[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

随着世界经济的发展，能源问题日益严峻，其中石油资源的匮乏尤为突出。由于常规原油的可开采量的不断减少，储量丰富的稠油逐渐被人们关注。我国稠油资源丰富，主要分布在大庆、胜利、新疆和辽河等油田。由于稠油中含有大量的石蜡、胶质和沥青质，因而导致其具有粘度高，相对密度大，流动性差的显著特点，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，因此稠油降粘技术成为油田化学研究的热点方向之一。

目前，国内外应用或正在研究的稠油降粘法主要有加热降粘、掺稀油降粘、乳化降粘及添加油溶性降粘剂降粘等，这些方法中，油溶性降粘剂以其加量少、工艺简单、后续处理容易等优点成为了原油流动改性剂的热点之一。由于纳米材料具有小尺寸、比表面积大、吸附性好等特点，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，三元纳米聚（二乙烯基苯-丙烯酸短链酯-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）称取二乙烯基苯、丙烯酸短链酯或甲基丙烯酸短链酯、丙烯酸高碳酯或甲基丙烯酸高碳酯，加入到溶剂中，然后通入氮气，加入0.1-3克引发剂，冷凝回流，在60-100℃温度下反应1-5小时；所述二乙烯基苯、丙烯酸短链酯或甲基丙烯酸短链酯、丙烯酸高碳酯或甲基丙烯酸高碳酯的摩尔比为（1-6）:(1-6)：（1-6）；所述丙烯酸高碳酯或甲基丙烯酸高碳酯与溶剂的优选体积比为1:(5-50)；

（2）将步骤（1）最终得到的反应液过滤，固体用去离子水冲洗，然后在冷冻干燥得到稠油纳米降粘剂粉末。

一种稠油纳米降粘剂为三元纳米聚（二乙烯基苯-(甲基)丙烯酸短链酯-(甲基)丙烯酸高碳酯）降粘剂，其结构式为：

其中，x≥9,5≥y≥0。

所述步骤（1）中二乙烯基苯、丙烯酸甲酯和丙烯酸高碳酯或甲基丙烯酸高碳酯的摩尔比为（1-3）:(1-2)：（1-6）。

所述步骤（1）中所述溶剂的体积为25-600毫升。

所述步骤（1）中丙烯酸短链酯或甲基丙烯酸短链酯的“短链酯”中的碳原子数为1-6。优选的，丙烯酸短链酯为丙烯酸甲酯、丙烯酸乙酯、丙烯酸丙酯、或丙烯酸丁酯，所述甲基丙烯酸短链酯为甲基丙烯酸甲酯、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）中丙烯酸高碳酯或甲基丙烯酸高碳酯的“高碳酯(高碳醇酯)”中的碳原子数大于等于10。优选的，丙烯酸高碳酯为丙烯酸十二酯、丙烯酸十四酯、丙烯酸十六酯、丙烯酸十八酯、丙烯酸二十酯、丙烯酸二十二酯、丙烯酸二十四酯、或丙烯酸二十六酯；所述甲基丙烯酸高碳酯为甲基丙烯酸十二酯、甲基丙烯酸十四酯、甲基丙烯酸十六酯、甲基丙烯酸十八酯、甲基丙烯酸二十酯、甲基丙烯酸二十二酯、甲基丙烯酸二十四酯、或甲基丙烯酸二十六酯。

所述步骤（1）中溶剂为乙腈、乙醇或丙酮。

所述步骤（1）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。

所述步骤（2）中过滤通过布氏漏斗抽滤。

所述步骤（2）中冷冻干燥时间为12小时。

本发明还提供上述制备方法制备的稠油纳米降粘剂。

产物的形貌通过冷场发射扫描电子显微镜照片（SEM）显示。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，价格低廉，适用范围广，可以进行大量的生产。

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、重复性好、可以进行大量的生产。经实验，本发明所涉及的纳米降粘剂对大庆稠油稠油的降粘率可达51.5%，对胜利稠油的降粘率可达39.5%。

附图说明

图1a是本发明实施例23合成的纳米聚（二乙烯基苯-丙烯酸甲酯-丙烯酸十八酯）的冷场发射扫描电子显微镜照片（SEM）。

图1b是图1a在不同放大倍数的冷场发射扫描电子显微镜照片（SEM）。

图2是本发明实施例54制备的纳米聚（二乙烯基苯-甲基丙烯酸甲酯-甲基丙烯酸十八酯）对大庆稠油的降粘曲线。