CN116120497A - 一种原油降凝剂及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种原油降凝剂及其制备方法，由溶解剂、高级酯、引发剂、极性化合物和非极性化合物组成。所述原油降凝剂制备包括：反应器中加入高级酯，溶解剂，升温至60～70℃搅拌，待高级酯完全融化，将极性化合物、非极性化合物以及引发剂加入反应器并引发反应，升温至70～90℃，氮气保护下反应3～9h，得到原油降凝剂。本发明提供的原油降凝剂常温为粘稠液体，高温为低粘液体，加入后能较好的与原油相溶，增加原油流动性，且阻碍原油中蜡的聚集。本发明中，降凝剂有效降凝的碳数分布可调，而且降凝剂具备闪点高、溶蜡速率快、凝点低以及对各类油田有普适性的特点，可实现高效降凝。

Description

一种原油降凝剂及其制备方法

技术领域

本发明涉及一种原油降凝剂及其制备方法，属于原油降凝领域。

背景技术

我国所产原油大多属于含蜡原油，像目前产量较大的大庆、胜利、大港、中原等油田开采的原油，含蜡量在5％～25％，均属于含蜡或高蜡原油。当其温度较低时会析出蜡晶，随着温度的进一步降低，当蜡含量达到2％～3％时，蜡晶便形成“卡片房子状”三维网状结构，使得原油的流动性变差，给原油的输送带来了困难，结蜡造成管道堵塞的事故时有发生，危害严重。目前对于蜡含量较高的原油一般采用物理加热、稀释法、乳化法、水悬浮、添加降凝剂等多种输送方法。前几种方法普遍能源消耗高、前期投入大、管理费用高、操作复杂，且现场应用有很大的局限性。添加降凝剂具有投资小，操作简单，无需后处理等特点。为了降凝降耗，减少输油事故的发生，开发研制优质高效的原油降凝剂一直是石油工作者研究的重点和热点。原油降凝剂是一种化学合成的高分子有机化合物，能够通过抑制蜡的析出和改善蜡晶的形状(尺寸、大小)进行干扰蜡晶的生长，使蜡分子不能形成空间网络结构，从而达到改善原油流变性的目的。在含蜡原油中添加降凝剂可以有效的改善原油的低温流变性,该技术在低输送量管道安全运行和节能降耗中发挥着极为重要的作用，在高凝含蜡原油中加入降凝剂进行常温输送要比其他方法更安全、更节能。此外，在含蜡原油中加入降凝剂可以降低原油中蜡的熔点，能够使含蜡原油达到常温输送,甚至低温输送，且在管线停输后易于启动，这对高凝，含蜡原油长距离输送有着重要的意义。

发明内容

本发明的目的是提供一种原油降凝剂及其制备方法，所述降凝剂有效降凝的碳数分布可调，而且降凝剂具备闪点高、溶蜡速率快、凝点低以及对各类油田有普适性的特点，可实现高效降凝。

