[发明专利]原油降粘降凝组合物

说明书

技术领域

本发明是一种原油降粘降凝组合物，涉及有机化学、石油工业及管道系统技术领域。

背景技术

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沥青质。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。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，加热自耗燃料原油达输送原油量的0.6％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。

乳液技术是针对高凝原油输送的解决方案之一，需要使用以表面活性剂为核心的乳化剂组合物。例如，CN 1091133C(专利号ZL 97105954.3)公开了一种由十二烷基苯磺酸钠、烷基酚聚氧乙烯醚、油酸钠和碱构成的组合物，CN 1073139C(专利号ZL 98120311.6)公开了一种由木质素、脂肪醇聚环氧乙烷醚硫酸酯、聚丙烯酰胺、三聚磷酸钠和氢氧化钠构成的组合物，CN 1233783C(专利号ZL 02159001.X)公开了一种包含羧基化聚醚、碳酸钠、烷基磺酸钠和阳离子聚电解质PF-C的组合物。将这些乳化剂组合物与原油和水按一定比例混合制成水包油乳液后再进行管线输送，但是这些水包油乳液中水分含量很高，会降低管线输送效率，且存在乳液的破乳、脱水问题，整体运行成本较高。

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，产生降凝降黏效果，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，为了和本发明基于无机纳米粒子的降凝剂区别，在本发明中将它们称为“有机降凝剂”。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)，至今仍在应用在润滑油中；1942年美国专利US 2303823中描述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、多组分复配等等。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，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 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，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及其与非离子表面活性剂组成的降凝剂组合物，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高分子聚合物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)公开了一种由惰性流体物质、分散剂、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。使用这些原油降凝剂的确改善了原油的低温流动性，但仍然存在一些不足：

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；