一种水基聚合物/纳米复合高凝原油降凝剂的制备方法与流程

本发明涉及降凝剂，具体为一种水基聚合物/纳米复合高凝原油降凝剂的制备方法。

背景技术：

1、近年来，我国油田产出的原油大多数为高凝原油，含蜡量和胶质沥青质较高，使原油具有高凝点、高黏度的特点。在温度较低的情况下，含蜡高凝原油在冷却过程中不断析出蜡晶，蜡晶的覆盖面积不断增大，最终相互作用结成空间网状结构，导致原油流动性变差，增加了蜡沉积及管道堵塞的风险，易造成凝管等事故，给原油开采、运输、加工以及储存带来了极大的负担。于是，在石油行业中，降低原油凝点，改善原油的低温流动性极为重要。

2、目前,常用的油溶性降凝剂因为其与原油的相容性好，降凝后很难从原油中分离，导致油品质量受到影响，而水基类降凝剂由于降凝效果不明显未能得到规模推广。

3、因此，研究针对高凝原油低温输送的高效水基降凝剂成为亟待解决的问题。

技术实现思路

1、本发明的目的在于提供一种水基聚合物/纳米复合高凝原油降凝剂的制备方法，将自主合成的单体十八烯酸苄酯与四甲基二乙烯基二硅氧烷、花生四烯酸、偏氟乙烯进行四元共聚，再用纳米高岭土对四元聚合物进行表面修饰，通过油水乳化得到降凝剂。

2、优选的，所述单体十八烯酸苄酯的制备方法包括：

3、步骤一：称取20-30g苯甲醇、0.1-0.4g阻聚剂对苯二酚，0.5-0.8g催化剂对甲苯磺酸，10-20ml携水剂甲苯，加入四口烧瓶中，加热至50-60℃使苯甲醇完全熔化；

4、步骤二：称取30-40g十八烯酸溶于30-40ml甲苯中，用恒压滴液漏斗缓慢滴加十八烯酸的甲苯溶液，滴加10-20min，反应0.5-1h，开启加热装置，加热至110-115℃时开启回流装置，回流0.5-0.8h后安装分水器，反应5-7h后，至分水器中无水珠出现，停止反应；

5、步骤三：将反应混合液倒入圆底烧瓶中，用旋转蒸发仪进行旋蒸，去除溶剂甲苯，再用饱和碳酸钠溶液和饱和食盐水洗涤直至水层呈无色，继续用蒸馏水洗涤至水层ph为7-8；

6、步骤四：用分液漏斗分离出水层，用无水硫酸镁干燥、过滤，得到油状液体十八烯酸苄酯。

7、优选的，四元共聚物的制备方法包括：

8、步骤一：将60-70ml溶剂甲苯加入到四口烧瓶内，再将十八烯酸苄酯：四甲基二乙烯基二硅氧烷：花生四烯酸：偏氟乙烯＝(10-11)：(1-2)：(2-3)：(1-2)的质量比混合后加入到四口烧瓶，启动搅拌装置，直至单体完全溶解于甲苯中；

9、步骤二：安装温度计、冷凝管和恒压漏斗，通氮10-15min，启动电加热升温，当反应温度达80-90℃时，从恒压漏斗逐滴加入0.1-0.2g引发剂过氧化苯甲酰，继续通氮5-10min，恒温反应7-9h，且分水器中不再有水珠出现，停止反应；

10、步骤三：对产物进行减压蒸馏，除去溶剂甲苯，然后用乙醇反复洗涤粗产物，除去未反应单体，洗涤提纯后在80-90℃电热真空干燥箱中干燥10-12h，得固体四元共聚物。

11、优选的，所述降凝剂的制备方法包括：

12、步骤一：将40-50g四元共聚物置于100ml烧杯中，加热至80-90℃，加入0.5-0.8g司盘80，于300-400r/min转速下搅拌20-30min；

