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我国的油田大多产高凝点原油,由于凝点高,低温流动性差,开采和输送相对较难。目前已有的热处理、稀释、水悬浮等方法存在着能耗高、设备投资费用高的问题。由于原油降凝剂在加入量很少时就能起到很好的降凝效果,目前向原油中添加降凝剂是解决该问题最简单有效的方法。合成降凝剂的常用单体顺酐在和苯酚固相混合后,得到了电荷转移配合物(CTC)。由于电荷的转移作用,顺酐的碳碳双键上的电子云密度增大,双键更易打开形成聚合物。因而CTC和顺酐相比更加容易聚合。采用CTC作为反应单体以期得到反应条件缓和、性能优异的降凝剂。
本文通过采用CTC和苯乙烯、醋酸乙烯酯、甲基丙烯酸十八酯等单体进行本体共聚,合成了一系列新型原油降凝剂。根据降凝效果,本文筛选了CTC-苯乙烯共聚物、CTC-苯乙烯-醋酸乙烯酯共聚物、CTC-苯乙烯-醋酸乙烯酯-甲基丙烯酸十八酯共聚物作为原油降凝剂,通过考察聚合反应中反应配比、反应温度、反应时间以及醇解反应中酸酐与醇的比例、催化剂用量、醇解温度和醇解时间确定最佳合成条件。
为了进一步提高降凝效果,本文还考察了合成的降凝剂与其它类型降凝剂的复配问题。结果表明,当CTC-苯乙烯共聚物降凝剂和降凝剂T1804C按3:1复配时,降凝效果最好,在总加剂量为4000μg·g-1的情况下,能将长庆原油的凝点降低16℃。
最后,本文通过偏光显微镜、DSC差式扫描量热仪对降凝剂的降凝机理以及降凝剂间的复配机理进行了研究。实验结果表明,降凝剂的加入使得原油的蜡熔点发生了变化,且蜡晶颗粒粒径增大,颗粒之间的距离增大,使得颗粒之间的相互作用减弱,从而起到了降凝的效果。同时,根据DSC差式扫描量热仪的实验结果,得出降凝剂完全熔化的温度和原油的蜡熔点相近时,降凝效果好;加剂后原油的蜡熔点相近的降凝剂进行复配,复配效果较好。