一种纳米复合降凝剂及其制备方法和应用技术

本说明书提供了一种纳米复合降凝剂及其制备方法和应用，以质量百分比计，制备该纳米复合降凝剂的组分包括：0.1wt％‑3wt％钴酸镍纳米颗粒，0.5wt％‑15wt％乙烯‑醋酸乙烯酯共聚物，其余为可溶解乙烯‑醋酸乙烯酯共聚物的有机溶剂。向原油中加入纳米复合降凝剂后，相比于现有技术，蜡晶可以更加紧凑的排布方式析出，包裹在网状结构中的液态油被释放出来。因此，加入该纳米复合降凝剂的含蜡原油，具有凝点降低、黏度降低、低温流动性提高等宏观性质的改变。而且，该纳米复合降凝剂具有一定磁性，因此，对加有纳米复合降凝剂的含蜡原油施加交变磁场可进一步降低含蜡原油的屈服值，大大降低管道停输再启动难度，降低原油生产成本。

【技术实现步骤摘要】
一种纳米复合降凝剂及其制备方法和应用
本说明书属于输油储油领域，具体涉及一种纳米复合降凝剂及其制备方法和应用。
技术介绍
中国大部分油田生产的原油是含蜡原油。这种原油容易析出石蜡晶体，当温度进一步降低时，石蜡晶体相互联结形成三维网状结构，网状结构的出现将使原油失去流动性，严重时甚至会出现局部堵塞、管道破裂、原油泄漏等严重后果，对石油的开采和运输带来极大的困难。添加化学降凝剂是目前最受瞩目的改善含蜡油低温流动性的方法。原油降凝剂主要是由非极性长链烷基和极性基团两部分组成的高分子聚合物，该类聚合物分子能够通过与石蜡的相互作用来改善原油中蜡晶的形状和结构，从而宏观上降低含蜡油的凝点，改善其低温流动性。但是，该技术仍然存在一定的问题，对于原油管道复杂的热历史和剪切历史，普通降凝剂存在不稳定或失效等问题，同时降凝剂具有对原油的选择性、存在温度回升恶化区、导致管道中蜡的沉积量增加等问题。为解决这些问题，国内外学者将纳米材料引入到降凝剂的合成上。随着纳米技术的发展，聚合物/无机纳米复合材料和无机纳米复合材料已成为降凝剂合成的热点。通过在聚合物材料中引入无机纳米粒子，它们的性能可以大大增强。此外，纳米材料由于其独特的表面效应，量子尺寸效应，小尺寸效应和宏观量子隧穿效应，具有广阔的应用前景。
技术实现思路
本说明书的目的在于提供一种具有良好降凝效果的纳米复合降凝剂及其制备方法和应用。为达到上述目的，一方面，本说明书提供了一种纳米复合降凝剂，以质量百分比计，制备该纳米复合降凝剂的组分包括：0.1wt％-3wt％钴酸镍纳米颗粒，0.5wt％-15wt％乙烯-醋酸乙烯酯共聚物(EVA)，其余为可溶解乙烯-醋酸乙烯酯共聚物的有机溶剂。在上述纳米复合降凝剂中，优选地，所述钴酸镍纳米颗粒的用量为0.5wt％-2wt％。在上述纳米复合降凝剂中，优选地，所述乙烯-醋酸乙烯酯共聚物的用量为1.5wt％-12wt％。在上述纳米复合降凝剂中，优选地，所述乙烯-醋酸乙烯酯共聚物的用量是钴酸镍纳米颗粒用量的3-8倍。在上述纳米复合降凝剂中，优选地，所述乙烯-醋酸乙烯酯共聚物的用量是钴酸镍纳米颗粒用量的4-6倍。在上述纳米复合降凝剂中，优选地，所述有机溶剂为原油、柴油或汽油。在上述纳米复合降凝剂中，优选地，所述钴酸镍纳米颗粒的粒径为400-600nm。