一种稠油降粘剂及其制备方法与稠油降粘方法技术

本发明专利技术公开了一种稠油降粘剂及其制备方法与稠油降粘方法，属于石油加工技术领域。所述的稠油降粘剂包括以下组份：丙烯酸十八酯、乙酸、环氧丙烷、氢氧化钾、十二烷基二甲基甜菜碱、纳米二氧化钛、乙烯基三乙酰氧基硅烷、邻苯二甲酰亚胺、甲醇、无水乙醇、蒸馏水；所述的纳米二氧化钛、乙烯基三乙酰氧基硅烷、邻苯二甲酰亚胺的重量份比为(5‑8)：(1‑4)：(2‑6)。本发明专利技术通过采用纳米二氧化钛、乙烯基三乙酰氧基硅烷、邻苯二甲酰亚胺构成的补强体系，使得稠油降粘剂的降粘率得以提高。

A Viscosity Reducing Agent for Heavy Oil and Its Preparation Method and Viscosity Reducing Method for Heavy Oil

The invention discloses a viscous oil reducing agent, a preparation method thereof and a viscous oil reducing method, belonging to the technical field of petroleum processing. The heavy oil viscosity reducer comprises the following components: octadecyl acrylate, acetic acid, propylene oxide, potassium hydroxide, dodecyl dimethyl betaine, nano-titanium dioxide, vinyl triacetoxysilane, phthalimide, methanol, anhydrous ethanol, distilled water; and the weight components of the nano-titanium dioxide, vinyl triacetoxysilane and o-phthalimide. The ratio is (5 8):(1 4):(2 6). The invention improves the viscosity reduction rate of heavy oil viscosity reducer by adopting a reinforcing system composed of nanometer titanium dioxide, vinyl triacetoxysilane and phthalimide.

