【原油降凝剂的研究进展及发展趋势】 原油降凝剂
时间：2019-03-30 03:21:48 来源：雅意学习网 本文已影响 人 
摘要： 介绍了原油降凝剂的产生、种类及在国内外的发展现状。分析和探讨原油降凝剂的主要作用机理，并对未来降凝剂的发展趋势进行预测。 关键词： 原油；降凝剂；研究进展
中图分类号：TE6 文献标识码：A 文章编号：1006-4311（2012）06-0031-02‘
0 引言
我国除新疆克拉玛依和青海冷湖原油外，多数原油含蜡量较多，凝点较高。含蜡原油在低温下容易析出蜡晶，随着温度的降低，蜡晶数量增多并长大聚集，形成三维网状的蜡膏状物质而使原油失去流动性，给原油的开采和输送带来困难。通过在原油中加入高分子降凝剂，避免了蜡晶间粘结形成三维网状结构，达到降凝、减粘及改善低温流动性的目的[1]。本文综述原油降凝剂的产生、分类及研究现状，并对未来原油降凝剂的发展趋势进行评述。
1 原油降凝剂的产生
1931年，Davis利用氯化石蜡和萘经过缩合反应，合成了最早的烷基萘降凝剂，目前该降凝剂仍是主要降凝剂品种之一，但由于该降凝剂颜色较深，呈深褐色，对中质和重质润滑油的降凝效果好，因此不宜用于浅色油品，多用于内燃机油、齿轮油和全损耗油中。30年代末相继出现了商品名为Santopour的降凝剂（它是氯化石蜡和酚的缩合物）、聚甲基丙烯酸酯降凝剂以及聚异丁烯降凝剂。国内对降凝剂的研究不但起步较晚，而且大部分是对润滑油降凝剂的研究，从20世纪60年代后才开始从事原油降凝剂的研究，1984年石油管道科学研究院首次完成了对江汉原油用EVA作降凝剂改性，并在冬季在钟市一荆门75knl长输管线上工业试验成功，其原油凝点由21.5℃降至8℃，有效成分添加量仅为10ppm[2]。
2 原油降凝剂的种类
目前市面上销售的原油降凝剂种类很多，例如：EVA、ZDR-1、EMS、WHO等各种原油降凝剂，但是从其化学组成、合成的路线及降凝效果来看，原油降凝剂大致分为四种类型，具体如下。
2.1 降凝剂EVA及其改性物 降凝剂EVA即为乙烯与醋酸乙烯酯共聚物，它是一种带有极性基团、而且聚乙烯部分结晶的热塑性聚合物。EVA平均相对分子质量介于8000—20000g/mol之间，醋酸乙烯酯的含量为35%-45%，因其使用效果好，而广泛应用在原油和成品油中。为了使降凝剂EVA具有普遍的使用性，并减少降凝剂的用量，人们运用苯乙烯、丙烯酸酯等对EVA通过接枝或共聚进行改性，即可得到EVA的改性物，使降凝效果有所提高。
2.2 聚（甲基）丙烯酸酯系列 聚（甲基）丙烯酸酯主要是以甲苯为溶剂，甲基丙烯酸和醇保持一定比例，在催化剂和阻聚剂作用下合成聚甲基丙烯酸酯。近年来报道的有聚（甲基）丙烯酸C18～22烷基酯、（甲基）丙烯酸C14～22烷基酯烯烃共聚物的复配物等。该类聚合物属于梳状聚合物，具有良好的抗剪切性，受到人们的日益关注。胥思平等[3]合成了丙烯酸二十二酯－丙烯酰胺共聚物降凝剂，并应用于胜利原油的降凝处理，使原油的凝点从27.0℃降至11.0℃，原油的牛顿流体温度范围变宽，并且非牛顿流体温度下的黏度减小。
2.3 马来酸酐共聚物 马来酸酐别名顺丁烯二酸酐，可与许多单体形成 1:1共聚物，同时由于其存在能与烷基醇（或胺）进行酯化（或胺化），如苯乙烯-马来酸酐-十八醇酯共聚物、苯乙烯-马来酸酐-十八胺共聚物、马来酸酐-混合σ烯烃-高碳脂肪醇共聚物等。该聚合物对于高蜡原油有良好的分散蜡晶的能力，并且显著降低了原油在低温下的凝点。
2.4 含氮类聚合物 主要是聚胺类、烷基胺类与含有马来酸或者富马酸共聚物作用得到的化合物[4]。这类降凝剂在原油中稳定性好，降凝效果显著。张红等通过丙烯酸高碳酯与马来酸酐二元共聚进行胺解反应得到一系列原油降凝剂，通过筛选，从中选出丙烯酰高碳胺与共聚物结合后的降凝剂降凝效果最好，凝点降幅大于10℃。
3 降凝剂的作用机理
