一種納米原油降凝劑、制備方法及應(yīng)用方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及一種原油降凝的技術(shù)領(lǐng)域，具體來(lái)說(shuō)，涉及一種納米原油降凝劑、制備 方法及應(yīng)用方法。 技術(shù)背景
[0002] 我國(guó)原油的運(yùn)輸方式主要靠管道運(yùn)輸，但是原油大都含蠟量比較多，而且低溫流 動(dòng)性也不好，日積月累，導(dǎo)致管道中蠟的沉積量增大，這不僅影響原油的運(yùn)輸，而且存在較 大的安全隱患。因此，為解決這一問(wèn)題，當(dāng)務(wù)之急是尋找一種方法降低原油的凝點(diǎn)，提高其 低溫流動(dòng)性。
[0003] 目前改進(jìn)方法主要可以分為兩類：物理法和化學(xué)法。其中物理法主要是加熱法。 其主要是通過(guò)加熱輸送的方式改變其低溫流動(dòng)特性較差的事實(shí)。其輸送原理為原油中的 蠟、膠質(zhì)及瀝青質(zhì)等隨著溫度的升高將溶解在原油中，使原油的滾動(dòng)性得以改善，以達(dá)到輸 送的目的。但它有兩方面的能量損失即磨阻損失和散熱損失。這就導(dǎo)致其額外的費(fèi)用消 耗，燃料消耗多、允許的輸量范圍變化小，而且在加熱輸送過(guò)程中停輸將會(huì)導(dǎo)致凝結(jié)從而產(chǎn) 生危險(xiǎn)。
[0004] 化學(xué)法主要包括乳化降凝法、懸浮輸送法和加降凝劑法。但是前兩種使用方法比 較受限，因其需要大量的水，因此在水量缺失的干旱地區(qū)難以利用。而加降凝劑法是通過(guò)加 入降凝劑使原油凝點(diǎn)和黏度降低進(jìn)行常溫輸送的方法。加降凝劑法的工作原理是降凝劑的 加入使蠟晶聚集在降凝劑的周圍減少了蠟晶之間的親和力，同時(shí)降凝劑起到結(jié)晶中心的作 用，使蠟在其周圍結(jié)晶，所形成的蠟晶基體的強(qiáng)度較弱，使輸送較容易。其優(yōu)點(diǎn)是減少了加 熱所需的費(fèi)用，達(dá)到加熱所不能達(dá)到的輸送效果。更主要的是操作簡(jiǎn)單易行、節(jié)約能源、降 低油品的生產(chǎn)成本、不會(huì)對(duì)管道產(chǎn)生不良的腐蝕效果，而且有利于環(huán)境保護(hù)。
[0005] 降凝劑降凝技術(shù)最早是Davis于1931年將氯化石錯(cuò)和萘通過(guò)Friedel-crafts縮 合反應(yīng)，該種降凝劑主要用在潤(rùn)滑油中，至今仍具有廣泛的應(yīng)用。迄今為止，國(guó)內(nèi)外文獻(xiàn)和 專利報(bào)道的原油降凝劑的種類和數(shù)量很多，常用的有以下幾種類型：乙烯-醋酸乙烯酯共 聚物及其衍生物、（甲基）丙烯酸高碳醇酯類聚合物及其衍生物、苯乙烯-馬來(lái)酸酐-丙烯 酸高碳醇酯共聚物及其衍生物、丙烯酸高碳醇酯-馬來(lái)酸酐-醋酸乙烯酯共聚物及其衍生 物。這些降凝劑具有較好的降凝效果，在原油的輸送工藝中發(fā)揮著不可磨滅的作用。隨著 社會(huì)對(duì)節(jié)能、安全等的極大關(guān)注，提高輸送過(guò)程的節(jié)能、安全流動(dòng)具有更高的意義。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006] 技術(shù)問(wèn)題：本發(fā)明所要解決的技術(shù)問(wèn)題是：提出了一種納米原油降凝劑、制備方 法及應(yīng)用方法，該降凝劑能夠使原油粘度及凝固點(diǎn)降低，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)在低溫下仍具有較好的 流動(dòng)性。
[0007] 技術(shù)方案：為了解決上述的問(wèn)題，本發(fā)明實(shí)施例采用如下的技術(shù)方案：