本发明提供的原油降凝剂，由溶解剂、高级酯、引发剂、极性化合物和非极性化合物组成。

具体地，所述溶解剂可为芳香烃类、脂肪烃类、脂环烃类、醇类、醚类和酮类溶剂的一种或多种；

所述脂肪烃类溶剂具体可为戊烷、己烷和辛烷；

所述脂环烃类溶剂具体可为环己烷、环己酮和甲苯环己酮；

所述醇类溶剂具体可为甲醇、乙醇和异丙醇；

所述醚类溶剂具体可为乙醚和环氧丙烷；

所述酮类溶剂具体可为丙酮、甲基丁酮和甲基异丁酮；

所述芳香烃类溶剂可为单环芳烃溶剂、多环芳烃溶剂和稠环芳烃溶剂的一种或多种；

所述单环芳烃溶剂可为苯、甲苯和二甲苯；

所述多环芳烃溶剂可为联苯和联多苯的一种或多种；

上述的原油降凝剂中，所述高级酯可为醋酸乙烯酯、甲基丙烯酸十六酯、甲基丙烯酸十八酯和甲基丙烯酸二十酯中的一种或多种；

所述引发剂可为偶氮二异丁腈、偶氮二异庚腈、过氧化苯甲酰的一种或多种；

所述极性化合物可为邻苯二甲酸酐的胺盐、马来酸酐的胺盐、柠檬酸酐的脂肪胺、蓖麻醇酸的胺盐中的一种或多种；

所述非极性化合物可为苯乙烯、乙烯中的一种或多种。

以质量份计，本发明原油降凝剂的组成如下：

具体可为下述任一种：

1)高级酯30份；引发剂0.8份；非极性化合物20份；极性化合物20份；溶解剂50～100份；

2)高级酯30份；引发剂0.8份；非极性化合物20份；极性化合物10份；溶解剂50～100份；

3)高级酯60份；引发剂1份；非极性化合物10份；极性化合物20份；溶解剂50～100份；

4)高级酯60份；引发剂1份；非极性化合物10份；极性化合物30份；溶解剂50～100份；

5)高级酯30～60份；引发剂0.9份；非极性化合物10～20份；极性化合物10～30份；溶解剂50～100份；

6)高级酯30～60份；引发剂0.9份；非极性化合物20～80份；极性化合物30～40份；溶解剂50～100份；

本发明所述原油降凝剂可按照下述方法制备：

反应器中加入高级酯，溶解剂，升温至60～70℃搅拌，待高级酯完全融化，将极性化合物、非极性化合物以及引发剂加入反应器并引发反应，升温至70～90℃，氮气保护下反应3～9h，得到原油降凝剂。

进一步优选，三口烧瓶中加入所述高级酯，溶解剂，升温至65℃搅拌，待高级酯完全融化，将所述极性化合物、非极性化合物加入烧瓶并引发反应。升温至80℃，氮气保护下反应6h。

本发明提供的原油降凝剂常温为粘稠液体，高温为低粘液体，液体密度和粘度及适用降凝碳数范围可按照需求调节，加入后能较好的与原油相溶，增加原油流动性，且阻碍原油中蜡的聚集。

与现有技术相比，本发明具有如下优点：

本发明原油降凝剂除了可解决原油低温流动性较差的问题外，且动、静态稳定时效性非常好，可大大延长管道安全停输再启动的时间，并可实现含蜡原油的冷投、降温或常温输送。有利于实现长距离原油管道、海上管道、油田集输管道的间歇输送、降温输送和常温输送，可有效降低管输运行成本,提高管道的输送安全性，具有很好的应用前景。

具体实施方式

下述实施例中所使用的实验方法如无特殊说明，均为常规方法。

下述实施例中所用的材料、试剂等，如无特殊说明，均可从商业途径得到。

本发明原油降凝剂，以重量计包括以下组分：0.1～60份高级酯，0.8～1份引发剂；

0.1～40份的非极性化合物，0.1～40份的极性化合物，0.1～100份的溶解剂。

本发明原油降凝剂中，优选5～60份高级酯，具体为可为醋酸乙烯酯、甲基丙烯酸十六酯、甲基丙烯酸十八酯和甲基丙烯酸二十酯中的一种或多种。

本发明原油降凝剂中，优选0.8～1份引发剂，具体可为偶氮二异丁腈、偶氮二异庚腈、过氧化苯甲酰的一种或多种。

本发明原油降凝剂中，优选5～40份非极性化合物，具体为苯乙烯、乙烯中的一种或多种。

本发明原油降凝剂中，优选5～45份极性化合物，具体为邻苯二甲酸酐的胺盐、马来酸酐的胺盐、柠檬酸酐的脂肪胺、蓖麻醇酸的胺盐中的一种或多种。

本发明原油降凝剂中，优选10～100份溶解剂，具体为芳香烃类、脂肪烃类、脂环烃类、醇类、醚类和酮类溶剂的一种或多种。其中，芳香烃类溶剂可为单环芳烃溶剂、多环芳烃溶剂和稠环芳烃溶剂的一种或多种。

