一種高蠟原油管輸用納米降凝劑復(fù)合物的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及一種高蠟原油管輸用納米降凝劑復(fù)合物，屬于功能材料制備技術(shù)和原 油管道集輸應(yīng)用領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002] 我國原油多屬于高凝高粘原油，在室溫下就喪失了流動(dòng)性，主要原因是原油中含 有石蠟。石蠟是一系列高級(jí)烷烴的混合物，有極強(qiáng)的結(jié)晶性，在常溫下為固體，含蠟超過 20%的原油的凝點(diǎn)往往超過30°C，這就給原油的管輸帶來巨大困難。
[0003] 針對(duì)高凝原油，傳統(tǒng)的工藝是熱處理輸送，即將原油加熱到凝點(diǎn)以上，但是這種工 藝的主要缺點(diǎn)是：1，需要一次性建設(shè)多個(gè)加熱站，比如西部原油管道全線設(shè)置有34臺(tái)加熱 爐，固定投資巨大；2,日常運(yùn)營需要消耗大量燃料，粗略統(tǒng)計(jì)燃料消耗占輸送原油的5%。以 上，因而經(jīng)營成本很高；3,原油一旦因?yàn)榉N種原因停輸，會(huì)造成原油"凝管"事故。
[0004] 另外一種輸送工藝是將一種"化學(xué)降凝劑"的高分子材料加入到高凝原油中進(jìn)行 綜合熱處理，恰當(dāng)?shù)幕瘜W(xué)降凝劑不僅可以降低原油的凝點(diǎn)，而且可以改善原油的表觀粘度 以及屈服值，擴(kuò)展原油的輸量彈性范圍和運(yùn)行安全，采納化學(xué)降凝法原油管輸工藝減少了 一次性資本投入和單位里程管輸能耗，已成為優(yōu)選技術(shù)。
[0005] 化學(xué)降凝劑的降凝機(jī)制是降凝劑分子通過晶核作用、共晶作用和吸附作用參與蠟 晶形成全過程，從而改變析出的蠟晶的尺寸大小、形態(tài)結(jié)構(gòu)和強(qiáng)度，削弱蠟晶三維網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu) 強(qiáng)度或者延緩結(jié)構(gòu)的形成。
[0006] 當(dāng)前市場上的化學(xué)降凝劑種類已經(jīng)不少，但是從分子結(jié)構(gòu)上說都有一個(gè)共同特 點(diǎn)，化學(xué)降凝劑都是由極性鏈段和非極性鏈段組成的。
[0007] 目前考慮到現(xiàn)有原材料、生產(chǎn)工藝復(fù)雜程度尤其是產(chǎn)品的綜合應(yīng)用成本，各種化 學(xué)降凝劑中EVA類以及改性類最有吸引力，盡管接枝類化學(xué)降凝劑取得了很大發(fā)展，但是 改性單體的類型單一，尤其在調(diào)整蠟晶形態(tài)和控制蠟晶的大小方面考慮較少，導(dǎo)致很多的 高凝高粘原油無合適的降凝劑。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0008] 本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是提供一種高蠟原油管輸用納米降凝劑復(fù)合物，針對(duì) 上述不足，目的是要變化單體的極性、種類，重點(diǎn)是實(shí)施空間體積對(duì)原油蠟晶的擾動(dòng)，解決 很多高凝高粘原油無合適的降凝劑的問題。
[0009] 本發(fā)明解決上述技術(shù)問題的技術(shù)方案如下：一種高蠟原油管輸用納米降凝劑復(fù)合 物，包括以下重量份的原料：聚乙烯類線性材料或低支化度高分子材料20~99. 5份、硅烷 偶聯(lián)劑〇. 5~20份、納米材料0. 5~20份、高分子引發(fā)劑0. 001~1份和表面活性劑1~ 30份。
[0010] 在上述技術(shù)方案的基礎(chǔ)上，本發(fā)明還可以做如下改進(jìn)。
[0011] 本發(fā)明如上所述一種高蠟原油管輸用納米降凝劑復(fù)合物，進(jìn)一步，所述聚乙烯類 線性材料具體包括但不限于PE、LDPE、HDPE、乙烯-醋酸乙烯酯共聚物、聚乙烯蠟、聚a-烯 烴或乙烯共聚物中的任意一種或幾種。
[0012] 本發(fā)明如上所述一種高蠟原油管輸用納米降凝劑復(fù)合物，進(jìn)一步，所述低支化度 高分子材料具體包括但不限于聚苯乙烯、聚甲基丙烯酸甲酯、苯乙烯-馬來酸酐共聚物、苯 乙烯-馬來酸酐_(甲基）丙烯酸酯三元共聚物或苯乙烯-馬來酸酐-醋酸乙烯酯共聚物 中的一種或任意幾種。
[0013] 本發(fā)明如上所述一種高蠟原油管輸用納米降凝劑復(fù)合物，進(jìn)一步，所述硅烷偶聯(lián) 劑為YSiX3，其中Y為非水解基團(tuán)，X為可水解基團(tuán)。
