本發(fā)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(shù)領(lǐng)域。

背景技術(shù)：

稠油主要由烴類(烷烴、環(huán)烷烴、芳香烴)、膠質(zhì)和瀝青質(zhì)組成，其中，輕烴的含量越高，原油的品質(zhì)越高，流動(dòng)性也越好。碳數(shù)在c18～c30均正構(gòu)烷烴組成的混合物稱為石蠟，石蠟在常溫下呈固態(tài)，石蠟的含量直接決定了稠油的凝點(diǎn)高低。膠質(zhì)是原油中帶有長側(cè)鏈的稠環(huán)化合物，具有含o，s，n等雜原子的多烷芳核和環(huán)烷芳核形成的復(fù)雜結(jié)構(gòu)，帶有極性基到，呈褐色粘稠狀，流動(dòng)性較差；瀝青質(zhì)與膠質(zhì)在組成上沒有明顯差異，旦分子量更大，極性更強(qiáng)，一般絡(luò)合有重金屬元素，呈深褐色或黑色的固本。在稠油中膠質(zhì)和瀝青質(zhì)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(shù)油田出產(chǎn)的稠油除膠質(zhì)、瀝青質(zhì)含量高外，往往蠟質(zhì)含量也較高，使稠油不但粘度高而且凝點(diǎn)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(shè)備投資和管理費(fèi)用高，且停輸后再啟動(dòng)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(zhì)和瀝青質(zhì)之間的氫鍵作用，使其結(jié)構(gòu)變得松散，從而達(dá)到降低稠油粘度、改善稠油流動(dòng)性、解決稠油的開采和集輸問題的口的?？谇?，中國研發(fā)的稠油降粘劑主要是由烯類單體聚合而成，該類產(chǎn)品存在降粘效果差、選擇性較強(qiáng)等問題。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明主要解決的技術(shù)問題：針對(duì)目前稠油的粘度高、流變性差，而使用的化學(xué)降粘劑為油溶性降粘劑，降粘效果差，選擇性強(qiáng)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(fā)明先將碳納米管使用偶聯(lián)劑進(jìn)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(fā)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(zhì)、瀝青質(zhì)之間的氫鍵作用，來達(dá)到降低稠油粘度，改善原油流動(dòng)性的目的，使用范圍廣，對(duì)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(shù)問題，本發(fā)明所采用的技術(shù)方案是：

(1)稱取8～10g碳納米管加入到500～600ml質(zhì)量分?jǐn)?shù)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(zhì)量分?jǐn)?shù)1％過硫酸銨溶液，放入水浴鍋中升溫至50～60℃，通入氮?dú)?，通入量?0～15ml/min，在氮?dú)鈿夥毡Ｗo(hù)下攪拌反應(yīng)10～12h，反應(yīng)后冷卻至室溫，過濾后收集濾液；

(3)按質(zhì)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(zhì)量5～10％胱氨酸，加熱至60～65℃后超聲振蕩反應(yīng)2～4h，反應(yīng)結(jié)束后升溫至100～120℃，繼續(xù)振蕩反應(yīng)15～30min，反應(yīng)結(jié)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(zhuǎn)速進(jìn)行攪拌混合30～40min，攪拌后裝罐，即可得到稠油降粘劑。

本發(fā)明的應(yīng)用方法：將本發(fā)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(jīng)檢測：本發(fā)明制得的稠油降粘劑在20℃時(shí)，將稠油從32×10⁵～38×10⁵mpa·s降低至3.0×10⁵～3.8×10⁵mpa·s，在50℃時(shí)，稠油的粘度為從30000～38000mpa·s降低至8000～12000mpa·s，具有優(yōu)異的降粘效果。

本發(fā)明的有益效果是：

(1)本發(fā)明制得的稠油降粘劑中添加疏水改性碳納米管，引入極性基體，可以降低稠油中膠質(zhì)、瀝青質(zhì)之間的氫鍵作用，來達(dá)到降低稠油粘度，改善原油流動(dòng)性的目的；

