陜北原油降凝劑的制備及性能評價

(延安職業技術學院，陜西延安 716000)

陜北原油降凝劑的制備及性能評價

武世新

(延安職業技術學院，陜西延安 716000)

以丙烯酸高碳酯和馬來酸酐為原料，通過過硫酸銨引發聚合制備了原油降凝劑，對陜北某油井原油降凝效果良好。最佳合成條件為：單體物質的量之比為5∶1，引發劑用量為0.8%，反應溫度為65℃，反應時間為6h。并對引發劑用量和降凝劑用量對降凝效果的影響進行了評價。

原油降凝劑，自由基聚合，正交實驗，凝點降幅

我國陜北原油大多屬于高含蠟原油，凝點低，尤其在冬天，不利于原油的長距離輸送，目前主要使用添加降凝降粘劑的方法降低原油的凝點，改善原油流動性，提高原油輸送效率[1-3]。原油降凝劑可以干擾蠟晶的生長，使蠟分子不能形成空間網絡結構，改善原油流變性，從而達到降低原油凝點的目的[4-5]，目前使用的降凝劑主要是聚合物及其復配、改性產品[6-8]。

本文以丙烯酸高碳酯、馬來酸酐為原料，通過過硫酸銨自由基引發聚合，制備了原油降凝劑，并對其降凝性能進行了評價。

1 實驗部分

1.1 試劑與儀器

1.1.1 主要原料

丙烯酸高碳酯(分析純)、馬來酸酐(分析純)、石油醚(分析純)、苯(分析純)、過硫酸銨(分析純)、原油(陜北某油井)、氮氣、甲醇(分析純)。

1.1.2 儀器

DHG-9070A型電熱恒溫鼓風干燥箱，上海一恒科技有限公司；數字控制恒溫水浴箱，北京市長風儀器儀表公司；BS224S型電子天平，北京賽多利斯儀器系統有限公司；凝固點測定儀；JJ-3型恒溫電動攪拌器，一套；溫度計，0～100℃；量筒，25mL、50mL；四口燒瓶，250mL；滴液漏斗，100mL。稱量瓶，若干。

1.2 降凝劑的制備

在裝有冷凝管、攪拌器及溫度計的四口燒瓶中加入石油醚，再按一定比例加入丙烯酸高碳酯和馬來酸酐，通氮氣20min，攪拌，加熱，待藥品全部溶解后，繼續升溫，至反應溫度時用滴液漏斗緩慢向燒瓶中滴加引發劑溶液，滴加完畢后恒溫反應一定時間。冷卻后，用甲醇沉淀產物，放入電熱恒溫鼓風干燥箱中干燥，即得降凝劑。

1.3 降凝性能測定

將合成的產物溶于一定量的苯中，按比例加入油樣(油樣于60℃恒溫1h)，按照GB/T 510-83(91)[9]的方法測定凝點，對比加藥前后原油凝點，用凝點降幅評價降凝劑降凝效果。

2 結果與討論

2.1 合成條件的確定

為了制得降凝效果良好的降凝劑，以原料摩爾比、引發劑濃度、反應溫度、反應時間為因素設計了4因素4水平的正交實驗表L16(44)，各因素的安排及其相應水平見表1，實驗方案及結果見表2。

表1 正交實驗的因子水平表Table 1 Factor and level of orthogonal experiment

表2 正交實驗方案及結果Table 2 Scheme and result of orthogonal experiment

由表2結果可知，該降凝劑的最佳合成條件是A3B1C2D3，即：單體物質的量之比為5∶1，引發劑加量為0.5%，反應溫度為65℃，反應時間為6h。

由極差R可知，引發劑用量對降凝效果影響最大。

按照正交實驗設計的最佳反應條件制備降凝劑，其凝點降幅為12℃，大于正交實驗方案中的結果，確認該實驗條件是降凝劑最佳合成條件。

2.2 降凝性能評價

在正交實驗的基礎上，對該降凝劑進行了性能評價，討論了引發劑用量和降凝劑用量對降凝效果的影響。

2.2.1 引發劑用量對降凝效果的影響

由正交實驗結果可知引發劑用量對降凝效果影響最大，本文通過單因素實驗研究了引發劑用量對降凝效果的影響，結果如圖1所示。

圖1 引發劑用量對降凝效果的影響Fig.1 The effect of addition amount of initiator on the depressing pour point effect

由圖1可知，凝點降幅隨引發劑用量改變而改變，當引發劑用量為0.8%時，凝點降幅最大，可達12℃。可能的原因是引發劑用量增大，活性中心增多，導致降凝劑分子量較低，不能有效干擾蠟晶的生長，故而降凝效果變差。

2.2.2 降凝劑用量對降凝效果的影響

降凝劑用量對降凝效果也有影響，在規定的實驗條件下考察投加量對降凝效果的影響，實驗結果如圖2所示。

圖2給出了原油凝點降幅隨降凝劑用量的變化關系。開始時隨降凝劑加入，凝點降幅增加，但當加量達到一定值后，再進一步增加降凝劑用量，凝點降幅不再增加，且有降低趨勢。當降凝劑加入量為1500mg/L時，降幅最大，效果最好。

圖2 降凝劑用量對降凝效果的影響Fig.2 The effect of addition amount of pour point depressant on the depressing pour point effect

3 結論

(1)以丙烯酸高碳酯和馬來酸酐為原料，通過自由基引發聚合制備原油降凝劑，對陜北某油井原油降凝效果良好。

(2)通過正交實驗，得出該降凝劑的最佳合成條件是是A3B1C2D3，即單體物質的量之比為5∶1，引發劑用量為0.5%，反應溫度為65℃，反應時間為6h。其中引發劑用量影響最大。

(3)降凝性能試驗結果表明，引發劑用量和降凝劑用量對降凝效果都有很大影響。

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PreparationandPerformanceEvaluationofCrudeOilPourPointDepressants

WU Shi-xin1

(Yan’an Vocational & Technical College，Yan’an 716000，Shaanxi，China)

Using acrylic acid high carbon ester and malefic anhydride，crude oil pour point depressants was prepared by radical polymerization. And the optimum reaction conditions were obtained by orthogonal experiment as follows：molar ratio of malefic anhydride/ammonium chloride is 5∶1，addition amount of initiator is 0.8%，reaction temperature is 65℃，and reaction time is 6h.

crude oil pour point depressant，radical polymerization，orthogonal experiment，decreasing range of pour point

TQ 31，TE 99