[0014] 本發(fā)明如上所述一種高蠟原油管輸用納米降凝劑復(fù)合物，進(jìn)一步，所述非水解基 團(tuán)為鏈烯基或末端帶有官能團(tuán)為(：1、冊(cè)12、511、環(huán)氧、隊(duì)、（甲基）丙烯酰氧基或異氰酸酯基的 烴基；所述可水解基團(tuán)為Cl,OMe，OEt，OC2H4OCH3,OSiMe3及OAc中的任意一種。
[0015] 本發(fā)明所述硅烷偶聯(lián)劑可以選擇牌號(hào)比如：KH550,KH560,KH570,KH792,DL602和DL171中的一種或任意幾種。優(yōu)選帶有鏈烯基的硅烷偶聯(lián)劑，如A-151、A-171等。
[0016] 本發(fā)明如上所述一種高蠟原油管輸用納米降凝劑復(fù)合物，進(jìn)一步，所述納米材料 包括無機(jī)氧化物納米粉體材料或微球狀有機(jī)納米材料。
[0017] 本發(fā)明如上所述一種高蠟原油管輸用納米降凝劑復(fù)合物，進(jìn)一步，所述無機(jī)氧化 物納米粉體材料具體包括但不限于二氧化硅、氧化鋅、二氧化鈦、三氧化二鋁或碳酸鈣中的 一種或任意幾種；所述微球狀有機(jī)納米材料包括聚苯乙烯類或聚（甲基）丙烯酸烷基酯類。
[0018] 本發(fā)明如上所述一種高蠟原油管輸用納米降凝劑復(fù)合物，進(jìn)一步，所述無機(jī)氧化 物納米粉體材料的粒徑為4nm~IOOnm;所述微球狀有機(jī)納米材料的粒徑優(yōu)選1~50nm。
[0019] 本發(fā)明如上所述一種高蠟原油管輸用納米降凝劑復(fù)合物，進(jìn)一步，所述高分子引 發(fā)劑包括偶氮類引發(fā)劑或過氧化物引發(fā)劑。
[0020] 本發(fā)明如上所述一種高蠟原油管輸用納米降凝劑復(fù)合物，進(jìn)一步，所述表面活性 劑為離子型表面活性劑、非離子型表面活性劑、生物表面活性劑、含氟表面活性劑、含硅表 面活性劑或雙子型表面活性劑中的一種或任意幾種。其中優(yōu)選油溶性表面活性劑種類，比 如石油磺酸鹽、聚氧乙烯烷基胺等。
[0021] 本發(fā)明一種高蠟原油管輸用納米降凝劑復(fù)合物的制備方法，包括以下步驟：
[0022] 將20~99. 5重量份的聚乙烯類線性或低支化度高分子材料、0. 5~20重量份的 硅烷偶聯(lián)劑、0. 5~20重量份的Inm~IOOnm的納米材料、0. 001~1重量份的高分子引發(fā) 劑和1~30重量份的表面活性劑預(yù)先混合均勻，經(jīng)過熔融擠出制得一種高蠟原油管輸用納 米降凝劑復(fù)合物。
[0023] 本發(fā)明的有益效果是：本發(fā)明由于加入有適當(dāng)比例和粒徑的納米材料為制備高蠟 原油管輸用納米降凝劑復(fù)合物的原料，充分利用納米材料具備的物理化學(xué)性質(zhì)，比如表面 效應(yīng)和小尺寸效應(yīng)，制備出可以有效降低原油粘度，且有較好的低溫流動(dòng)性和時(shí)效性的高 蠟原油管輸用納米降凝劑復(fù)合物。
【具體實(shí)施方式】
[0024] 結(jié)合以下實(shí)施例對(duì)本發(fā)明的原理和特征進(jìn)行描述，所舉實(shí)例只用于解釋本發(fā)明， 并非用于限定本發(fā)明的范圍。
[0025] 本發(fā)明以下具體實(shí)施例中的克對(duì)應(yīng)
【發(fā)明內(nèi)容】
所述的份。
[0026] 實(shí)施例1
[0027] 稱取200克LLDPE、4克乙烯基三甲氧基硅烷（VTMOS)、4克標(biāo)稱粒徑為40nm的二 氧化硅粉體、〇. 2克過氧化苯甲酰（DCP)，1克Span-80，使用高速剪切混合器混合均勻，然后 在150~210°C通過雙螺桿擠出機(jī)熔融共混擠出，制得納米降凝劑復(fù)合物粒料。
[0028] 實(shí)施例1所得納米降凝劑復(fù)合物粒料2克，加入18克柴油溶劑，加熱到80°C，必要 時(shí)強(qiáng)力攪拌使分散均勻制得質(zhì)量濃度為10%的納米降凝劑復(fù)合物的棕色透明分散液。
[0029] 選擇一種大慶高蠟原油，測(cè)得改性前原油凝點(diǎn)為32°C。在裝有50克原油的藍(lán)蓋 瓶中加入50毫克上述10%濃度的納米降凝劑復(fù)合物的分散液，放入控制溫度在65的水浴 中，以200轉(zhuǎn)/分的速度機(jī)械攪拌40分鐘，然后以1°C/分鐘的降溫速度降到45°C，再以 0. 3°C/分鐘的降溫速度降到25°C，實(shí)現(xiàn)對(duì)原油的加劑改性綜合熱處理工藝，在25°C測(cè)定改 性原油的粘度，并在此溫度取油樣，測(cè)定改性原油的凝點(diǎn)。結(jié)果見表1，作為比較，選擇從市 場上購得常規(guī)EVA類降凝劑對(duì)大慶高蠟原油進(jìn)行相同處理。
