一种聚酰胺-酰亚胺防蜡剂及其制备方法和应用与流程

本发明涉及防蜡剂制备，具体涉及一种聚酰胺-酰亚胺防蜡剂及其制备方法和应用。

背景技术：

1、据统计，我国油田中，含蜡量高于10％的原油大约占全国原油总产量的90％，并且大部分原油中含蜡的质量分数均在20％以上，有的甚至高达45％～50％。而在原油开采过程中，当原油从地层流入井底再上升到井口这一过程中，由于地层压力和温度的逐渐降低，以及原油中的轻质组分不断逸出，减小了原油对蜡的溶解度，蜡就以晶体的形式不断析出、沉积，并吸附在油井管壁等采油设备上，使得油井产量不断降低，吸附在油层部分，还会对储层造成伤害。另外，蜡结晶在管道中会造成原油流动阻力增大，直接影响产量和能耗，严重时会造成停产，所以防蜡和清蜡一直是油井日常管理的一项重要和经常性的工作，合理及时的预防蜡结晶析出，延缓清蜡周期是油井正常生产的重要保证。

2、目前，油田常用的清防蜡技术主要有机械清蜡技术、热力清蜡技术、表面能防蜡技术、磁防蜡技术、微生物清防蜡技术、化学药剂清防蜡技术等，其中化学药剂清防蜡技术的应用比较广泛，而在化学药剂清防蜡剂中又以油基清防蜡剂、乳液清防蜡剂和水基清防蜡剂应用最为广泛。常见的防蜡剂有稠环芳烃、表面活性剂与高分子聚合物3大类。其中高分子型防蜡剂在油田有较多的应用。高分子型防蜡剂大多数为油溶性的，是含有石蜡链节的支链型高分子聚合物。使用时将其注入井内与原油混合，在含量很低的情况下就能形成遍布整个原油组织中的网状结构。若原油温度降低，石蜡在网上析出，其结构为空旷、疏松、呈树枝状或聚结树枝状的结晶堆砌体，阻止蜡的沉积，从而起到防蜡的作用。

3、聚合物型防蜡剂又称蜡晶改性剂，这类防蜡剂均是油溶性的梳状聚合物，分子中有一定长度的侧链，在分子主链或侧链中具有与石蜡分子类似的结构和极性基团。在较低的温度下，它们分子中类似石蜡的结构与石蜡分子形成共晶，由于其分子中还有极性基团，形成的晶核扭曲变形，抑制蜡晶继续长大。但是目前国内常用的防蜡剂防蜡效果差，特别是低温效果差。

技术实现思路

1、针对现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种聚酰胺-酰亚胺防蜡剂及其制备方法和应用。

2、为了实现上述目的，本发明采取如下技术方案：

3、一种聚酰胺-酰亚胺防蜡剂，所述聚酰胺-酰亚胺防蜡剂由聚酰胺-酰亚胺共聚物和有机溶剂所组成；

4、所述聚酰胺-酰亚胺共聚物的制备方法，包括如下步骤：将单不饱和脂肪酸和马来酸酐加入到溶剂i中，混合均匀后加入引发剂，升温至100-150℃反应2-10h，随后向其中加入脂肪族伯胺、缩合剂和活化剂，在100-150℃下反应5-12h，待反应结束后，除去溶剂i，即得到聚酰胺-酰亚胺共聚物。

5、具体的，所述单不饱和脂肪酸、马来酸酐、引发剂、脂肪族伯胺、缩合剂和活化剂的摩尔比为1:1-2:0.0001-0.0005:2-3:1.5-2.5:0.1-0.3。

6、具体的，所述单不饱和脂肪酸选自肉豆蔻油酸、棕榈油酸、油酸、蓖麻油酸、鲸蜡烯酸中的一种或多种；所述溶剂i选自甲苯、二甲苯和三甲苯中的一种或多种；所述脂肪族伯胺选自辛胺、十二胺、十六胺、二十胺、二十四胺中的一种或者多种。

