[发明专利]稠油纳米降粘剂及其制备方法

说明书

 

技术领域

本发明涉及稠油纳米降粘剂的设计及其制备方法，属于高分子纳米材料制备技术领域。

背景技术

由于石油资源日趋减少，常规原油的产量不断下降，储量丰富的稠油引起了人们的普遍关注。随着稠油资源的不断开发，稠油输送成为了主要的技术难题。

目前，采用添加流动性改进剂输送稠油被认为是最经济的方法。因而稠油降粘剂的研究成为当前石油化工的一个热点。由于纳米材料具有小尺寸、比表面积大、吸附性好的特点，因此纳米材料被不断的应用于石油的降粘剂中。但是到现在为止，纳米丙烯酸高碳酯、二乙烯苯-丙烯酸高碳酯降粘剂还没有被报道。

发明内容

本发明的目的是为克服上述现有技术的不足，提供一种稠油纳米降粘剂及其制备方法。

为实现上述目的，本发明采用下述技术方案：

一种稠油纳米降粘剂的制备方法，它包括以下步骤：

（1）纳米丙烯酸短链酯制备：量取1-30毫升丙烯酸短链酯，加入到10-300毫升溶剂，通入氮气，加入0.1-3克引发剂，加热到60-100℃反应2-6小时；

或者，纳米二乙烯苯-丙烯酸短链酯的制备：量取100毫升丙烯酸短链酯，15-40毫升二乙烯苯，加入到800-1600毫升溶剂，通入氮气，加入0.1-2克过引发剂，加热到60-100℃反应2-6小时。

（2）纳米丙烯酸短链酯反应液的处理：得到的反应液通过离心或通过旋蒸仪在30-60℃下将水蒸出，然后在60-80℃真空干燥12-24小时得到纳米丙烯酸短链酯粉末；

（3）纳米丙烯酸高碳酯制备：称取1-10克纳米丙烯酸短链酯粉末和1-10克有机长链碳醇溶于30-300毫升二甲基甲酰胺，加入纳米丙烯酸短链酯粉末和有机长链碳醇总重量百分比为1%-3%的催化剂在140-180℃下反应4-12小时，冷却至室温；

（4）纳米丙烯酸高碳酯的处理：将冷却的溶液加入到一定量水中，过滤，然后在60-80℃真空干燥12-24小时，即得。

所述步骤（1）中纳米丙烯酸短链酯制备与溶剂的优选体积比为100:(800-1600)，进一步优选100：（800-1000）。该处溶剂的比例和体积达到能够实现反应即可。

所述步骤（1）中纳米丙烯酸短链酯与二乙烯苯的优选体积比为100:(15-40)。

所述步骤（3）中纳米丙烯酸短链酯粉末和有机长链碳醇的质量比优选1:(1-2)。

所述步骤（1）中丙烯酸短链酯为丙烯酸甲酯、丙烯酸乙酯、丙烯酸丙酯、丙烯酸丁酯、甲基丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸乙酯、甲基丙烯酸丙酯或甲基丙烯酸丁酯。

所述步骤（1）中溶剂为水、乙腈、正庚烷或丙酮。

所述步骤（1）所述的引发剂为过氧化本甲酰、过硫酸铵、过硫酸钾或偶氮二异丁腈。

所述步骤（3）中有机长链醇为十二醇、十四醇、十六醇、十八醇、二十醇、二十二醇、二十四醇或二十六醇。

所述步骤（3）中催化剂为氢氧化钠、氢氧化钾、对甲基苯磺酸或浓硫酸。

上述的制备方法制备的稠油纳米降粘剂，包括纳米丙烯酸高碳酯和纳米二乙烯苯-丙烯酸高碳酯。

产物的形貌通过JEM-2100 高分辨透射电子显微镜照片（TEM）显示。产品的结构通过红外光谱仪、拉曼光谱仪进行表征。运动粘度测试是采用SYA-265B石油产品运动粘度恒温浴进行测试。

本发明的有益效果是，本方法通过制备了稠油纳米降粘剂。该产品降粘效果好，适用范围广，成本低廉，生产简单，重复性好，可以进行大量的生产。

该纳米降粘剂包括纳米丙烯酸高碳酯、纳米二乙烯苯-丙烯酸高碳酯。本发明所涉及的纳米降粘剂不仅降粘效果好、适用范围广，而且合成简单、成本低。经实验，本发明所涉及的纳米降粘剂对大庆原油和胜利原油的净降粘率可达到45%以上。

附图说明

图 1是本发明实施例4,12制备的纳米甲基丙烯酸甲酯（a）、纳米甲基丙烯酸十八酯（b）、纳米二乙烯苯-甲基丙烯酸甲酯（c）、纳米二乙烯苯-甲基丙烯酸十八酯（d）的透射电子显微镜照片（TEM）。由图a-d可知，我们得到的是降粘剂是纳米大小的。其中聚甲基丙烯酸十八酯纳米球的粒径为平均200nm左右，二乙烯苯-甲基丙烯酸十八酯纳米球平均粒径为250nm左右