Page 215 - 《精细化工》2022年第11期
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第 11 期 罗晓雯，等: 纳米蒙脱土复合降凝剂的制备及性能评价 ·2365·
在原油中具有良好分散性，能够更大程度地改变原 SYD-510G 型凝点测定仪，北京恒奥德仪器有限公
油凝点和黏度，稳定性强，因此，研究开发稳定、 司；NDJ-5S 型黏度测定仪，上海昌吉地质仪器有限
高效的纳米复合降凝剂具有重要意义。 公司；Lab.21 型偏光显微镜，德国 Zeiss 公司。
目前，使用的商用降凝剂主要有聚乙烯-乙酸乙 1.2 PSMS/OMMT 纳米复合降凝剂的合成
烯酯类、聚丙烯酸高碳醇酯类、聚不饱和羧酸高级 纳米复合降凝剂的制备路线如下所示：
酯类、聚氧乙烯醚类等 [4-6] ，在用量为 0.15%~5%（以
原油质量为基准）时凝点降低范围为 5~20 ℃。张
[4]
绚等 使用的聚氧乙烯醚类商用降凝剂使克拉玛依
原油凝点降幅在 12~18 ℃，添加后仅 72 h 凝点回升
2 ℃，稳定性较差。随着纳米技术的发展，一些研
究者将纳米 SiO 2 、氧化石墨烯（GO）和蒙脱土
（MMT）等纳米材料引入聚合物基体中，以此提升
传统聚合物降凝剂的应用效果和稳定性能 [7-11] 。
MMT 是一种常用于制备纳米复合降凝剂的天然纳
米层状结构硅酸盐，添加少量的 MMT 就能改善聚
合物在原油中分散性差、稳定性差等缺陷 [12] ，具有
良好的经济效应与实用价值。为了使聚合物与 MMT
达到理想的复合状态，通常使用十六烷基三甲基溴
化铵（CTAB）对其进行有机改性处理，增加对有机
1.2.1 OMMT 的制备
相的亲和性，从而增大 MMT 与有机反应试剂的相
容性 [13] 。 将 MMT（3.00 g）溶解在 70 ℃ 60 mL 去离子
水中，超声分散 2 h，滴加 CTAB（1.90 g）水溶液
本文针对克拉玛依原油降凝研究开发了一种纳
20 mL，6 h 后将粗产品抽滤分离，去离子水洗涤至
米复合降凝剂，利用溶液插层法在聚（丙烯酸十八
滤液在质量分数 1% AgNO 3 溶液滴加后无淡黄色沉
酯-马来酸酐-苯乙烯）三元聚合物（PSMS）中加入
淀产生，60 ℃真空干燥 24 h 得 4.33 g 灰色固体产
改性蒙脱土（OMMT），利用 OMMT 增强 PSMS 降
物，研磨得到改性蒙脱土 OMMT，收率 88.4%。
凝剂与原油的相容性，制备了纳米复合降凝剂 PSMS/
1.2.2 PSMS 的合成
OMMT，并将其应用于克拉玛依原油进行应用效果
在 250 mL 四口瓶中依次加入 SA（6.49 g，
和抗老化性能评价。探究了原油预处理温度、OMMT
20 mmol）、MA（1.92 g, 20 mmol）、St（2.09 g，
加入量、PSMS 和 PSMS/ OMMT 在原油中不同使用
20 mmol）、溶剂甲苯（30 mL），滴加 10 mL 甲苯溶
量、老化时间等因素对原油降凝或降黏效果的影响，
解的 AIBN（0.11 g），N 2 保护下 72 ℃聚合 6 h 后减
最后通过偏光显微镜（POM）分析推测了降凝机理。
压蒸馏，粗产物用过量的热无水乙醇洗涤除去 AIBN
1 实验部分 与未反应单体，45 ℃真空干燥 24 h 得 8.60 g 白色
粉末状聚合物，收率 82.0%。
1.1 试剂与仪器 1.2.3 PSMS/OMMT 的制备
丙烯酸十八酯（SA）、马来酸酐（MA）、苯乙 在 250 mL 反应瓶中加入 PSMS 降凝剂（3.00 g）、
烯（St）、甲苯、偶氮二异丁腈（AIBN）、CTAB、无 OMMT（0.30 g）、溶剂甲苯（30 mL），72 ℃恒温
水乙醇，AR，成都市科隆化学品有限公司；PGN 型 反应 8 h，减压蒸馏后将产物用热无水乙醇洗涤过
钠基蒙脱土（MMT），质量分数>98%，美国 G105- 滤，45 ℃真空干燥 24 h 得 3.06 g 白色粉末状产物，
Nanocor 公司。 收率 92.7%。
原油由新疆克拉玛依油田提供。其含有质量分 1.3 表征与性能评价方法
数为 7.26%的石蜡和 8.3%的胶质沥青质；凝点为 通过 SEM 观察改性前后 MMT 表面形态，工作
12 ℃；20 ℃时黏度为 82.8 Pa·s。 电压 5.0 kV；材料的红外谱图采用傅里叶变换红外
Nicolet IS50 型傅里叶变换红外光谱仪（FTIR）， 光谱仪 ATR 附件测试，波数范围 4000~400 cm ；
–1
美国 Thermo Fisher 公司；JSM-7610F 型扫描电子显 通过 POM 观察低温下未加降凝剂和加入降凝剂后
微镜（SEM），日本电子株式会社；D8 ADVANCE 原油的蜡晶形态，测试温度为–10 ℃。
型小角度 X 射线衍射仪，德国 Bruker 公司； 小角度 XRD 测试 MMT 和 OMMT 层间距大小，
