一类兼有缓蚀与降粘作用的咪唑啉聚合物的制备方法技术

本发明专利技术涉及一类兼有缓蚀与降粘作用的聚合物聚丙烯酸咪唑啉及其制备方法。其制备方法是以丙烯酸和有机多胺为反应原料，合成丙烯酸咪唑啉，再在引发剂存在下，聚合得到聚丙烯酸咪唑啉。其制备方法工艺简洁，操作简单，适合工业化生产。推广应用后对缓蚀剂和降粘剂的升级换代有促进作用。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一类原油添加剂及其制备方法，具体说是由丙烯酸和有机多胺经脱水反应得丙烯酸咪唑啉，丙烯酸咪唑啉再聚合得聚合型丙烯酸咪唑啉的制备方法，以及该聚合型咪唑啉作为兼有缓蚀和降粘作用的油品添加剂的使用。
技术介绍
在原油中加入降粘剂来改善油品的流动性和加入缓蚀剂降低油品对设备的腐蚀是改善原油品质的重要手段。原油，特别是稠油具有粘度大、流动困难的特点，严重制约着稠油的开采和输送。这种特性决定了稠油的开采、输送和炼制必然是围绕着降粘、降凝改性或改质处理进行。加降粘剂降粘法具有工艺简单、费用较低等优点，从而成为一项很有发展前途的方法。目前，国内外开发研究、使用的油溶性降粘剂主要是不饱和单体的均聚物或共聚物。2010年杨思妍等以甲基丙烯酸甲酯、马来酸酐、苯乙烯和丙烯酰胺为原料合成聚合物，再加入十八醇酯交换，生成带长链的聚合物，对原油到降粘率将近90％。这些不饱和酸酯的聚合物或不饱和酸酯与其他不饱和单体的共聚物降粘剂，在实际应用中还存在缺陷。近年来，降粘剂研究的一个显著特点是在原来酯型分子骨架上引入具有极性或表面活性的侧链，利用极性基团和表面活性剂基团的空间效应以及降低固液界面张力的能力来增强对蜡晶、胶质、沥青质的分散作用。2008年Kuzmic A E等采用带有单个极性基团的丙烯酸长链酯的聚合物作为降粘剂对原油流动性进行改进。开发兼有降粘、缓蚀、降凝等作用的多功能原油添加剂，进一步降低成本，简化工艺流程是原油添加剂的发展方向。2011年王霞等考察了AE乳化降粘剂，EC乳化降粘剂，油溶性降粘剂AC对河南油田采出特稠油的降粘效果，并评价了其缓蚀效果，将降粘和缓蚀同时考察。原油里不可避免含有水，水中会有CO2和H2S的产生，会对采油设备和输油管道腐蚀。添加高效的缓蚀剂是有效降低腐蚀的主要手段。有机咪唑啉类缓蚀剂因其环境友好而被广泛研究。在咪唑啉类化合上引入较大的油溶性基团和增加咪唑啉环个数形成多咪唑啉环类化合物是改善咪唑啉类缓蚀剂的重要手段。在油溶性降粘剂中接上极性基团，和反过来也是在极性咪唑啉类缓蚀剂上引入较大的油溶性基团，形成兼有缓蚀和降粘双重功效的油品添加剂都是发展趋势。
技术实现思路
1.本专利技术的目的在于提供一类兼有缓蚀与降粘作用的聚合物及其制备方法，聚合物结构如下：其合成主要原料为丙烯酸和有机多胺类化合物，有机多胺类化合物包括二乙烯三胺、三乙烯四胺、四乙烯五胺或羟乙基乙二胺。其中，R为多胺化合物残基；n为聚合度，n取22-360。2.本专利技术的兼有缓蚀与降粘作用的聚合物可用于原油的缓蚀与降粘。3.本专利技术还提供该类兼有缓蚀与降粘作用的聚合物的制备方法，包括如下步骤：(1)以丙烯酸和有机多胺为原料反应合成丙烯酸咪唑啉；(2)在引发剂存在下，丙烯酸咪唑啉聚合为聚丙烯酸咪唑啉。所述步骤(1)中多胺类化合物包括二乙烯三胺、三乙烯四胺、四乙烯五胺和羟乙基乙二胺；多胺类化合物与丙烯酸原料摩尔配比为0.8～1.5；步骤(1)中可以加入带水剂带水，促进反应进行，带水剂可以是二甲苯、甲苯、苯；反应温度为100℃～250℃，反应时间为5～10小时。所述步骤(2)中所加的引发剂可以是偶氮二异丁腈、过氧化苯甲酰、过硫酸钾、过硫酸铵、过硫酸钠、过氧化环己酮；步骤(2)中可以加入溶剂改善流动性，溶剂可以是甲苯、二甲苯、苯；反应温度为40℃～80℃，反应时间为5～10小时。优选地，在上述制备步骤中，所述步骤(1)中多胺类化合物和丙烯酸原料摩尔配比为1～1.2，带水剂为二甲苯，反应温度150℃～200℃。优选地，在上述制备步骤中，所述步骤(2)中引发剂为偶氮二异丁腈，溶剂为甲苯。有益效果：本专利技术提供一类兼有缓蚀与降粘作用的聚合物及其制备方法，促进缓蚀和降粘剂的升级换代。具体实施方法以下结合具体实施例对本申请进行示例性说明和进一步理解，但实施例仅作为例子给出，不视为本专利技术的全部技术方案，不是对本专利技术总的技术方案的限定。凡具有相同或相似技术特征，简单改变或替换的，均属本专利技术保护范围。实施例1在配有温度计、回流冷凝管、机械搅拌器和通氮气保护气管的250mL四口烧瓶中加入丙烯酸(18.07g，0.25mol)，二甲苯(100.0mL)，二乙烯三胺(30.15g，0.30mol)，加热至120℃，反应1小时；再升温至190℃反应6小时，加分水器分水1.5小时，分水量9.60mL。脱溶剂后得丙烯酸咪唑啉。再在丙烯酸咪唑啉中加入引发剂偶氮二异丁腈(0.52g，1％wt)，溶剂甲苯(20.0mL)，80℃下反应8小时，脱溶剂得到聚丙烯酸咪唑啉。配制两份500mL 1M H2SO4腐蚀溶液，将聚丙烯酸咪唑啉(100.0mg)溶于其中一份腐蚀溶液中，在30℃，转速为100r/min条件下，两组经前处理后的50×25×2mm规格的N80金属钢片旋转挂片6小时，测两组钢片在腐蚀溶液中浸泡前后的质量。根据公式算出缓蚀率为80.22％，其中m0为放入空白腐蚀溶液中的钢片平均原始质量，m0′为腐蚀后的钢片平均质量；m1为放入加有聚丙烯酸咪唑啉腐蚀溶液中的钢片平均原始质量，m1′腐蚀后的钢片平均质量。称一杯原油(105.31g)，用旋转粘度计测60℃下粘度为4317.5mPa·s，将聚丙烯酸咪唑啉(0.15g)加入原油中，搅拌均匀，再在60℃下测粘度为908.3mPa·s。计算降粘率为78.96％。实施例2在配有温度计、回流冷凝管、机械搅拌器和通氮气保护气管的250mL四口烧瓶中加入丙烯酸(18.12g，0.25mol)，二甲苯(80.0mL)，二乙烯三胺(25.79g，0.25mol)，加热至120℃，反应1小时；再升温至190℃反应6小时，加分水器分水1.5小时，分水量9.20mL。脱溶剂后得丙烯酸咪唑啉。再在丙烯酸咪唑啉中加入引发剂过硫酸铵(0.92g，2％wt)，溶剂甲苯(50.0mL)，80℃下反应10小时，脱溶剂得到聚丙烯酸咪唑啉。配制两份500mL 1M H2SO4腐蚀溶液，将聚丙烯酸咪唑啉(100.0mg)溶于其中一份腐蚀溶液中。在30℃，转速为100r/min条件下，两组经前处理后的50×25×2mm规格的N80金属钢片旋转挂片6小时，测两组钢片在腐蚀溶液中浸泡前后的质量。根据公式算出缓蚀率为76.82％。其中m0为放入空白腐蚀溶液中的钢片平均原始质量，m0′为腐蚀后的钢片平均质量；m1为放入加有聚丙烯酸咪唑啉腐蚀溶液中的钢片平均原始质量，m1′腐蚀后的钢片平均质量。称一杯原油(108.01g)，用旋转粘度计测60℃下粘度为4318.1mPa·s，将聚丙烯酸咪唑啉(0.16g)加入原油中，搅拌均匀，再在60℃下测粘度为1059.9mPa·s。计算降粘率为75.46％。实施例3在配有温度计、回流冷凝管、机械搅拌器和通氮气保护气管的250mL四口烧瓶中加入丙烯酸(21.62g，0.30mol)，二甲苯(120.0mL)，二乙烯三胺(39.02g，0.30mol)，加热至120℃，反应1小时；再升温至190℃反应6小时，加分水器分水1.5小时，分水量9.80mL。脱溶剂后得丙烯酸咪唑啉。再在丙烯酸咪唑啉中加入引发剂过氧化二苯甲酰(0.83g，3％wt)，溶剂甲苯(50.0mL)，80℃下反应7小时，脱溶剂得到聚丙烯酸咪唑啉。配制两份500mL 1本文档来自技高网...