【技术实现步骤摘要】
一种稠油降粘剂及其制备方法与稠油降粘方法
本专利技术属于石油开采
，具体涉及一种稠油降粘剂及其制备方法与稠油降粘方法。
技术介绍
一百多年前，美国发现稠油油田，稠油开始引起各国的关注。世界范围内稠油储量非常丰富，是普通原油储量的5倍左右。我国稠油资源也非常多，在很多油田都发现了稠油，如新疆、大庆、胜利等油田。但稠油含有较多的胶质与沥青质，粘度大、凝点高，使其开采与运输困难重重，所以降低稠油粘度就摆在非常重要的位置。稠油通常是指粘度高、相对密度大的原油，其中胶质和沥青质含量都较高的为重质原油。胶质、沥青质分子是稠油中相对分子质量最大且极性最强的组分，研究发现，沥青质分子在原油中以三维缔合网络结构形式存在，形成规整度很高的聚集体。胶质分子吸附在沥青质聚集体上，形成了沥青质粒子与液态油之间的过渡层，使沥青质粒子悬浮在油中，形成石油胶体。当原油分子间发生相对位移时会产生很大的内摩擦力，从而表现出原油的高粘度。稠油油藏开采的困难主要表现在两个方面：一方面稠油的粘度高，稠油在油层中的渗流阻力大，使得稠油不能从油藏流入井底；另一方面即使在油藏条件下，稠油能够流入井底，但在垂直举升和外输的过程中，一系列外部因素使得稠油的粘度进一步增大，严重影响了稠油的采收和利用。现有的稠油降粘方法主要有掺稀降粘、热力降粘和化学降粘。掺稀降粘是向稠油中掺入一定量的稀油来降低稠油的粘度，该方法虽然效果较好，但是需要消耗大量的稀油资源。热力降粘是用加热的方法来降低稠油的粘度，但是该方法需要大量的能耗并且效率不高。化学降粘包括乳化降粘和油溶性降粘——乳化降粘是指利用水溶性表面活性剂与原油之间形成水包油型乳液从而达到降低粘度的目的；油溶性降粘是通过利用分子结构中极性基团与沥青质、胶质相互作用，并破坏胶质沥青质聚集体以及空间网状结构，达到降低原油粘度的目的。现有的化学降粘技术主要存在降粘效率不高、降粘剂对稠油具有选择性等问题，如何研制出新型的稠油降粘剂，是目前研制稠油降粘剂的一大难题。中国专利文献“一种稠油降粘剂及其制备方法(专利号ZL201610112018.X)”公开了一种稠油降粘剂，包括以下组分(质量份)：脂肪酸甲酯5-10份、催化剂0.5-1份、环氧乙烷20-30份、环氧丙烷3-6份、十二烷基二甲基甜菜碱10-20份、甲醇10-20份、水50-60份。该专利技术具有成本低，工艺简单等特点，但存在降粘效率不高的问题。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种稠油降粘剂及其制备方法与稠油降粘方法，以解决在中国专利文献“一种稠油降粘剂及其制备方法(专利号ZL201610112018.X)”公开的基础上如何优化组份、配方、使用方法等，提高降粘剂对稠油的降粘效果的问题。为了解决以上技术问题，本专利技术采用以下技术方案：一种稠油降粘剂，包括以下组份：丙烯酸十八酯、乙酸、环氧丙烷、氢氧化钾、十二烷基二甲基甜菜碱、纳米二氧化钛、乙烯基三乙酰氧基硅烷、邻苯二甲酰亚胺、甲醇、无水乙醇、蒸馏水；所述的纳米二氧化钛、乙烯基三乙酰氧基硅烷、邻苯二甲酰亚胺的重量份比为(5-8)：(1-4)：(2-6)。优选地，所述的纳米二氧化钛、乙烯基三乙酰氧基硅烷、邻苯二甲酰亚胺的重量份比为6:3:4。优选地，以重量份为单位包括以下组份：丙烯酸十八酯5-10份、乙酸2-4份、环氧丙烷3-6份、氢氧化钾1-3份、十二烷基二甲基甜菜碱15-30份、纳米二氧化钛5-8份、乙烯基三乙酰氧基硅烷1-4份、邻苯二甲酰亚胺2-6份、甲醇10-25份、无水乙醇150-200份、蒸馏水40-60份。本专利技术还提供一种稠油降粘剂的制备方法，包括以下步骤：S1：在反应容器中加入乙酸、蒸馏水、无水乙醇后搅拌，然后加入乙烯基三乙酰氧基硅烷，常温下水解3-4h，再加入纳米二氧化钛，升温至40-55℃，高速搅拌3.5-4h，过滤脱水得固态物质，用无水乙醇洗涤后真空干燥，得表面改性的纳米二氧化硅；S2：在反应容器中加入丙烯酸十八酯、环氧丙烷、邻苯二甲酰亚胺、十二烷基二甲基甜菜碱、甲醇、蒸馏水搅拌均匀，升温至50-60℃，并通入氮气，加入改性的纳米二氧化硅，边搅拌边加热至65-80℃反应30-45min，在此温度下滴加氢氧化钾，再反应2-3h，反应结束后冷却，加入无水乙醇，搅拌均匀，析出沉淀后过滤，将得到的固体产物进行干燥，即得降粘剂。优选地，所述步骤S1中高速搅拌为采用200-260r/min的速度进行搅拌。优选地，所述步骤S1中用无水乙醇洗涤4-6次后，于30-40℃下真空干燥8-12h。优选地，所述步骤S2中边搅拌边加热至75℃反应40min。优选地，所述步骤S2中将得到的固体产物放入真空干燥箱内，在温度为60-65℃，真空度为0.097-0.099MPa的条件下进行干燥。本专利技术还提供一种稠油降粘的方法，该方法包括：将稠油降粘剂与稠油在20℃-100℃下混合后，静置进行反应2-50h，所述稠油降粘剂的用量为稠油重量的0.08-1.5％。优选地，所述稠油降粘剂的用量为稠油重量的1.2％。本专利技术具有以下有益效果：(1)由实施例1-3和对比例5的数据可见，实施例1-3制得的稠油降粘剂对稠油的降粘率显著高于对比例5制得的稠油降粘剂的降粘率；同时由实施例1-3的数据可见，实施例1为最优实施例。(2)由实施例1和对比例1-4的数据可见，纳米二氧化钛、乙烯基三乙酰氧基硅烷、邻苯二甲酰亚胺在制备稠油降粘剂中起到了协同作用，协同提高了降粘剂的降粘率；这是：纳米二氧化钛由于具有表面界面效应、量子尺寸效应、宏观量子隧道效应等优异特性，将纳米二氧化钛复合材料通过物理或化学作用与有机相复合在一起，既保留了纳米颗粒的特殊效应，又兼顾有机性能，本专利技术针对纳米二氧化钛表面的亲水疏油，且存在大量的羟基，易于团聚等问题，通过引入乙烯基三乙酰氧基硅烷对纳米二氧化钛表面进行改性，使其表面含有双键，改性后的纳米二氧化钛表面性质由亲水变为疏水，在有机溶剂中表现出很好的分散稳定性，以提高降粘剂在有机介质中的相容性、浸润性和分散性。此外，乙烯基三乙酰氧基硅烷分子中含有长链烷烃，与稠油中胶质、沥青质相互作用，累积在超分子周围，该过程形成降粘剂分子与稠油中复杂结构分子的络合物，长链烷烃起到屏蔽、隔离作用，阻止了胶质、沥青质超分子之间集聚，并使其均匀分散了开来，大大减小粒子的空间拓展，使分子活动加剧，流动性增强。将通过乙烯基三乙酰氧基硅烷改性过的纳米二氧化钛与邻苯二甲酰亚胺完成接枝共聚，其分子中的酰胺基团等极性基团，利于与沥青质、胶质及其它极性物质形成氢键，降粘剂分子借助于强的形成氢键的能力和分散性进入胶质和沥青质的片状分子之间，部分拆散平面重叠堆砌而成的聚集体，形成片状分子无规则堆砌、结构松散，空间延伸度变小，从而使沥青质、胶质所形成的空间网络结构破坏，降低了稠油的黏度。综上，合成的降粘剂分子凭借其长直链结构和具有酰胺基、烷基等基团的侧链可以与稠油中胶质、沥青质分子形成强烈的氢键作用，有效地解除网状立体缔合结构，体系密度明显降低，从而实现稠油降粘。(3)由对比例6-8的数据可见，纳米二氧化钛、乙烯基三乙酰氧基硅烷、邻苯二甲酰亚胺的重量比不在(5-8)：(1-4)：(2-6)范围内时，制得的稠油降粘剂的降粘率与实施例1-3的数值相差甚大，远小于实施例1-3的数本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种稠油降粘剂，其特征在于，包括以下组份：丙烯酸十八酯、乙酸、环氧丙烷、氢氧化钾、十二烷基二甲基甜菜碱、纳米二氧化钛、乙烯基三乙酰氧基硅烷、邻苯二甲酰亚胺、甲醇、无水乙醇、蒸馏水；所述的纳米二氧化钛、乙烯基三乙酰氧基硅烷、邻苯二甲酰亚胺的重量份比为(5‑8)：(1‑4)：(2‑6)。

