[发明专利]一种含蜡原油流变助剂

说明书

技术领域

本发明涉及一种用于改善含蜡原油流变性的助剂，特别是基于层状双氢氧化物的含蜡原油流变助剂，属于石油管道输送技术领域。

背景技术

我国易凝高粘原油资源丰富，其产量占全国原油总产量的80％以上，国内胜利、大庆、长庆等主力油田所产出的原油均为易凝高粘原油，所以输送易凝高粘原油的相关输油管道也很多，如东北的庆铁线、铁大线、铁秦线，华北的东黄线、东辛线、鲁宁线，西北的西部输油管道，长江中下游的仪长线等。在较高温度下，蜡能很好地溶解在液态原油中。但随着油温的降低，蜡在液态油中的溶解度急剧下降。当原油温度低于饱和温度，即过冷度超过蜡结晶析出所要求的临界过冷度时，原油中的液态蜡分子聚结稳定性下降，从而导致溶液中析出蜡晶。当温度进一步降低，蜡晶大量析出并在原油中无规搭接、缠绕，形成连续的三维结晶网络，使原油由溶胶体系向凝胶体系转变，形成具有一定强度的胶凝结构。这造成了易凝高粘原油在开采、储存、输送过程中的种种困难。易凝高粘原油的开采与输送一直是石油行业关注的焦点，如何进行高效、节能地输送高含蜡原油是我国石油工程、储运行业的关键问题。

传统的加热输送工艺虽然行之有效，但其耗能高、允许输量变化范围窄、管道安全停输时间有限。乳化降粘技术也是易凝高粘原油长距离输送的方法之一，其关键在于选择以表面活性剂为核心的乳化剂体系，且存在后期破乳、脱水等棘手问题，工艺整体运行成本高。

对含蜡原油添加聚合物型降凝剂(pourpointdepressant)等流变助剂(flowimprover)，进行化学改性输送是一种提高管输经济性和安全性的输油技术。降凝剂是一种化学合成的聚合物或缩合物，其分子链中一般含有能分散蜡晶的极性基团和能与蜡分子发生成核、吸附、共晶作用的长链烷基。专利US1815022公开了氯化石蜡和萘的缩合物可作为降凝剂使用，开启了降凝剂的初始探索阶段。专利US3048479公开了乙烯-醋酸乙烯酯共聚物作为原油降凝剂。此后，国内外对降凝剂的研究多注重于改变共聚物类型、配比，以及有效成分的复配。专利CN102070749A公开了一种含蜡原油降凝剂的制备方法，由马来酸酐、苯乙烯和醋酸乙烯酯三元共聚而成；专利CN1247633C公开了一种乙烯、醋酸乙烯、聚醚乙烯三元共聚物降凝剂；专利CN1074037C公开了一种丙烯酸酯类与醋酸乙烯酯共聚物、表面活性剂的复配型原油降凝剂；专利CN1141372C公开了一种由EVA、丙烯酸酯-马来酸酐-醋酸乙烯酯共聚物、丙烯酸高碳醇酯、聚醚等多种聚合物复配的原油降凝剂。

虽然国内外对原油降凝剂开展了大量的研究，但关于降凝剂的作用机理依然存在分歧，不论降凝剂对蜡晶是起分散还絮凝作用，但降凝剂作为蜡晶改性剂，降凝剂的加入均能显著改善蜡晶的结晶习性，使蜡晶形貌更为规则，结构更为紧凑，难以形成连续性絮凝网络体系，释放液态油成分，宏观表现为凝点降低、低温表观粘度下降、低温流变性得以改善。目前，聚合物型降凝剂已经成功应用于多条国内外输油管道并取得了显著的经济效益，但此类降凝剂仍存在诸多不足：

1、传统聚合物型降凝剂的时效性不能满足管输要求；

2、传统聚合物型降凝剂抗剪切和抗重复加热处理能力较差；

3、传统聚合物型降凝剂添加后，加剂原油对温度回升敏感，存在温度回升恶化区间；

4、传统聚合物型降凝剂的加入使管道蜡沉积增加；

5、对高含蜡原油的降凝降粘效果不理想。