【技术保护点】
一类兼有缓蚀与降粘作用的聚合物及其制备方法，其特征在于该类降粘剂具有如下通式：R为多胺化合物残基，n为聚合度。

【技术特征摘要】
1.一类兼有缓蚀与降粘作用的聚合物及其制备方法，其特征在于该类降粘剂具有如下通式：R为多胺化合物残基，n为聚合度。2.根据权利要求1所述的一类兼有缓蚀与降粘作用的聚合物及其制备方法，其特征在于聚合度n可以是22到360的整数。3.根据权利要求1所述的一类兼有缓蚀与降粘作用的聚合物及其制备方法，其制备方法特征在于包括如下制备步骤：(1)以丙烯酸和有机多胺为原料反应合成丙烯酸咪唑啉；(2)在引发剂存在下，丙烯酸咪唑啉聚合为聚丙烯酸咪唑啉。4.根据权利要求1，3所述的一类兼有缓蚀与降粘作用的聚合物及其制备方法，其特征是：所述的步骤(1)中原料有机多胺为二乙烯三胺、三乙烯四胺、四乙烯五胺和羟乙基乙二胺。5.根据权利要求1，3所述的一类兼有缓蚀与降粘作用的聚合物及其制备...

【专利技术属性】
技术研发人员：林富荣，胡云静，周永生，
申请(专利权)人：常州大学，
类型：发明
国别省市：江苏;32