[0008] 第一方面，本實(shí)施例提供一種納米原油降凝劑，該納米原油降凝劑按照質(zhì)量百分 比，包括以下組分：
[0009] 具有核殼結(jié)構(gòu)的二氧化硅：0.57~1.08%; 弓I發(fā)劑； 0.08-1.07%； 單體: 2.78-18.6%； 溶劑： 79.72-96.54% 〇
[0010] 作為第一方面第一種優(yōu)選方案，所述的具有核殼結(jié)構(gòu)的二氧化硅以二氧化硅粒子 為核，以帶雙鍵的無(wú)機(jī)硅氧烷為殼。
[0011] 作為第一方面第二種優(yōu)選方案，所述的引發(fā)劑為偶氮二異丁腈、偶氮二異庚腈或 者過(guò)氧化苯甲酰。
[0012] 作為第一方面第三種優(yōu)選方案，所述的溶劑為甲苯、三氯甲烷或者二氯甲烷。
[0013] 作為第一方面第四種優(yōu)選方案，所述的單體為具有脂肪族長(zhǎng)主鏈的疏水單體，且 單體的極性小于〇. 1。
[0014] 作為第一方面第五種優(yōu)選方案，所述的單體為甲基丙烯酸十八酯、丙烯酸十八酯、 甲基丙烯酸十六酯或者甲基丙烯酸十四酯。
[0015] 第二方面，本實(shí)施例提供一種納米原油降凝劑的制備方法，該制備方法包括以下 過(guò)程：
[0016] 第一步：制備具有核殼結(jié)構(gòu)的二氧化硅：將二氧化硅、乙醇、氨水、蒸餾水、硅酸四 乙酯和硅烷偶聯(lián)劑混合攪拌，反應(yīng)12~36h，形成具有核殼結(jié)構(gòu)的二氧化硅，然后該具有核 殼結(jié)構(gòu)的二氧化硅進(jìn)行離心和烘干處理，從而制得具有核殼結(jié)構(gòu)的二氧化硅；該具有核殼 結(jié)構(gòu)的二氧化硅按照質(zhì)量百分比，包括以下組分：
[0017] 二氧化硅：0· 11 ~1. 23%
[0018]乙醇：70· 5 ~80. 1%;
[0019]氨水：5. 42 ~7. 23%;
[0020] 蒸餾水：6· 83 ~7. 81 % ;
[0021] 硅酸四乙酯：1· 04~3. 31% ;
[0022] 硅烷偶聯(lián)劑：5· 81~10. 93% ;
[0023] 第二步：制備納米原油降凝劑：將第一步制備的具有核殼結(jié)構(gòu)的二氧化硅溶解在 溶劑中，然后加入引發(fā)劑和單體，在氮?dú)獾谋Ｗo(hù)下，在溫度60~80°C反應(yīng)6~8小時(shí)，制成 納米原油降凝劑。
[0024]作為第二方面第一種優(yōu)選方案，所述的第二步中，納米原油降凝劑按照質(zhì)量百分 比，包括以下組分：
[0025] 具有核殼結(jié)構(gòu)的二氧化硅：0.57~1.08%; 引發(fā)劑； 0.08-1.07%； 單體: 2,78-18.6%； 溶劑: 79.72-96.54%〇
[0026] 第三方面，本實(shí)施例提供一種納米原油降凝劑的應(yīng)用方法，將納米原油降凝劑添 加到原油中，作為原油的降凝劑；該納米原油降凝劑按照質(zhì)量百分比，包括以下組分：
[0027] 具有核殼結(jié)構(gòu)的二氧化硅：0,57~L08%; 引發(fā)劑： 0.08~1.07%; 單體： 2.78-18,6%; 溶劑； 79.72~96.54%〇
[0028] 作為第三方面第一種優(yōu)選方案，所述的納米原油降凝劑和原油的質(zhì)量比為： 0. 001 ~0. 05:10。
[0029] 有益效果：與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明實(shí)施例具有以下有益效果：