在上述纳米复合降凝剂中，优选地，所述钴酸镍纳米颗粒是通过以下方法制备的：将一定比例的六水合硝酸镍、硝酸钴和乌洛托品溶于水-乙醇的混合溶液中，反应制备钴酸镍前驱体；所述钴酸镍前驱体经干燥、煅烧后，制得钴酸镍纳米颗粒。在上述纳米复合降凝剂中，优选地，制备钴酸镍纳米颗粒时，六水合硝酸镍、硝酸钴和乌洛托品的摩尔比为1:2-4:3-5；进一步优选为1:2:4.4。在上述纳米复合降凝剂中，优选地，制备钴酸镍纳米颗粒时，所述混合溶液中，水和乙醇的体积比为2-4:1；进一步优选为2:1。另一方面，本说明书还提供了一种纳米复合降凝剂的制备方法，该方法包括：将钴酸镍纳米颗粒分散于溶解有乙烯-醋酸乙烯酯共聚物的有机溶液中，制得所述纳米复合降凝剂。在上述纳米复合降凝剂的制备方法中，优选地，所述分散的方式为熔融共混。在上述纳米复合降凝剂的制备方法中，优选地，所述熔融共混的条件为：50-80℃下搅拌10-50min。又一方面，本说明书还提供了上述纳米复合降凝剂的应用，该应用是将所述纳米复合降凝剂加入储存或管道运输中的含蜡原油中。在上述纳米复合降凝剂的应用中，优选地，所述纳米复合降凝剂的加入量为100-300ppm。在上述纳米复合降凝剂的应用中，优选地，该应用还包括对加有所述纳米复合降凝剂的含蜡原油施加交变磁场的步骤。本说明书提供的金属氧化物纳米复合降凝剂，其中聚合物与钴酸镍纳米材料共同起到降凝降黏的作用。向原油中加入纳米复合降凝剂后，相比于现有技术，蜡晶可以更加紧凑的排布方式析出，包裹在网状结构中的液态油被释放出来。因此，加入该纳米复合降凝剂的含蜡原油，具有凝点降低、黏度降低、低温流动性提高等宏观性质的改变。而且，该纳米复合降凝剂具有一定磁性，因此，对加有纳米复合降凝剂的含蜡原油施加交变磁场可进一步降低含蜡原油的屈服值，大大降低管道停输再启动难度，降低原油生产成本。附图说明图1为本说明书一种实施方式中纳米复合降凝剂对含蜡油黏度的影响图；图2为本说明书一种实施方式中纳米复合降凝剂对含蜡油屈服值的影响图；图3为本说明书一种实施方式中纳米复合降凝剂与其他降凝剂的降黏效果对比图；图4为本说明书一种实施方式中纳米复合降凝剂与其他降凝剂的降屈服值效果对比图。具体实施方式为了使本
的人员更好地理解本申请中的技术方案，下面将结合本申请实施方式中的附图，对本申请实施方式中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施方式仅仅是本申请一部分实施方式，而不是全部的实施方式。基于本申请中的实施方式，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施方式，都应当属于本申请保护的范围。一方面，本说明书实施方式提供了一种纳米复合降凝剂，以质量百分比计，制备该纳米复合降凝剂的组分包括：0.1wt％-3wt％钴酸镍纳米颗粒，0.5wt％-15wt％乙烯-醋酸乙烯酯共聚物，其余为可溶解乙烯-醋酸乙烯酯共聚物的有机溶剂。在本说明书实施方式中，纳米复合降凝剂是一种主体成分为纳米颗粒和聚合物的组合物。该组合物中，聚合物溶解于有机溶剂中，而纳米颗粒是不溶的，其均匀分散于体系中。由于该体系中乙烯-醋酸乙烯酯共聚物的存在，外观呈粘液状态(可流动的凝胶状)。