醚酯接枝改性氧化石墨烯原油降凝剂及其制备方法和应用与流程

本发明属于氧化石墨烯改性，具体涉及一种醚酯接枝改性氧化石墨烯原油降凝剂及其制备方法和应用。

背景技术：

1、我国生产的原油有相当一部分是高含蜡原油，此类原油的凝点较高，流动流动性较差。传统上采取的加热集输工艺能耗较高，且对原油凝点无实质影响。聚合物类原油降凝剂可以有效抑制含蜡原油析蜡特性和蜡晶聚集行为，从而显著降低含蜡原油的凝点、应力屈服值以及低温条件下的粘度等特性。总体来说，传统聚合物类降凝剂，例如聚丙烯酸酯类、聚马来酸高碳胺酰胺类等多元共聚物等，可提高原油管输过程的经济型和安全性，但是仍存在着普适性差、抗过泵高速剪切性以及抗重复加热能力有限等缺陷。

2、氧化石墨烯表面富含羟基和环氧等集团，其中三元的环氧基活性高，可以利用其与亲核活性基团发生亲核加成反应，从而在氧化石墨烯表面引入活性基团。基于此理论，可以对氧化石墨烯表面进行改性，接入长链烷基官能团，如下式所示。但是常用的对环氧基具有良好进攻活性的长链烷基胺空间位阻比较大，难以直接进攻氧化石墨烯。

3、

技术实现思路

1、为了克服现有聚合物型原油降凝剂的缺点，本发明的目的一在于提供一种改性氧化石墨烯原油降凝剂；

2、本发明的目的二在于提供上述改性氧化石墨烯原油降凝剂的制备方法；

3、本发明的目的三在于提供上述改性氧化石墨烯原油降凝剂的应用。

4、为了实现上述目的，本发明采用的技术方案如下：

5、一种醚酯接枝改性氧化石墨烯原油降凝剂的制备方法，包括以下步骤：

6、s1，将氧化石墨烯在有机溶剂中超声分散，得到分散液；所述有机溶剂的质量为氧化石墨烯质量50-150倍；

7、s2，向分散液中加入环氧氯丙烷和催化剂，在80-120℃的温度条件下搅拌加热1-5h，然后冷却至室温；所述环氧氯丙烷的质量为氧化石墨烯质量的0.3-1倍，催化剂质量为反应物总质量的0.05-0.1%；

8、s3，在搅拌条件下再向反应容器中加入与环氧氯丙烷等摩尔数的长链脂肪酸，将反应温度再次升高到80-120℃，继续搅拌加热1-5h，之后冷却到室温，得到改为醚酯接枝改性氧化石墨烯原油降凝剂。

9、优选地，所述氧化石墨烯的尺寸为0.5-50μm、厚度为0.5-5nm、氧含量为30%-50%，氧化石墨烯的纯度工业级及以上。

10、优选地，所述有机溶剂为苯、甲苯、二甲苯、三甲苯、混合苯中的一种或者几种的混合物。

11、优选地，所述催化剂为吡啶、对二甲胺基吡啶一种或者几种的混合物。

12、优选地，所述长链脂肪酸为油酸、硬脂酸、软脂酸、棕榈酸一种或者几种的混合物。

13、优选地，所述步骤s1中超声分散时间为10-30min。

14、优选地，所述步骤s2的搅拌速度为200-2000r/min；步骤s3的搅拌速度为200-2000r/min。

15、一种醚酯接枝改性氧化石墨烯原油降凝剂，按照上述制备方法制备得到。

16、一种醚酯接枝改性氧化石墨烯原油降凝剂的应用，具体为：应用时，将质量浓度为50-500ppm的醚酯接枝改性氧化石墨烯原油降凝剂加入原油中，测定其使原油的凝点降低6-15℃，使原油的粘度降低50-85%。

17、采用上述技术方案，本发明的优点如下：

18、1.本发明采用了长链脂肪酸接枝改性氧化石墨烯，在保证合成的改性氧化石墨烯具有长链烷基侧链的同时，使有机链含有醚键，增大了氧化石墨烯的极性，有利于在原油中与蜡晶核共晶时抑制晶体的长大，起到防蜡、降凝、降粘的作用。