本发明提供的降凝剂既具有密度和粘度及适用降凝碳数范围可调的优点，加入后能较好的与原油相溶，增加原油流动性，且阻碍原油中蜡的聚集；同时动、静态稳定时效性非常好，可大大延长管道安全停输再启动的时间，并可实现含蜡原油的冷投、降温或常温输送；而且降凝剂具备闪点高、溶蜡速率快、凝点低以及对各类油田有普适性的特点，可实现高效降凝。

本发明对所述原油降凝剂的制备方法没有特殊的限制，采用本领域技术人员熟知的降凝剂的制备方法，将降凝剂中上述各成分进行混合即可，具体地，可按照下述步骤进行制备：

三口烧瓶中加入所述高级酯，溶解剂，升温至65℃搅拌，待高级酯完全融化，将所述极性化合物、非极性化合物加入烧瓶并引发反应。升温至80℃，氮气保护下反应6h。

本发明提供的原油降凝剂可通过调节配比浓度及化合物，降低高含蜡原油凝点。实验结果表明，本发明提供的原油降凝剂，可有效降凝的碳数范围为C8～C30，完全覆盖我国原油中蜡的碳数分布。

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明具体实施例对本发明技术方案进行清楚、完整的描述。显然，所描述的实施例仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

实施例1、

按重量份计，将60份的高级酯(甲基丙烯酸十八酯)、100份的溶剂油加入三口烧瓶，升温至65℃搅拌，待高级酯完全融化，将10份的苯乙烯、0.8份的偶氮二异丁腈和20份的马来酸酐加入烧瓶并引发反应，升温至80℃，氮气保护下反应6h，得到原油降凝剂。将降凝剂注入因低温导致流动性变差的原油中，观察到原油流动性显著变优，说明降凝成功。

核磁分析结果显示降凝剂中既包含可为蜡晶提供生长中心的非极性部分，也包含可对蜡晶进行改性的极性部分，证明药剂能较好的阻碍蜡晶生长，从而大幅降低凝点；XRD测试结果显示含有碳长链，证明药剂在原油中溶解性较好。

通过降凝测试实验，取适量凝点为7.5℃的油样注入3支试管内，按照垢/液＝30/1分别加入降凝剂搅拌至溶解，迅速将带凝点温度计的塞子插人试管中，并使温度计垂直于试管的中央。平稳、迅速地将感有油样的试管放入冷却浴中的套管内，使其静置冷却。

当试样的温度已降至比预期凝点高8℃时，即开始从套管中取出述管使之微微倾斜，并观察液面是否有移动的迹象。如果在5s内液面还有移动迹象时。则应平稳、迅速地将试管放回套管内，待再降温1℃或2℃后，再取出试管并水平放置5s。若液面已不移动，则该温度为凝点，此时温度为-2.5℃。实验结果证明该降凝剂能有效降低原油凝点10℃。

实施例2、

按重量份计，将30份的高级酯(甲基丙烯酸二十酯)、50份的溶剂油加入三口烧瓶，升温至65℃搅拌，待高级酯完全融化，将20份的苯乙烯、0.8份偶氮二异丁腈和20份的马来酸酐加入烧瓶并引发反应，升温至80℃，氮气保护下反应6h，得到原油降凝剂。将降凝剂注入因低温导致流动性变差的原油中，观察到原油流动性显著变优，说明降凝成功。

核磁分析结果显示降凝剂中既包含可为蜡晶提供生长中心的非极性部分，也包含可对蜡晶进行改性的极性部分，证明药剂能较好的阻碍蜡晶生长，从而大幅降低凝点；XRD测试结果显示含有碳长链，证明药剂在原油中溶解性较好。

通过降凝测试实验，取适量凝点为7.5℃的油样注入3支试管内，按照垢/液＝25/1分别加入降凝剂搅拌至溶解，迅速将带凝点温度计的塞子插人试管中，并使温度计垂直于试管的中央。平稳、迅速地将感有油样的试管放入冷却浴中的套管内，使其静置冷却。

当试样的温度已降至比预期凝点高8℃时，即开始从套管中取出述管使之微微倾斜，并观察液面是否有移动的迹象。如果在5s内液面还有移动迹象时。则应平稳、迅速地将试管放回套管内，待再降温1℃或2℃后，再取出试管并水平放置5s。若液面已不移动，则该温度为凝点，此时温度为-1℃。实验结果证明该降凝剂能有效降低原油凝点8.5℃。