[0030] 表1，大慶原油改性前和改性后的凝點(diǎn)和表觀粘度
[0031]
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種高蠟原油管輸用納米降凝劑復(fù)合物，其特征在于，包括以下重量份的原料：聚 乙烯類線性材料或低支化度高分子材料20~99. 5份、硅烷偶聯(lián)劑0. 5~20份、納米材料 0. 5~20份、高分子引發(fā)劑0. 001~1份和表面活性劑1~30份。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述一種高蠟原油管輸用納米降凝劑復(fù)合物，其特征在于，所述聚 乙烯類線性材料為PE、LDPE、HDPE、乙烯-醋酸乙烯酯共聚物、聚乙烯蠟、聚a -烯烴或乙烯 共聚物中的任意一種或幾種。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述一種高蠟原油管輸用納米降凝劑復(fù)合物，其特征在于，所述低 支化度高分子材料為聚苯乙烯、聚甲基丙烯酸甲酯、苯乙烯-馬來酸酐共聚物、苯乙烯-馬 來酸酐_(甲基）丙烯酸酯三元共聚物或苯乙烯-馬來酸酐-醋酸乙烯酯共聚物中的一種 或任意幾種。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述一種高蠟原油管輸用納米降凝劑復(fù)合物，其特征在于，所述硅 烷偶聯(lián)劑為YSiX3，其中Y為非水解基團(tuán)，X為可水解基團(tuán)。
5. 根據(jù)權(quán)利要求4所述一種高蠟原油管輸用納米降凝劑復(fù)合物，其特征在于，所述非 水解基團(tuán)為鏈烯基或末端帶有官能團(tuán)為(：1、冊(cè)1 2、511、環(huán)氧、隊(duì)、（甲基）丙烯酰氧基或異氰酸 酯基的烴基；所述可水解基團(tuán)為C 1，OMe，OEt，OC2H4OCH3, OSiMe3& OAc中的任意一種。
6. 根據(jù)權(quán)利要求1所述一種高蠟原油管輸用納米降凝劑復(fù)合物，其特征在于，所述納 米材料包括無機(jī)氧化物納米粉體材料或微球狀有機(jī)納米材料。
7. 根據(jù)權(quán)利要求6所述一種高蠟原油管輸用納米降凝劑復(fù)合物，其特征在于，所述無 機(jī)氧化物納米粉體材料包括二氧化硅、氧化鋅、二氧化鈦、三氧化二鋁或碳酸鈣中的一種或 任意幾種；所述微球狀有機(jī)納米材料包括聚苯乙烯類或聚（甲基）丙烯酸烷基酯類。
8. 根據(jù)權(quán)利要求6所述一種高蠟原油管輸用納米降凝劑復(fù)合物，其特征在于，所述無 機(jī)氧化物納米粉體材料的粒徑為4nm~100nm ;所述微球狀有機(jī)納米材料的粒徑優(yōu)選1~ 50nm〇
9. 根據(jù)權(quán)利要求1所述一種高蠟原油管輸用納米降凝劑復(fù)合物，其特征在于，所述高 分子引發(fā)劑包括偶氮類引發(fā)劑或過氧化物引發(fā)劑。
10. 根據(jù)權(quán)利要求1所述一種高蠟原油管輸用納米降凝劑復(fù)合物，其特征在于，所述表 面活性劑為離子型表面活性劑、非離子型表面活性劑、生物表面活性劑、含氟表面活性劑、 含硅表面活性劑或雙子型表面活性劑中的一種或任意幾種。
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種高蠟原油管輸用納米降凝劑復(fù)合物,包括以下重量份的原料：聚乙烯類線性材料或低支化度高分子材料20～99.5份、硅烷偶聯(lián)劑0.5～20份、納米材料0.5～20份、高分子引發(fā)劑0.001～1份和表面活性劑1～30份。本發(fā)明由于加入有適當(dāng)比例和粒徑的納米材料為制備高蠟原油管輸用納米降凝劑復(fù)合物的原料，充分利用納米材料具備的物理化學(xué)性質(zhì)，比如表面效應(yīng)和小尺寸效應(yīng)，制備出可以有效降低原油粘度，且有較好的低溫流動(dòng)性和時(shí)效性的高蠟原油管輸用納米降凝劑復(fù)合物。
【IPC分類】F17D1-16
【公開號(hào)】CN104676251
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201410830925
【發(fā)明人】張叢云, 李世洪, 劉瑞, 邵北禮, 孟凡
【申請(qǐng)人】北京迪威爾石油天然氣技術(shù)開發(fā)有限公司
【公開日】2015年6月3日
【申請(qǐng)日】2014年12月26日