原油降黏降凝剂组合物及其制备方法和应用技术

本发明专利技术属于石油输送领域，具体涉及原油降黏降凝剂组合物及其制备方法和应用。在有机降凝剂的塑化温度之上，通过熔融共混将无机降凝剂、有机降凝剂、偶联剂和高分子加工助剂均匀混合并造粒，得到原油降黏降凝剂组合物；偶联剂占所述组合物的质量百分含量为0～3％，高分子加工助剂占0～10％，其余为无机降凝剂与有机降凝剂。将原油降黏降凝剂组合物均匀分散于液体分散介质中，然后按比例计量注入到原油中，进行原油输送。本发明专利技术原油降黏降凝剂组合物中的无机降凝剂和有机降凝剂之间具有协同作用，可以有效地降低含蜡原油的凝点和黏度，低温流动性均良好，具有很好的流变时效性，可以提高原油输送效率和安全水平，降低输送成本。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于石油 输送领域，具体涉及一种由无机降凝剂与有机降凝剂共同构成的 原油降黏降凝剂组合物，以及该原油降黏降凝剂组合物的制备方法和应用。
技术介绍
石油原油是一种含有石蜡的多组分的复杂烃类混合物，并且还含有一定量的胶质 和浙青质。石蜡易溶解于原油中，在温度降低时会从原油中析出，形成蜡晶；且随着温度下 降，蜡晶增多，形成三维网状结构，使原油失去流动性，给石油的开采和输送带来很大困难。 我国原油资源含蜡量普遍较高，大部分属于石蜡基原油。而随着原油开采及运输量的不断 增加，低蜡原油比重下降，高蜡原油比重增加。这类原油的特点是凝点高，低温时表观黏度 大、流动性差、管输困难。传统上对这类高凝原油均采用逐站加热输送，但是这种方法加热 站的投资较大，燃料和动力消耗较高，加热自耗燃料原油高达输送原油量的0.6%甚至以 上；而管道一旦因某种原因而无法正常为原油补充热能，管线有“凝管”的危险，难以达到高 效安全输送的目的。有多种技术可以在一定程度上改善含蜡原油的输送性能。从降低输送能耗和成本 来看，向原油中添加化学降凝剂是实现原油常温输送的最简便和最有效的方法。良好的化 学降凝剂不但可以降低原油的凝点，而且可以降低原油的黏度。其基本降凝机理是改变石 蜡在原油冷却过程中析出的蜡晶形态，抑制蜡晶在原油中形成三维网状结构，产生降黏降 凝效果，改善原油的低温流动性，从而达到含蜡原油在常温下输送的目的。降凝剂通过晶核 作用、共晶作用和吸附作用实现降凝目的。现有化学降凝剂基本上是由非(弱)极性烷基基团和极性基团两类不同极性单 元的有机高分子化合物，在本专利技术中将它们称为“有机降凝剂”或“高分子降凝剂”。最 早的有机降凝剂可以追溯到1930年的美国专利US 1815022公开的氯化石蜡和萘缩合产 物(商品名Paraflow)，至今仍应用在润滑油中；1942年美国专利US 2303823中公开的 降凝剂则是一种未标明具体成分的树脂细小颗粒；1959年的美国专利US 3048479首次 公开了乙烯-醋酸乙烯酯共聚物用作原油降凝剂。后来的降凝剂大多在此基础上进行改 进，如改变共聚物成分、引入第三共聚物单元等，如美国专利US 4160459公开了一种乙 烯-醋酸乙烯-丙烯酸酯三元共聚物原油降凝剂，中国专利申请CN 101381640A(申请号 200810155817. 0)公开了一种马来酸酐_2_甲基丙烯酸酯-羧酸乙烯酯三元无规共聚物降 凝剂，CN 1247633C(专利号ZL 02153773. 9)公开了一种乙烯-醋酸乙烯-聚醚基乙烯三 元共聚物降凝剂。上述有机高分子降凝剂往往还需和其它组分复配形成组合物。例如CN 1074037C(专利号ZL 96115577. 9)公开了一种丙烯酸C16^24酯-醋酸乙烯酯共聚物与表面 活性剂十二烷基苯磺酸钠复配的原油降凝剂，CN 101381640A公开了一种马来酸酐-2-甲 基丙烯酸酯-羧酸乙烯酯三元无规共聚物降凝剂(55 92% )与非离子表面活性剂(8 45%)组成的降凝剂组合物。上述组合物的构成全部是有机成分，的确具有较好的降凝效果，但 在实际运用中需要专门的分散设备并在较为苛刻的条件下制成流动性制剂，其 操作并不十分方便并且成本较高。因此往往需要预先分散在惰性有机溶剂中；例如CN 1141372C(专利号ZL 00135876. 6)公开了一种由乙烯-醋酸乙烯酯共聚物、丙烯酸高碳醇 酯_马来酸酐_醋酸乙烯酯共聚物、丙烯酸高碳醇酯聚合物、环氧树脂和聚醚等多种有机高 分子与有机溶剂按比例配制的液态原油降凝剂，CN 101100599A(申请号200610090684. 