[0030] (1)能夠使原油粘度及凝固點(diǎn)降低，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)在室溫20°C下仍具有較好的流動(dòng) 性。此降凝劑改變了原油中蠟晶的尺寸和形狀，改變了蠟晶形態(tài)，使蠟晶形成三維空間網(wǎng)狀 結(jié)構(gòu)的能力變?nèi)?，從而降低了原油的凝固點(diǎn)，增強(qiáng)了原油的流動(dòng)性。
[0031] (2)持續(xù)降凝有效時(shí)間長(zhǎng)。通過(guò)試驗(yàn)驗(yàn)證，在靜置3天后，加有原油降凝劑的原油 的凝點(diǎn)和粘度效果一樣。
[0032] (3)此降凝劑的原料來(lái)源穩(wěn)定，價(jià)格低廉，具有廣闊的市場(chǎng)應(yīng)用前景。
【附圖說(shuō)明】
[0033]圖1是本發(fā)明實(shí)施例中在具有核殼結(jié)構(gòu)的二氧化硅的表面繼續(xù)接上長(zhǎng)鏈烷基的 反應(yīng)示意圖。
[0034]圖2是本發(fā)明實(shí)施例中具有核殼結(jié)構(gòu)的二氧化硅的掃描電鏡圖。
[0035]圖3是本發(fā)明實(shí)施例的納米原油降凝劑的掃描電鏡圖。
[0036] 具體實(shí)施方法
[0037] 為了深入了解本發(fā)明，下面結(jié)合附圖及具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)說(shuō)明。
[0038] 本發(fā)明實(shí)施例的一種納米原油降凝劑，按照質(zhì)量百分比，包括以下組分：
[0039] 具有核殼結(jié)構(gòu)的二氧化硅：0.57~1.08%; 引發(fā)劑: 0.08-1.07%； 單體： 2.78~18.6%; 溶劑： 79.72~96.54%。
[0040] 作為優(yōu)選方案，所述的具有核殼結(jié)構(gòu)的二氧化硅以二氧化硅粒子為核，以帶雙鍵 的無(wú)機(jī)硅氧烷為殼。如圖1所示，對(duì)二氧化硅進(jìn)行表面改性，使其表面接枝上一圈帶雙鍵的 殼。進(jìn)一步與甲基丙烯酸十八酯等單體反應(yīng)，使其表面形成的烷基鏈很長(zhǎng)。
[0041] 本實(shí)施例的具有核殼結(jié)構(gòu)的二氧化硅是經(jīng)過(guò)改性的二氧化硅。制備具有核殼結(jié) 構(gòu)的二氧化硅的過(guò)程為：將二氧化硅、乙醇、氨水、蒸餾水、硅酸四乙酯和硅烷偶聯(lián)劑混合攪 拌，反應(yīng)12~36h，形成具有核殼結(jié)構(gòu)的二氧化硅，然后該具有核殼結(jié)構(gòu)的二氧化硅進(jìn)行離 心和烘干處理，從而制得具有核殼結(jié)構(gòu)的二氧化硅；該具有核殼結(jié)構(gòu)的二氧化硅按照質(zhì)量 百分比，包括以下組分：
[0042] 二氧化硅：0· 11 ~1. 23%
[0043] 乙醇：70· 5 ~80. 1% ;
[0044] 氨水：5. 42 ~7. 23% ;
[0045] 蒸餾水：6· 83 ~7. 81 % ;
[0046] 硅酸四乙酯：1· 04~3. 31% ;
[0047] 硅烷偶聯(lián)劑：5· 81~10. 93% ;
[0048] 作為優(yōu)選方案，所述的引發(fā)劑為偶氮二異丁腈、偶氮二異庚腈或者過(guò)氧化苯甲酰。 所述的溶劑為甲苯、三氯甲烷或者二氯甲烷。
[0049] 所述的單體為具有脂肪族長(zhǎng)主鏈的疏水單體，且單體的極性小于0. 1。作為優(yōu)選， 所述的單體為甲基丙烯酸十八酯、丙烯酸十八酯、甲基丙烯酸十六酯或者甲基丙烯酸十四 酯。
[0050] 以二氧化娃粒子為核，帶雙鍵的無(wú)機(jī)硅氧烷為殼的二氧化娃納米粒子，與單體反 應(yīng)，使其表面具有長(zhǎng)鏈烷烴結(jié)構(gòu)的納米原油降凝劑。該納米原油降凝劑的長(zhǎng)鏈烷基具有 14~18個(gè)碳，一方面能夠作為蠟析出結(jié)晶的晶核中心，使原油中小的