[發明專利]一種疏水改性碳納米管制備稠油降粘劑的方法

在審

• 申請號: 201710190834.7
• 申請日: 2017-03-28
• 公開（公告）號: CN107022348A
• 公開（公告）日: 2017-08-08
• 發明（設計）人: 雷春生;葛明月
• 申請（專利權）人: 常州大學
• 主分類號: C09K8/588
• 分類號: C09K8/588;C09K8/584;F17D1/17
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技術領域

本發明公開了一種疏水改性碳納米管制備稠油降粘劑的方法，屬于稠油降粘劑制備技術領域。

背景技術

稠油主要由烴類(烷烴、環烷烴、芳香烴)、膠質和瀝青質組成，其中，輕烴的含量越高，原油的品質越高，流動性也越好。碳數在C18～C30均正構烷烴組成的混合物稱為石蠟，石蠟在常溫下呈固態，石蠟的含量直接決定了稠油的凝點高低。膠質是原油中帶有長側鏈的稠環化合物，具有含O，S，N等雜原子的多烷芳核和環烷芳核形成的復雜結構，帶有極性基到，呈褐色粘稠狀，流動性較差；瀝青質與膠質在組成上沒有明顯差異，旦分子量更大，極性更強，一般絡合有重金屬元素，呈深褐色或黑色的固本。在稠油中膠質和瀝青質含量較高，一般大于10％，是造成稠油高粘度的主要因素，而我國多數油田出產的稠油除膠質、瀝青質含量高外，往往蠟質含量也較高，使稠油不但粘度高而且凝點也高，這種稠油稱為高蠟稠由或高凝稠油。

稠油的粘度高、流變性差，而采用熱處理、添加減阻劑、稀釋、水懸浮等多種降粘方法，又存在能耗大、設備投資和管理費用高，且停輸后再啟動困難等問題，給開采和集輸帶來巨大難題。為此，通過加人油溶性稠油降粘劑，降低膠質和瀝青質之間的氫鍵作用，使其結構變得松散，從而達到降低稠油粘度、改善稠油流動性、解決稠油的開采和集輸問題的口的。口前，中國研發的稠油降粘劑主要是由烯類單體聚合而成，該類產品存在降粘效果差、選擇性較強等問題。

發明內容

本發明主要解決的技術問題：針對目前稠油的粘度高、流變性差，而使用的化學降粘劑為油溶性降粘劑，降粘效果差，選擇性強的問題，提供一種疏水改性碳納米管制備稠油降粘劑的方法，本發明先將碳納米管使用偶聯劑進行表面處理，隨后再將甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸十八酯和苯乙烯為原料制備得包覆液，將包覆液包覆在碳納米管表面并干燥，即可得到疏水改性碳納米管，最后和表面活性劑和溶劑油混合制備得到稠油降粘劑，本發明疏水改性碳納米管制備得降粘劑加入到稠油中可以引入極性基體，可以降低稠油中膠質、瀝青質之間的氫鍵作用，來達到降低稠油粘度，改善原油流動性的目的，使用范圍廣，對不同油品均具有較好的降粘效果，降粘效果持久有效。

為了解決上述技術問題，本發明所采用的技術方案是：

(1)稱取8～10g碳納米管加入到500～600mL質量分數80％乙醇溶液中，并向乙醇溶液中加入3～5gN,N-二甲基甲酰胺和0.4～0.6gγ-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷，超聲分散15～30min，分散后加熱至40～50℃，攪拌混合2～4h后使用真空抽濾裝置中抽濾，得濾渣，用無水乙醇洗滌2～4次后放入烘箱中，在80～90℃溫度下干燥8～10h，得處理后的碳納米管，備用；

(2)分別稱取80～90g甲基丙烯酸甲酯、50～70g丙烯酸十八酯、40～60g苯乙烯和300～500g三氯甲烷加入三口燒瓶中，并向三口燒瓶中加入3～5mL質量分數1％過硫酸銨溶液，放入水浴鍋中升溫至50～60℃，通入氮氣，通入量為10～15mL/min，在氮氣氣氛保護下攪拌反應10～12h，反應后冷卻至室溫，過濾后收集濾液；

(3)按質量比1:100將步驟(1)處理后的碳納米管與上述濾液混合，并加入碳納米管質量5～10％胱氨酸，加熱至60～65℃后超聲振蕩反應2～4h，反應結束后升溫至100～120℃，繼續振蕩反應15～30min，反應結束后過濾，得濾渣，放入烘箱中，在35～40℃溫度下干燥10～12h，得疏水改性碳納米管；

(4)分別稱取4～8g脂肪醇聚氧乙烯醚、4～6g十二烷基醇聚氧乙烯醚硫酸鈉、30～50g正丁醇加入到200～300g200#溶劑油中，攪拌混合20～30min后加入3～4g上述疏水改性碳納米管，隨后升溫至30～40℃，以6000～8000r/min轉速進行攪拌混合30～40min，攪拌后裝罐，即可得到稠油降粘劑。

本發明的應用方法：將本發明制備得到的稠油降粘劑加入到稠油，加入量為800～1000mg/L，加入后攪拌混合30～40min，經檢測：本發明制得的稠油降粘劑在20℃時，將稠油從32×10⁵～38×10⁵mPa·s降低至3.0×10⁵～3.8×10⁵mPa·s，在50℃時，稠油的粘度為從30000～38000mPa·s降低至8000～12000mPa·s，具有優異的降粘效果。

本發明的有益效果是：