(2)本發(fā)明制得的稠油降粘劑使用范圍廣，對(duì)不同油品均具有較好的降粘效果，降粘效果持久有效，能夠滿足稠油在管道中的可流動(dòng)粘度要求。

具體實(shí)施方式

稱取8～10g碳納米管加入到500～600ml質(zhì)量分?jǐn)?shù)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；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(zhì)量分?jǐn)?shù)1％過硫酸銨溶液，放入水浴鍋中升溫至50～60℃，通入氮?dú)猓ㄈ肓繛?0～15ml/min，在氮?dú)鈿夥毡Ｗo(hù)下攪拌反應(yīng)10～12h，反應(yīng)后冷卻至室溫，過濾后收集濾液；按質(zhì)量比1:100將處理后的碳納米管與上述濾液混合，并加入碳納米管質(zhì)量5～10％胱氨酸，加熱至60～65℃后超聲振蕩反應(yīng)2～4h，反應(yīng)結(jié)束后升溫至100～120℃，繼續(xù)振蕩反應(yīng)15～30min，反應(yīng)結(jié)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；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(zhuǎn)速進(jìn)行攪拌混合30～40min，攪拌后裝罐，即可得到稠油降粘劑。

實(shí)例1

稱取8g碳納米管加入到500ml質(zhì)量分?jǐn)?shù)80％乙醇溶液中，并向乙醇溶液中加入3gn,n-二甲基甲酰胺和0.4gγ-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷，超聲分散15min，分散后加熱至40℃，攪拌混合2h后使用真空抽濾裝置中抽濾，得濾渣，用無水乙醇洗滌2次后放入烘箱中，在80℃溫度下干燥8h，得處理后的碳納米管，備用；分別稱取80g甲基丙烯酸甲酯、50g丙烯酸十八酯、40g苯乙烯和300g三氯甲烷加入三口燒瓶中，并向三口燒瓶中加入3ml質(zhì)量分?jǐn)?shù)1％過硫酸銨溶液，放入水浴鍋中升溫至50℃，通入氮?dú)猓ㄈ肓繛?0ml/min，在氮?dú)鈿夥毡Ｗo(hù)下攪拌反應(yīng)10h，反應(yīng)后冷卻至室溫，過濾后收集濾液；按質(zhì)量比1:100將處理后的碳納米管與上述濾液混合，并加入碳納米管質(zhì)量5％胱氨酸，加熱至60℃后超聲振蕩反應(yīng)2h，反應(yīng)結(jié)束后升溫至100℃，繼續(xù)振蕩反應(yīng)15min，反應(yīng)結(jié)束后過濾，得濾渣，放入烘箱中，在35℃溫度下干燥10h，得疏水改性碳納米管；分別稱取4g脂肪醇聚氧乙烯醚、4g十二烷基醇聚氧乙烯醚硫酸鈉、30g正丁醇加入到200g200#溶劑油中，攪拌混合20min后加入3g上述疏水改性碳納米管，隨后升溫至30℃，以6000r/min轉(zhuǎn)速進(jìn)行攪拌混合30min，攪拌后裝罐，即可得到稠油降粘劑。

將本發(fā)明制備得到的稠油降粘劑加入到稠油，加入量為800mg/l，加入后攪拌混合30min，經(jīng)檢測：本發(fā)明制得的稠油降粘劑在20℃時(shí)，將稠油從32×10⁵mpa·s降低至3.0×10⁵，在50℃時(shí)，稠油的粘度為從30000mpa·s降低至8000mpa·s，具有優(yōu)異的降粘效果。