实施例3、

按重量份计，将30份的高级酯(甲基丙烯酸二十酯)、50份的溶剂油加入三口烧瓶，升温至65℃搅拌，待高级酯完全融化，将20份的乙烯、1份偶氮二异庚腈和10份的马来酸酐加入烧瓶并引发反应，升温至80℃，氮气保护下反应6h，得到原油降凝剂。将降凝剂注入因低温导致流动性变差的原油中，观察到原油流动性显著变优，说明降凝成功。

核磁分析结果显示降凝剂中既包含可为蜡晶提供生长中心的非极性部分，也包含可对蜡晶进行改性的极性部分，证明药剂能较好的阻碍蜡晶生长，从而大幅降低凝点；XRD测试结果显示含有碳长链，证明药剂在原油中溶解性较好。

通过降凝测试实验，取适量凝点为7.5℃的油样注入3支试管内，按照垢/液＝20/1分别加入降凝剂搅拌至溶解，迅速将带凝点温度计的塞子插人试管中，并使温度计垂直于试管的中央。平稳、迅速地将感有油样的试管放入冷却浴中的套管内，使其静置冷却。

当试样的温度已降至比预期凝点高8℃时，即开始从套管中取出述管使之微微倾斜，并观察液面是否有移动的迹象。如果在5s内液面还有移动迹象时。则应平稳、迅速地将试管放回套管内，待再降温1℃或2℃后，再取出试管并水平放置5s。若液面已不移动，则该温度为凝点，此时温度为-2℃。实验结果证明该降凝剂能有效降低原油凝点9.5℃。

本发明提供的降凝剂管道内溶于原油中，非极性部分与蜡晶进行吸附，极性部分对蜡晶进行改性，阻碍蜡晶生长，从而大幅降低凝点。

本发明提供的降凝剂通过改变高级酯的碳数，可针对不同含蜡量的原油进行有效降凝，以应对不同油田情况。

Claims (9)

1.一种原油降凝剂，其特征在于：由溶解剂、高级酯、引发剂、极性化合物和非极性化合物组成。

2.根据权利要求1所述的原油降凝剂，其特征在于：所述溶解剂为芳香烃类、脂肪烃类、脂环烃类、醇类、醚类、酮类溶剂中的一种或多种；

所述芳香烃类溶剂为单环芳烃溶剂、多环芳烃溶剂和稠环芳烃溶剂中的一种或多种；

所述单环芳烃溶剂为苯、甲苯、二甲苯中的一种或多种；

所述多环芳烃溶剂为联苯、联多苯中的一种或多种。

3.根据权利要求1所述的原油降凝剂，其特征在于：所述高级酯为醋酸乙烯酯、甲基丙烯酸十六酯、甲基丙烯酸十八酯、甲基丙烯酸二十酯中的一种或多种。

4.根据权利要求1所述的原油降凝剂，其特征在于：所述引发剂为偶氮二异丁腈、偶氮二异庚腈、过氧化苯甲酰中的一种或多种。

5.根据权利要求1所述的原油降凝剂，其特征在于：所述极性化合物为邻苯二甲酸酐的胺盐、马来酸酐的胺盐、柠檬酸酐的脂肪胺、蓖麻醇酸的胺盐中的一种或多种。

6.根据权利要求1所述的原油降凝剂，其特征在于：所述非极性化合物为苯乙烯、乙烯中的一种或多种。

7.根据权利要求1所述的原油降凝剂，其特征在于：以质量份计，所述原油降凝剂的组成如下：

8.根据权利要求1所述的原油降凝剂，其特征在于：以质量份计，所述原油降凝剂的组成如下：

9.权利要求1-7中任一项所述原油降凝剂的制备方法，其特征在于：包括如下步骤：

反应器中加入高级酯，溶解剂，升温至60～70℃搅拌，待高级酯完全融化，将极性化合物、非极性化合物以及引发剂加入反应器并引发反应，升温至70～90℃，氮气保护下反应3～9h，得到原油降凝剂。