19、2.氧化石墨烯材料的纳米属性可为石蜡分子的结晶提供成核点，使得晶体变得均匀细小，有利于降低蜡晶的结构强度，从而改善原油的流动阻力。氧原子的引入使氧化石墨烯侧链的化学键得以活化，降低其热稳定性，有利于其在炼油过程中分解，降低对原油品质和催化剂活性的影响。

20、3.本发明采用能溶于有机溶剂的有机碱作为催化剂，以提高催化效率。

21、4.本发明所用原料均可在市场购得，且来源广泛、充足，各步反应作简单，反应产物收率高，易于大规模推广应用。

22、上述说明仅是本发明技术方案的概述，为了能够更清楚的了解本发明的技术手段，并可依照说明书的内容予以实施，以下以本发明的较佳实施例详细说明如后。

技术特征：

1.一种醚酯接枝改性氧化石墨烯原油降凝剂的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

2.如权利要求1所述的醚酯接枝改性氧化石墨烯原油降凝剂的制备方法，其特征在于：所述有机溶剂的质量为氧化石墨烯质量50-150倍；所述环氧氯丙烷的质量为氧化石墨烯质量的0.3-1倍，催化剂质量为反应物总质量的0.05-0.1%。

3.如权利要求1所述的醚酯接枝改性氧化石墨烯原油降凝剂的制备方法，其特征在于：所述氧化石墨烯的尺寸为0.5-50μm、厚度为0.5-5nm、氧含量为30%-50%，氧化石墨烯的纯度工业级及以上。

4.如权利要求1所述的醚酯接枝改性氧化石墨烯原油降凝剂的制备方法，其特征在于：所述有机溶剂为苯、甲苯、二甲苯、三甲苯、混合苯中的一种或者几种的混合物。

5.如权利要求1所述的醚酯接枝改性氧化石墨烯原油降凝剂的制备方法，其特征在于：所述催化剂为吡啶、对二甲胺基吡啶一种或者几种的混合物。

6.如权利要求1所述的醚酯接枝改性氧化石墨烯原油降凝剂的制备方法，其特征在于：所述长链脂肪酸为油酸、硬脂酸、软脂酸、棕榈酸一种或者几种的混合物。

7.如权利要求1所述的醚酯接枝改性氧化石墨烯原油降凝剂的制备方法，其特征在于：所述步骤s1中超声分散时间为10-30min。

8.如权利要求1所述的醚酯接枝改性氧化石墨烯原油降凝剂的制备方法，其特征在于：所述步骤s2的搅拌速度为200-2000r/min；步骤s3的搅拌速度为200-2000r/min。

9.一种醚酯接枝改性氧化石墨烯原油降凝剂，其特征在于，按照权利要求1至8任一所述的制备方法制备得到。

10.一种醚酯接枝改性氧化石墨烯原油降凝剂的应用，其特征在于：应用时，将质量浓度为50-500ppm的醚酯接枝改性氧化石墨烯原油降凝剂加入原油中，测定其使原油凝点降低6-15℃，使原油粘度降低50-85%。

技术总结
本发明提供了一种醚酯接枝改性氧化石墨烯原油降凝剂及其制备方法和应用，所述制备方法包括：S1，将氧化石墨烯在有机溶剂中超声分散，得到分散液；S2，向分散液中加入环氧氯丙烷和催化剂，在80‑120℃的温度条件下搅拌加热1‑5h，然后冷却至室温；S3，在搅拌条件下再向反应容器中加入与环氧氯丙烷等摩尔数的长链脂肪酸，将反应温度再次升高到80‑120℃，继续搅拌加热1‑5h，之后冷却到室温，得到改为醚酯接枝改性氧化石墨烯原油降凝剂。本发明采用长链脂肪酸接枝改性氧化石墨烯，在保证合成的改性氧化石墨烯具有长链烷基侧链的同时，使有机链含有醚键，增大了氧化石墨烯的极性，有利于在原油中与蜡晶核共晶时抑制晶体的长大，起到防蜡、降凝、降粘的作用。

技术研发人员：翁华涛,连宇博,王永振,张庆祝,刘贵宾,杨海燕,王伟波,张松钊,周晓宇,魏亚军,赵志广,蒋伟,韩创辉,段雨,霍思彤
受保护的技术使用者：中国石油天然气集团有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/15