實(shí)例2

稱取9g碳納米管加入到550ml質(zhì)量分?jǐn)?shù)80％乙醇溶液中，并向乙醇溶液中加入4gn,n-二甲基甲酰胺和0.5gγ-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷，超聲分散25min，分散后加熱至45℃，攪拌混合3h后使用真空抽濾裝置中抽濾，得濾渣，用無水乙醇洗滌3次后放入烘箱中，在85℃溫度下干燥9h，得處理后的碳納米管，備用；分別稱取85g甲基丙烯酸甲酯、60g丙烯酸十八酯、50g苯乙烯和400g三氯甲烷加入三口燒瓶中，并向三口燒瓶中加入4ml質(zhì)量分?jǐn)?shù)1％過硫酸銨溶液，放入水浴鍋中升溫至55℃，通入氮?dú)?，通入量?3ml/min，在氮?dú)鈿夥毡Ｗo(hù)下攪拌反應(yīng)11h，反應(yīng)后冷卻至室溫，過濾后收集濾液；按質(zhì)量比1:100將處理后的碳納米管與上述濾液混合，并加入碳納米管質(zhì)量7％胱氨酸，加熱至63℃后超聲振蕩反應(yīng)3h，反應(yīng)結(jié)束后升溫至110℃，繼續(xù)振蕩反應(yīng)25min，反應(yīng)結(jié)束后過濾，得濾渣，放入烘箱中，在37℃溫度下干燥11h，得疏水改性碳納米管；分別稱取6g脂肪醇聚氧乙烯醚、5g十二烷基醇聚氧乙烯醚硫酸鈉、40g正丁醇加入到250g200#溶劑油中，攪拌混合25min后加入3.5g上述疏水改性碳納米管，隨后升溫至35℃，以7000r/min轉(zhuǎn)速進(jìn)行攪拌混合35min，攪拌后裝罐，即可得到稠油降粘劑。

將本發(fā)明制備得到的稠油降粘劑加入到稠油，加入量為900mg/l，加入后攪拌混合35min，經(jīng)檢測：本發(fā)明制得的稠油降粘劑在20℃時(shí)，將稠油從36×10⁵mpa·s降低至3.5×10⁵mpa·s，在50℃時(shí)，稠油的粘度為從35000mpa·s降低至10000mpa·s，具有優(yōu)異的降粘效果。

實(shí)例3

稱取10g碳納米管加入到600ml質(zhì)量分?jǐn)?shù)80％乙醇溶液中，并向乙醇溶液中加入5gn,n-二甲基甲酰胺和0.6gγ-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷，超聲分散30min，分散后加熱至50℃，攪拌混合4h后使用真空抽濾裝置中抽濾，得濾渣，用無水乙醇洗滌4次后放入烘箱中，在90℃溫度下干燥10h，得處理后的碳納米管，備用；分別稱取90g甲基丙烯酸甲酯、70g丙烯酸十八酯、60g苯乙烯和500g三氯甲烷加入三口燒瓶中，并向三口燒瓶中加入5ml質(zhì)量分?jǐn)?shù)1％過硫酸銨溶液，放入水浴鍋中升溫至60℃，通入氮?dú)?，通入量?5ml/min，在氮?dú)鈿夥毡Ｗo(hù)下攪拌反應(yīng)12h，反應(yīng)后冷卻至室溫，過濾后收集濾液；按質(zhì)量比1:100將處理后的碳納米管與上述濾液混合，并加入碳納米管質(zhì)量10％胱氨酸，加熱至65℃后超聲振蕩反應(yīng)4h，反應(yīng)結(jié)束后升溫至120℃，繼續(xù)振蕩反應(yīng)30min，反應(yīng)結(jié)束后過濾，得濾渣，放入烘箱中，在40℃溫度下干燥12h，得疏水改性碳納米管；分別稱取8g脂肪醇聚氧乙烯醚、6g十二烷基醇聚氧乙烯醚硫酸鈉、50g正丁醇加入到300g200#溶劑油中，攪拌混合30min后加入4g上述疏水改性碳納米管，隨后升溫至40℃，以8000r/min轉(zhuǎn)速進(jìn)行攪拌混合40min，攪拌后裝罐，即可得到稠油降粘劑。

將本發(fā)明制備得到的稠油降粘劑加入到稠油，加入量為1000mg/l，加入后攪拌混合40min，經(jīng)檢測：本發(fā)明制得的稠油降粘劑在20℃時(shí)，將稠油從38×10⁵mpa·s降低至3.8×10⁵mpa·s，在50℃時(shí)，稠油的粘度為從38000mpa·s降低至12000mpa·s，具有優(yōu)異的降粘效果。