13、步骤二：将130-150ml去离子水置于250ml烧杯中，称取1.5-3g纳米高岭土、1-2g稳定剂羧甲基羟乙基纤维素、1-2g平平加0-20,于300-400r/min转速下搅拌10-20min；

14、步骤三：在400-500r/min转速下，将步骤一中溶液缓慢加入步骤二的溶液中，继续搅拌20-30min，最后用超声波震荡20-30min，再升温至80-90℃，在400-500r/min转速搅拌下，保温反应2-3h，得到最终产物。

15、与现有技术相比，本发明的有益效果如下：

16、(1)、本发明的水基聚合物/纳米复合降凝剂制备方法创新进行分子结构设计，打破油溶性降凝剂常用的丙烯酸酯类及eva类结构，引入含苯环的长碳链酯基、多支链烯酸、极性含氟基团、硅氧基团进行共聚，采用纳米粘土进行表面修饰，再通过油水乳化形成水包油型高效水基降凝剂，达到降凝后药剂易分离和提高降凝性能的双重功效。

17、(2)、本发明合成的含苯环的十八烯酸苄酯，是针对原油中正构烷烃碳原子数以c12-c18为主，且胶质沥青质的分子结构中含有苯环的特点而研究，根据溶液的相似相溶原理，引入苯环结构提高与原油的相容性，通过长碳链结构保持分子的延展性，提高降凝效果。

18、(3)、本发明引入的单体花生四烯酸具有四个碳碳双键，可形成多支链聚合物，提高对原油的增溶作用，引入含氟单体，可在多支链上形成极性基团，影响蜡晶表面电荷排布，使蜡晶在油相中充分分散，提升原油的流动性能。

19、(4)、本发明引入的硅氧烷单体可利用支链上的硅-氧结构在聚合物与原油界面起到桥接作用，提高对原油的吸附性，改变蜡晶网状结构而降凝。

20、(5)、本发明引入纳米高岭土对聚合物进行表面修饰，利用纳米黏土良好的插层特性，起到蜡结晶模板作用，使含蜡原油中析出的蜡晶转变为尺寸更大、结构更紧凑的蜡晶絮凝体，进而破坏蜡晶空间网络结构，提高降凝效果。

技术特征：

1.一种水基聚合物/纳米复合高凝原油降凝剂的制备方法，其特征在于：将自主合成的单体十八烯酸苄酯与四甲基二乙烯基二硅氧烷、花生四烯酸、偏氟乙烯进行四元共聚，再用纳米高岭土对四元聚合物进行表面修饰，通过油水乳化得到降凝剂。

2.根据权利要求1所述的一种水基聚合物/纳米复合高凝原油降凝剂的制备方法，其特征在于：所述单体十八烯酸苄酯的制备方法包括：

3.根据权利要求1所述的一种水基聚合物/纳米复合高凝原油降凝剂的制备方法，其特征在于：四元共聚物的制备方法包括：

4.根据权利要求1所述的一种水基聚合物/纳米复合高凝原油降凝剂的制备方法，其特征在于：所述降凝剂的制备方法包括：

技术总结
本发明公开了一种水基聚合物/纳米复合高凝原油降凝剂的制备方法，将自主合成的单体十八烯酸苄酯与四甲基二乙烯基二硅氧烷、花生四烯酸、偏氟乙烯进行四元共聚，再用纳米高岭土对四元聚合物进行表面修饰，通过油水乳化得到降凝剂。本发明的水基聚合物/纳米复合降凝剂制备方法创新进行分子结构设计，打破油溶性降凝剂常用的丙烯酸酯类及EVA类结构，引入含苯环的长碳链酯基、多支链烯酸、极性含氟基团、硅氧基团进行共聚，采用纳米粘土进行表面修饰，再通过油水乳化形成水包油型高效水基降凝剂，达到降凝后药剂易分离和提高降凝性能的双重功效。

技术研发人员：石昀,谢富强,朱琳,安丽媛,李伟,陈颖,甄巧玲
受保护的技术使用者：天津大港油田滨港集团博弘石油化工有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/2/25