7、具体的，所述引发剂选自过氧化苯甲酸叔丁酯、偶氮二异丁氰、过氧化苯甲酰、异丙苯过氧化氢、过氧化二碳酸二异丙酯中的一种或多种。

8、具体的，所述缩合剂选自碳二亚胺类缩合剂、鎓盐类缩合剂、有机磷类缩合剂中的至少一种。

9、更为具体的，所述碳二亚胺类缩合剂为二环己基碳二亚胺(dcc)、二异丙基碳二亚胺(dic)、1-(3-二甲胺基丙基)-3-乙基碳二亚胺(edci)。

10、所述鎓盐类缩合剂为o-(7-氮杂苯并三氮唑-1-基)-二(二甲胺基)碳鎓六氟磷酸盐(hatu)、o-(苯并三氮唑-1-基)-二(二甲胺基)碳鎓六氟磷酸盐(hbtu)、o-(5-氯苯并三氮唑-1-基)-二(二甲胺基)碳鎓六氟磷酸盐(hctu)、o-(苯并三氮唑-1-基)-二(二甲胺基)碳鎓四氟硼酸盐(tbtu)、o-(n-丁二酰亚胺基)-二(二甲胺基)碳鎓四氟硼酸盐(tstu)、o-(n-endo-5-降莰烯-2,3-二碳二酰亚胺)-二(二甲胺基)碳鎓四氟硼酸盐(tntu)、o-(7-氮杂苯并三氮唑-1-基)-二(四氢吡咯基)碳鎓六氟磷酸盐(hapyu)、o-(苯并三氮唑-1-基)-二(四氢吡咯基)碳鎓六氟磷酸盐(hbpyu)、苯并三氮唑-1-基氧-三(二甲胺基)鏻鎓六氟磷酸盐(bop)。

11、所述有机磷类缩合剂为二苯基磷酰氯(dpp-cl)、氰代磷酸二乙酯(decp)、叠氮化磷酸二苯酯(dppa)、硫代二甲基磷酰基叠氮(mpta)、二(2-氧-3-唑烷基)磷酰氯(bop-cl)。

12、具体的，所述活化剂选自4-n,n-二甲基吡啶、4-吡咯烷基吡啶、1-羟基苯并三唑、1-羟基-7-氮杂苯并三氮唑、n-羟基邻苯二甲酰亚胺中的至少一种。

13、具体的，聚酰胺-酰亚胺共聚物和有机溶剂的质量比为10-20:100。

14、具体的，所述有机溶剂为甲苯、二甲苯、三甲苯、石脑油中的一种或多种。

15、本发明提供上述聚酰胺-酰亚胺防蜡剂的制备方法，包括如下步骤：将聚酰胺-酰亚胺共聚物和有机溶剂混合均匀，即得到聚酰胺-酰亚胺防蜡剂。

16、本发明提供上述聚酰胺-酰亚胺防蜡剂在石油天然气清防蜡中的应用。

17、本发明还提供一种复合防蜡剂，向上述聚酰胺-酰亚胺防蜡剂中添加改性鳞片石墨。

18、具体的，所述改性鳞片石墨的制备方法如下：将鳞片石墨粉加入浓h2so4溶液中，在40-60℃下搅拌浸渍1-2h，浸渍完成后过滤、洗涤、干燥，然后在800-1000℃下焙烧30-60min，得到固体产物，随后将固体产物浸入在十六烷基三甲基氯化铵溶液中，超声处理4-8h，经干燥后得到改性鳞片石墨。

19、具体的，十六烷基三甲基氯化铵溶液的质量分数为1-5％。

20、具体的，聚酰胺-酰亚胺防蜡剂和改性鳞片石墨的质量比为100-120:5-10。

21、与现有技术相比，本发明具有如下有益效果：

22、(1)本发明以单不饱和脂肪酸和马来酸酐为原料，通过共聚和接枝改性得到聚酰胺-酰亚胺防蜡剂，其中聚酰胺-酰亚胺防蜡剂是长链鱼骨状结构，在主链上含有一定的极性基团，两侧链为不同长度的长烷基链。两侧链的长烷基链与石蜡结构相似，能够与石蜡共晶，抑制或减弱石蜡结晶析出；本发明所制备的聚酰胺-酰亚胺防蜡剂在原油中能够形成空间网状结构，能够进一步阻碍石蜡分子的接触，抑制石蜡的进一步结晶增大，使石蜡分子不能析出；聚酰胺-酰亚胺防蜡剂能够吸附在石蜡晶体表面，改变其润湿性，使石蜡晶体分散在原油中。

23、(2)本发明提供的复合防蜡剂中还添加有改性鳞片石墨，先利用浓h2so4对鳞片石墨粉进行处理，在石墨片层中引入含氧官能团，然后通过焙烧，使石墨膨胀，提高了鳞片石墨的比表面积和扩散性，随后浸入在十六烷基三甲基氯化铵溶液中，在鳞片石墨的表面和层间负载十六烷基三甲基氯化铵，得到改性鳞片石墨，由于改性鳞片石墨的引入，改善了原油的润滑性，提高原油的流动性，降低原油凝点，从而减少蜡在油管壁上的沉积；采用十六烷基三甲基氯化铵对鳞片石墨进行处理，增强了鳞片石墨在原油中的分散性和渗透性，增加了石蜡与油相之间的界面张力，通过提升蜡的成核位垒，使蜡难以结晶析出，减少了蜡在管壁上的沉积。

24、(3)本发明提供的复合防蜡剂中，聚酰胺-酰亚胺共聚物通过与原油中的蜡发生共晶和/或吸附，改善了原油的流动性能；改性鳞片石墨能够改善原油的润滑性，从而提高原油的流动性，两者共同作用，降低了原油凝点，减少了蜡在管壁上的沉积。