当然，当使用溶剂的不同，或组分含量方面(限定范围内)的差别时，最终产品在性能上会有所差异，但是，在钴酸镍纳米颗粒和乙烯-醋酸乙烯酯共聚物基本组合下，都能获得良好的降凝效果。另外，申请人研究发现，含蜡原油在外加交变磁场下，可以降低原油的屈服应力，该发现对解决管道停输再启动难的问题提供了一种新途径。在进一步研究中发现，相比于常规的降凝剂，添加有本说明书实施方式提供的纳米复合降凝剂的含蜡原油对交变磁场的响应非常显著，在外加交变磁场下，能够大幅降低含蜡原油的屈服值。更深入的研究表明，主要由于纳米复合降凝剂自身带有一定磁性，因此，其对交变磁场的响应会非常显著。在本说明书一些实施方式中，钴酸镍纳米颗粒的用量可以为0.5wt％-2wt％；优选为0.6wt％-1.5wt％。在本说明书一些实施方式中，EVA的用量可以为1.5wt％-12wt％；优选为3wt％-8wt％。在本说明书一些实施方式中，EVA的用量最好在钴酸镍纳米颗粒用量的2倍以上，优选为3-8倍；进一步优选为4-6倍。在本说明书一些实施方式中，有机溶剂可以选自能够溶解EVA的常规溶剂，例如原油、柴油、汽油等；当然，可以为它们组成的混合溶剂。在本说明书一些实施方式中，常规的纳米级的钴酸镍颗粒基本都能用于本方案。在一些优选实施方式中，钴酸镍纳米颗粒的粒径为400-600nm；优选为450-550nm。在本说明书一些实施方式中，钴酸镍纳米颗粒可以通过以下方法制备：将一定比例的六水合硝酸镍、硝酸钴和乌洛托品溶于水-乙醇的混合溶液中，反应制备钴酸镍前驱体；钴酸镍前驱体经干燥、煅烧后，制得钴酸镍纳米颗粒。该方式下，钴酸镍纳米颗粒体现出更显著的磁性。在本说明书本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种纳米复合降凝剂，其特征在于，以质量百分比计，制备该纳米复合降凝剂的组分包括：0.1wt％‑3wt％钴酸镍纳米颗粒，0.5wt％‑15wt％乙烯‑醋酸乙烯酯共聚物，其余为可溶解乙烯‑醋酸乙烯酯共聚物的有机溶剂。

【技术特征摘要】
1.一种纳米复合降凝剂，其特征在于，以质量百分比计，制备该纳米复合降凝剂的组分包括：0.1wt％-3wt％钴酸镍纳米颗粒，0.5wt％-15wt％乙烯-醋酸乙烯酯共聚物，其余为可溶解乙烯-醋酸乙烯酯共聚物的有机溶剂。2.根据权利要求1所述的纳米复合降凝剂，其特征在于，所述钴酸镍纳米颗粒的用量为0.5wt％-2wt％。3.根据权利要求1所述的纳米复合降凝剂，其特征在于，所述乙烯-醋酸乙烯酯共聚物的用量为1.5wt％-12wt％。4.根据权利要求1所述的纳米复合降凝剂，其特征在于，所述乙烯-醋酸乙烯酯共聚物的用量是钴酸镍纳米颗粒用量的3-8倍，优选为4-6倍。5.根据权利要求1所述的纳米复合降凝剂，其特征在于，所述有机溶剂为原油、柴油或汽油。6.根据权利要求1所述的纳米复合降凝剂，其特征在于，所述钴酸镍纳米颗粒的粒径为400-600nm。7.根据权利要求1所述的纳米复合降凝剂，其特征在于，所述钴酸镍纳米颗粒是通过以下方法制备的：将一定比例...

【专利技术属性】
技术研发人员：王玮，杨峰，黄辉荣，甘东英，张晓峰，彭泽恒，宫敬，
申请(专利权)人：中国石油大学北京，
类型：发明
国别省市：北京,11