【技术特征摘要】
1.一种稠油降粘剂，其特征在于，包括以下组份：丙烯酸十八酯、乙酸、环氧丙烷、氢氧化钾、十二烷基二甲基甜菜碱、纳米二氧化钛、乙烯基三乙酰氧基硅烷、邻苯二甲酰亚胺、甲醇、无水乙醇、蒸馏水；所述的纳米二氧化钛、乙烯基三乙酰氧基硅烷、邻苯二甲酰亚胺的重量份比为(5-8)：(1-4)：(2-6)。2.根据权利要求1所述的稠油降粘剂，其特征在于，所述的纳米二氧化钛、乙烯基三乙酰氧基硅烷、邻苯二甲酰亚胺的重量份比为6:3:4。3.根据权利要求1所述的稠油降粘剂，其特征在于，以重量份为单位包括以下组份：丙烯酸十八酯5-10份、乙酸2-4份、环氧丙烷3-6份、氢氧化钾1-3份、十二烷基二甲基甜菜碱15-30份、纳米二氧化钛5-8份、乙烯基三乙酰氧基硅烷1-4份、邻苯二甲酰亚胺2-6份、甲醇10-25份、无水乙醇150-200份、蒸馏水40-60份。4.一种根据权利要求1所述的稠油降粘剂的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：S1：在反应容器中加入乙酸、蒸馏水、无水乙醇后搅拌，然后加入乙烯基三乙酰氧基硅烷，常温下水解3-4h，再加入纳米二氧化钛，升温至40-55℃，高速搅拌3.5-4h，过滤脱水得固态物质，用无水乙醇洗涤后真空干燥，得表面改性的纳米二氧化硅；S2：在反应容器中加入丙烯酸十八酯、环氧丙烷、邻苯二甲酰亚胺、十二烷基二甲基甜菜碱、甲...

【专利技术属性】
技术研发人员：不公告发明人，
申请(专利权)人：长沙而道新能源科技有限公司，
类型：发明
国别省市：湖南,43