4) 公开了一种由有机溶剂、分散助剂、聚合物降凝剂(或进一步包括增稠剂、稳定剂)配混而 成的油溶性降凝剂悬浮液；虽然它们使用方便，但由于使用了大量的有机溶剂作为分散介 质，增大了降凝剂的运输成本，且有可能影响油品。更为重要的是，上述技术不能克服有机 降凝剂的固有缺点1.添加降凝剂后，含蜡原油温度回升对低温流变性影响较大，存在温度回升恶化 区；2.降凝剂的抗剪切性问题在原油的长距离输送过程中，经历多个中间站输油泵 短时间的强烈剪切和管流长时间的中低速剪切后，降凝剂的效果下降，导致原油的凝点和 黏度上升，难以完全满足管线安全运行条件；3.经过降凝剂处理后，含蜡原油的静态稳定的时效较短，稍长时间的静态贮存后 流动性恶化；4.降凝剂的加入导致管线中沉积量增加，增加输送阻力并降低有效管径。黏土是一类天然层状硅酸盐矿物，结构片层厚度约lnm，长宽(直径)IO1 102nm， 属于二维无机纳米材料。其中有一类膨胀性黏土，具有很强的吸水膨胀性，低浓度下在水中 可以解离出独立游离的纳米片层。膨胀性黏土的典型代表是蒙皂石族(Smectite Group) 黏土，包括蒙脱石(Montmorillonite)、锂蒙脱石(Hectorite)、绿脱石(Nontronite)、皂石 (Saponite)等，近来还有一些合成产品，其中蒙脱石是膨润土(Bentonite)的有效成分。蒙 皂石族黏土对极性有机分子有很强的吸附能力，其片层间的大量水合金属阳离子(Na+、Ca2+ 等)可以被其它阳离子(包括无机阳离子和有机阳离子)置换，片层边缘的羟基(较少) 也有一定的化学反应活性；因此可以通过吸附、阳离子交换或与反应性羟基的化学反应对 蒙皂石黏土进行修饰改性，形成改性黏土产品。蒙皂石族黏土及其改性产品广泛用于各行 各业，主要包括石油开采、油漆涂料、吸附剂、化妆品等。自1980年代后期以来，蒙皂石族黏土以及其它黏土类物质还被用于高分子材 料的改性，当黏土颗粒以其结构单元或由少数结构单元构成的小团聚体在纳米尺度范围 (10° IO2nm)内分散于高分子基体中时，可以在很大程度上改善材料的力学性能、耐热性、 阻隔性、阻燃性，其效果显著优于微米颗粒。对于结晶性高分子材料，纳米级的黏土颗粒具 有异相成核剂作用，可以减小高分子的结晶尺寸，改变其结晶形态，甚至导致其晶型变异。 流变学研究表明，含黏土复合材料还具有“剪切变稀”行为，即随着剪切速率的增加，其熔体 或溶液的黏度有所下降。因此，考虑到石蜡是分子量较低的结晶性长链分子，有可能采用黏 土类物质(包括无机黏土及其化学改性物)作为含蜡原油的降黏降凝剂。但是，采用黏土及其改性物作为含蜡原油的降黏降凝剂，有可能面临如下问题1.黏土类物质常态下为固态粉末，直接与液态的原油均勻混合比较困难，且易于 泄漏粉尘，恶化作业环境；2.单独采用黏土类物质的降黏降凝效果不能满足原油输送的要求；3.黏土类物质与高分子降凝剂复配使用，各自独立添加时，二者均难以均勻分散 于原油中；4.黏土类物质与高分子降凝剂复配混合于液体分散介质中，但由于二者的理化性 质不同，需要特殊分散混合设备，且耗时较长，不利于输油现场配剂； 5.由专业工厂完成黏土类物质与高分子降凝剂的复配，但大量分散介质的使用会 降低有效成分的含量，同时增加复配剂运输成本，并且在输油现场仍可能需要二次配剂；6.在上述3 5所述情况下，黏土类物质和高分子降凝剂的复配仅是简单的物理 混合，不能保证黏土与有机降凝剂之间的杂化协同作用，组合使用效果可能得不到充分发 挥。专利技术内本文档来自技高网...

【技术保护点】
１．一种原油降黏降凝剂组合物，其特征是：所述的原油降黏降凝剂组合物是由无机降凝剂、有机降凝剂、偶联剂和高分子加工助剂通过熔融共混制备的固体颗粒，其中，无机降凝剂与有机降凝剂的质量比例为１∶０．１～１∶１０，偶联剂占所述组合物的质量百分含量为０～３％，高分子加工助剂占所述组合物的质量百分含量为０～１０％；所述的无机降凝剂是黏土降凝剂；所述的有机降凝剂是有机高分子降凝剂。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：阳明书，张世民，丁艳芬，王峰，
申请(专利权)人：中国科学院化学研究所，
类型：发明
国别省市：11