[发明专利]一种高蜡稠油纳米复合材料降凝剂及其制备方法

说明书

技术领域

本发明属于高分子纳米材料制备技术领域，特别涉及一种高蜡稠油纳米复合材料降凝剂及其制备方法。 

背景技术

我国生产的原油主要属于多蜡的高凝油和富含胶质、沥青质的稠油。随着国内各大油田进入开发的中后期，原油产量和品质都在不断下降，高凝、高粘原油的比例逐渐提高。 

随着石油资源的日益匮乏，储量丰富的稠油引起了人们的普遍关注。我国稠油资源分丰富，约有2.5×10¹⁰吨，占石油总资源的28％。但是由于稠油中含有大量的石蜡、胶质和沥青质，导致其具有高粘度、流动性差等显著特点，给开采和运输带来了相当大的难度，降低稠油粘度、改善稠油流动性是解决稠油开采、集输和炼制问题的关键。 

随着世界石油需求量的不断发展，进一步有效利用高蜡高稠原油资源的重要性日益凸显，特别是现有油田的不断开发，开采后期高蜡高稠原油比例越来越高，更增加了其重要性。由于高蜡高稠原油的高含蜡和高粘性使得工业应用条件更加苛刻，因此有效降低高蜡高稠原油的凝点和粘性具有深刻的工业背景，从而构成了油田化学研究难点和热点。 

对于低含蜡类原油，目前已有了聚乙烯-醋酸乙烯酯共聚物降凝等较好的工业解决方案，但是对高蜡高稠原油效果不尽理想；同时由于目前降凝剂合成基本上均采用溶液聚合或沉淀聚合，溶液聚合往往聚合介质为有毒物质易产生环境污染，而沉淀聚合则在合成过程中易产生粘稠聚合物，随着粘稠聚合物不断产生迫使反应中断，无法保证反应时间的有效性并使分子量受到局限，降凝剂产物的分散性和热稳定性差。 

发明内容

本发明的目的是为克服上述现有技术的不足，提供一种新型稠油纳米复合材料降凝剂及其制备方法，同时大幅降低高蜡稠油的凝点，从而增强其低温流动性。采用的新型分散聚合方法，也保证了聚合物的反应程度和分子量，提高了产量并且一定程度上减小了污染。 

为实现上述目的，本发明采用沉淀聚合中的分散聚合方法，在引发剂和分散剂的作用下，合成了含有强极性侧链和长碳链的高分子聚合物。 

本发明采用下述技术方案： 

一种高蜡稠油纳米复合材料降凝剂的制备方法，包括如下步骤： 

(1)称取乙烯基咪唑、2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸、丙烯酸高碳醇酯/甲基丙烯酸高碳 醇酯、分散剂，加入到有机溶剂中，通氮气，加入引发剂，冷凝回流，在60-90℃下反应4-9小时；收集反应液； 

(2)将步骤(1)得到的反应液过滤，洗涤，干燥、即得高蜡稠油纳米复合材料降凝剂； 

所述乙烯基咪唑，2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸，丙烯酸高碳醇酯/甲基丙烯酸高碳醇酯的摩尔比为1-6：1-6：1-6；所述丙烯酸高碳醇酯/甲基丙烯酸高碳醇酯与有机溶剂的体积比为1：5-50；所述分散剂的加入量与所述乙烯基咪唑、2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸、丙烯酸高碳醇酯/甲基丙烯酸高碳醇酯的总加入量的质量比为1-6：50。 

步骤(1)中，所述有机溶剂为乙醇、N，N-2-甲基甲酰胺、或乙醇与N，N-2-甲基甲酰胺的混合溶剂。 

步骤(1)中，所述分散剂为聚乙烯吡咯烷酮。 

步骤(1)中，所述丙烯酸高碳醇酯/甲基丙烯酸高碳醇酯的“高碳酯”中的碳原子数为12-32。 

步骤(1)中，所述甲基丙烯酸高碳醇酯为甲基丙烯酸十八酯、甲基丙烯酸十二酯、甲基丙烯酸十六酯甲基丙烯酸二十酯或甲基丙烯酸二十二酯，所述丙烯酸高碳酯为丙烯酸十二酯、丙烯酸十六酯、丙烯酸十八酯、丙烯酸二十酯或丙烯酸二十二酯。 

步骤(1)中，所述的引发剂为过氧化苯甲酰、过硫酸铵、过硫酸钾或偶氮二异丁腈。 

一种高蜡稠油降凝剂复合材料降凝剂，具有通式Ⅰ或Ⅱ的结构 

或 

其中，n、m、p为1-9的自然数，R为C_xH_2x+1，12≤x≤22，x为自然数。 

本发明由于采取以上技术方案，其具有以下优点： 

1、首次通过分散聚合的方法合成降凝剂复合材料，并且将高分子降凝剂高蜡稠油的降凝领域。本方法制备的纳米复合材料降凝剂降凝效果好，对大庆高蜡稠油的净降凝幅度达到8℃，且作用时间长，成本低廉，生产简单，生产过程清洁无污染，产品易于获取，易于大量生产，产品为粉末状便于储存和运输。