼油设备在特定时间关闭，这些所有石蜡沉积所导致的后果都会造成巨大的经济损失。

3、随着时间的推移，对于蜡沉积的研究受到了研究人员相当大的关注。在1923年时蜡沉积的问题被提出，然后从20世纪70年代直到现在，人们对蜡的物理性质和整个蜡沉积过程的认识逐渐深入，对于提出和实施的蜡防治手段，也就是预防和修复技术也是逐渐增加。目前已经有研究者们探究出了一些方法来解决含蜡原油的运输问题，比如机械清除、加热、保温管线、稀释以及乳化等方法。然而这些方法需要耗费较高的能量与成本，在停止输送后再次启动会比较困难。加入低剂量的共聚物降凝剂(ppd)被认为是最有效的解决方法。

4、在管道输送温度下降的过程中，高分子降凝剂可以改善含蜡原油低温析出蜡晶的形貌、尺寸和聚集状态，抑制蜡晶形成空间网络结构的倾向，弱化蜡晶体形成空间网络结构的强度，即通过与含蜡原油相关组分的某些特定的物理化学相互作用改变含蜡原油在低温下的微观流变结构。从宏观上看，聚合物降凝剂可使含蜡原油的倾点、粘度和屈服应力降低到wat以下，减弱其粘弹性、触变性等复杂流变响应，即改善原油的宏观流变性能。因此，在蜡质原油中加入低剂量的ppd后，流变性会得到显著的改善，并且降凝剂具有适应恶劣的环境，操作简单，设备投资少等优点，得到了广泛的应用。

技术实现思路

1、本发明的目的在于提供一种含蜡原油降凝降粘剂的制备方法及其应用，本发明提供的降凝降粘剂可以充分发挥降凝降粘剂抑制蜡沉积的效果,显著降低含蜡原油的凝点和粘度，提高含蜡原油在管道内的流动性，以便于解决在低温条件下含蜡原油的运输问题。

2、为达到以上的目的，本发明采取的方案是：

3、以丙烯酸酯、烯酸和酰胺三种不同的单体单元合成三元共聚物，以此三元聚合物作为含蜡原油降凝降粘剂。所述聚合物的制备方法为将丙烯酸酯、烯酸、酰胺和溶剂按一定比例混合，在氮气的保护下上升到反应温度时，滴加引发剂，到达一定反应时间后停止反应。

4、其中丙烯酸酯结构式如下式(1)：

5、

6、n＝0～21中的任意一种，n取奇数。

7、烯酸结构式如下式(2)：

8、

9、n1＝4,5,6,8,10中的任意一种；

10、n2＝7,8,9,11,12,13中的任意一种。

11、酰胺结构式如下式(3)：

12、

13、r＝h、-ch3、-ch2ch3中的任意一种。

14、所述的聚合反应的单体配比为2～6:1～3:1～4。

15、所述的聚合反应的溶剂为醇醚类溶剂，包括二乙二醇单甲醚，丙二醇甲醚，二丙二醇二甲醚，二乙二醇单丁醚和环己二醇单甲醚。

16、所述的引发剂为偶氮化合物引发剂，包括偶氮二异丁腈、偶氮二异庚腈、偶氮二异丁酸二甲酯或偶氮异丁氰基甲酰胺。

17、所述的聚合反应的反应温度为60～80℃，反应时间为1～8h。

18、所述的三元聚合物在含蜡量为3～25％的原油中可以获得较高的降凝和降粘效果。

19、本发明相对于现有技术所具有的优点及有益效果：

20、本发明提供了一种三元聚合物作为含蜡原油的降凝降粘剂。实验结果表明，所提供的原油降凝降粘剂在加剂浓度为200～2000ppm和加剂温度为50～90℃时，可以到达最佳的降凝降粘效果，降凝幅度为10～45℃，降粘率为30～90％。

技术特征：

1.一种含蜡原油的降凝降粘剂的制备方法，其特征在于，该含蜡原油降凝降粘剂是由丙烯酸酯、烯酸和酰胺组成的三元聚合物；所述聚合物的制备方法为将丙烯酸酯、烯酸、酰胺和溶剂混合，在氮气的保护下上升到反应温度时，滴加引发剂，到达一定反应时间后停止反应。

2.根据权利要求1所述含蜡原油的降凝降粘剂的制备方法，其特征在于，所述丙烯酸酯结构式如下式(1)：

3.根据权利要求1所述含蜡原油的降凝降粘剂的制备方法，其特征在于，所述烯酸结构式如下式(2)：

4.根据权利要求1所述含蜡原油的降凝降粘剂的制备方法，其特征在于，所述酰胺结构式如下式(3)：

5.根据权利要求1所述含蜡原油的降凝降粘剂的制备方法，其特征在于，所述丙烯酸酯、烯酸和酰胺的摩尔比为2～6:1～3:1～4。

6.根据权利要求1所述含蜡原油的降凝降粘剂的制备方法，其特征在于，所述的聚合反应的溶剂为醇醚类溶剂，包括二乙二醇单甲醚，丙二醇甲醚，二丙二醇二甲醚，二乙二醇单丁醚或环己二醇单甲醚。

7.根据权利要求1所述含蜡原油的降凝降粘剂的制备方法，其特征在于，所述的引发剂为偶氮化合物引发剂，包括偶氮二异丁腈、偶氮二异庚腈、偶氮二异丁酸二甲酯或偶氮异丁氰基甲酰胺。

8.根据权利要求1所述含蜡原油的降凝降粘剂的制备方法，其特征在于，所述的聚合反应的反应温度为60～80℃，反应时间为1～8h。

9.权利要求1～8任一项所述制备方法制备得到降凝降粘剂应用于含蜡的原油中降凝和降粘。

10.根据权利要求9所述应用，其特征在于，所述的三元聚合物在含蜡量为3～25％的原油中具有较高的降凝和降粘效果。

技术总结
本发明提供了一种含蜡原油的降凝降粘剂的制备方法与应用，涉及石油化工技术领域。本发明中的原油降凝降粘剂是由丙烯酸酯、烯酸和酰胺合成的三元聚合物，所述聚合物的制备方法为将丙烯酸酯、烯酸、酰胺与溶剂按一定的比例混合，在氮气的保护下上升到反应温度时，滴加引发剂，到达一定反应时间后停止反应得到聚合物。本发明的特征在于该聚合物的制备工艺简单，易于大批量生产，并且能够在含蜡量为3～25％的原油中获得较高的降凝和降粘效果，显著改善含蜡原油的低温流动性。

技术研发人员：王燕鸿,王佳,樊栓狮,郎雪梅,李刚
受保护的技术使用者：华南理工大学
技术研发日：
技术公布日：2024/1/14