长久以来，国内外许多学者对降凝剂的作用机理进行过研究，认为原油降凝剂改变蜡晶发育历程大致分为三类[5]：晶核作用、吸附作用及共晶作用。
3.1 晶核作用 在高于原油析蜡温度下，降凝剂析出蜡晶，成为蜡晶发育的中心，增多原油中小蜡晶数目，从而使原油不易产生大的蜡团。
3.2 吸附作用 在低于原油析蜡点的温度下，降凝剂析出结晶，吸附在已析出的蜡晶晶核上，阻止蜡晶上网结合，改变蜡晶的取向，减弱蜡晶间的黏附作用，增加蜡晶的分散度，从而达到降凝的目的。
3.3 共晶作用 原油降凝剂在析蜡点下与蜡共同析出，改变蜡的结晶行为和取向性，减弱蜡晶继续发育的趋向，降凝剂中与蜡晶相同的部分为烃链（非极性集团），可与石蜡共晶，不同的部分（极性集团）则阻碍蜡晶进一步长大。当二者的碳数相等时，降凝效果最好。由于分子结构的空间效应，仅有一部分参与共晶。因此，降凝剂分子中的烷基链长度大于蜡的碳链长度时降凝效果较好。
当前大家对降凝机理的认识逐渐达成一种共识，即降凝剂的降凝作用不只是一种类型的降凝机理，而是三种机理可能都有，只是在蜡晶生长的不同阶段，有一种起主导作用。在蜡形成晶核时，降凝剂起晶核作用而产生降凝效果。在蜡晶增长阶段，共晶和吸附机理中的一种在起作用，或者两者都起作用。
4 降凝剂的发展趋势
对蜡含量不高且蜡分子量不大的原油，通常选用单个降凝剂就可以改善其流动性，但是对高含蜡原油的低温流动改进剂最好选择几种主碳链不同的降凝剂或不同极性侧链的降凝剂进行复配，使之能适用于各种成品油及各种高含蜡原油。就目前而言，有两种复配方法得到广泛应用：
4.1 EVA与其他聚合物共聚和复配 赵晓非、温海飞等[6]研究了AMS（丙烯酸十八酯－苯乙烯－马来酸酐共聚物）－EVA复配降凝剂和AVS（丙烯酸十八酯－醋酸乙烯酯－苯乙烯聚合物）－EVA复配降凝剂，结果表明两者均可降低吉林原油的凝点和黏度，改善其低温流变性。高宝岩等人[7]曾用丙烯酸高碳醇酯、马来酸酐、苯乙烯、醋酸乙烯酯合成了四元混聚物，并对原油降凝效果进行了研究。结果表明：该混聚物在大港原油中添加0.6%时，原油凝固点下降23℃，说明该聚合物在大港原油中降凝效果显著。
4.2 不同类型及分子量降凝剂的复配 于洪江，刘祥[8]以丙烯酸十八碳醇醋、马来酸酐和混合高级脂肪多元醇为主要原料，合成一系列降凝剂，并对其进行降凝评价，结果表明：当丙烯酸十八碳醇醋、马来酸酐、混合高级脂肪多元醇三种物质的量配比为2：1：1，聚合温度为90℃时，合成的降凝剂PMAE-2降凝效果最好。南阳原油中添加0.5%的PMAE-2合成降凝剂后凝点下降22℃，对胜利原油和延安原油也同样有良好的降凝效果。
5 结束语
当前降凝剂的研究重点在于加强原油降凝剂降凝机理的研究，重视含蜡原油流变性质及其影响机理的研究，随着对降凝机理研究的不断深入，采用复配混合物和引进新型物质来制备降凝剂是当前研制降凝剂的发展趋势。
参考文献：
[1]宋昭峥，孙洁，李传宪等.降凝剂对高蜡原油流变性改性的效果评价[J].石油大学学报（自然科学版），2002，26（1）；52-55.
[2]权忠舆.原油改性处理的管道输送工艺.油气储运，1996，（15）1-6.
[3]胥思平，宋昭峥.胜利原油在原油降凝剂作用下的流变性能评价[J].中国石油大学学报（自然科学版），2007，31（6）：107-111.
[4]张红等.一种含氮聚合物原油降凝剂的合成及应用[J].华东理工大学学报.2007，33（1）：10-13.
[5]宋昭峥，葛际江，张贵才等.高蜡原油降凝剂发展概况.石油大学学报（自然科学版），2001，25（6）:117~122.
[6]赵晓非，温海飞，马春曦等.高蜡原油降凝剂实验研究[J].油气田地面工程，2007，26（10）：11-12.
[7]高宝岩，韩蕴华，霍建中等.原油降凝剂的合成及应用.天津工,1998(2):2021.
[8]于洪江，刘祥.PMAE系列原油降凝剂的合成及性能评价，油气储运，2005，24（10）：36~38．
