一种稠油降粘剂及其制备方法技术

本发明专利技术属于有机化工技术领域，涉及一种稠油降粘剂及其制备方法，该降粘剂由(甲基)丙烯酸氟碳醇醚酯、马来酸酐和苯乙烯三元聚合反应而得；包括步骤如下：合成氟碳醇醚；合成丙烯酸氟碳醇醚酯；合成三元聚合物；降粘剂的生产。本发明专利技术的优点：能够显著降低各种稠油粘度，尤其环烷基稠油，不仅能够阻止蜡形成网状结构，而且具有使沥青质和胶质高度分散的功能。使胶体性质稳定，稠油长时间放置不分层，降粘效果显著，成本低，便于油品运输和应用。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于有机化工
,涉及一种稠油、超稠油降粘剂的制备与应用,特别涉及一种稠油降粘剂及其制备方法.
技术介绍
稠油具有粘度大、密度大、凝点高的突出特点，严重制约着其工业应用。对于高粘、高凝油品的利用，传统方式主要采用的加热降粘和乳化降粘的处理方法，前者需要消耗大量的燃料和动力；后者尽管降粘效果显著，但其掺水量大(通常可达30wt％)，后期脱水处理较困难，工艺过程复杂。采用化学添加剂降低油品的凝固点和粘度越来越受石油工业界的关注，用量一般仅为稠油的0.1wt％～5wt％，操作简便，节约能耗，被认为是最有前途的方法。油溶性降粘剂主要是基于原油降凝剂的开发技术，针对蜡、胶质、沥青质分子呈堆积状态，在高温或强力切割作用下，使降粘剂分子进入蜡、胶质或沥青质分子层之间，改变并破坏其结晶状态，抑制晶体长大，起到降低稠油粘度的作用。当前研究理论认为：由于稠油中烷烃碳数分布的多元性和胶质、沥青质结构的复杂性，稠油对降粘剂具有很强的选择性，导致不能直接生产出适用于所有稠油的油溶性降粘剂。不同稠油的组成和结构性质不同，降粘剂的作用机理也不同，降粘剂结构中往往引入极性较大的官能团和(或)具有表面活性的官能团，通常与表面活性剂或溶剂复配使用。国内外对油溶性降粘剂投入了一定的研究。专利CN101245240A专利技术了由丙烯酸高级酯、具有羟基的甲基丙烯酸酯及十二烷基苯磺酸共混物反应形成的稠油降粘剂通过降低凝点实现降粘。分子相对单一，适用范围小，该工艺针对胶质、沥青质含量高的油品降粘效果有限；专利CN1233783C以含有缩甲基化聚醚、碳酸钠、烷基磺酸钠及及阳离子聚电解质合成降粘剂。该剂主要依托乳化法降粘，众所周知，乳化法引入大量的水，增加破乳及废水处理工序，工艺繁杂。中国专利CN101845299A，公开了一种原油降凝剂，由质量分子数为99.0％～99.8％的四元共聚物、质量分子数为0.1％～0.5％气相二氧化硅、质量分子数为0.1％～0.5％非离子型氟碳表面活性剂复配制成，其中四元共聚物由单体丙烯酸高碳醇酯、甲基丙烯酸、马来酸酐、苯乙烯聚合而成。中国专利CN10176846A公开了一种稠油乳化降粘的方法及产品，并具体公开了由非离子-阴离子表面活性剂、含亲水基团的直链或支链高分子化合物等得到乳化降粘剂。所述非离子-阴离子表面活性剂可以为聚醚的磷酸酯盐、硫酸酯盐、羧酸盐和磺酸盐中的一种或几种，其中聚醚可以是聚氧乙烯醚、聚氧丙烯醚和聚氧乙烯醚聚氧丙烯醚中的一种或几种。聚醚的聚合度优选为3～200。以上两项中国专利技术降粘效果一般，而且制备方法也较为复杂。
技术实现思路
本专利技术的技术方案是为了克服现有技术中存在的分子相对单一，适用范围小，制备工艺复杂的缺点，而提供一种稠油降粘剂及其制备方法。首次采用氟碳非离子表面活性剂与丙烯酸反应生成丙烯酸改性聚醚作为单体，由于氟碳醇自身没有表面张力，本专利技术在氟碳醇中添加环氧乙烷、环氧丙烷使其具有表面活性。氟碳表面活性剂能以极低的浓度显著地降低溶剂的表面张力，从而使稠油中的胶质、沥青质中的分子间的吸附力显著地降低，在分散、降粘、乳化等方面都有显著的提高。本专利技术的技术方案：一种稠油降粘剂，该降粘剂主成分结构式为：其中：m＝1～99,n＝1～299,p:q:e＝1～10:99～1:9～1；R为C6～C28正构烷基。所述的降粘剂由(甲基)丙烯酸氟碳醇醚酯、马来酸酐和苯乙烯三元聚合反应而得。所述的(甲基)丙烯酸氟碳醇醚酯、马来酸酐和苯乙烯三者摩尔比为1：0.1～0.5：0.4～0.8。一种稠油降粘剂的制备方法，所述的制备方法具体步骤如下：(1)氟碳醇醚的合成步骤：将氟碳醇转入高压反应釜，抽真空至-0.08Mpa～-0.1Mpa,抽取催化剂,开启搅拌并升温至60℃～70℃后,开始加入环氧丙烷,反应结束，进行老化；当反应压力降到0MPa,反应温度降到120℃时，再补加催化剂三氟化硼乙醚，继续加入环氧乙烷,反应温度控制在125℃～135℃左右，压力＜0.1MPa，进料完毕，经老化,降温放料,即得氟碳醇醚混合物；其中，反应式如下：式中：R1为C6～C28正构烷基；(2)丙烯酸氟碳醇醚酯的合成步骤：在反应器中，加入氟碳醇醚和阻聚剂对苯二酚，加热到80℃，使其全部溶解，再依次加入丙烯酸和催化剂，先升温至130℃，经回流一定时间后，减压脱水，抽出残余的水及低沸物；将反应混合液转入分液漏斗中，用5wt％浓度NaOH溶液中和洗涤，除去催化剂与阻聚剂以及残余的丙烯酸，直到水层无色；再用大量的去离子水反复洗涤至中性；洗涤后将分液产物进行真空干燥，在50℃～60℃的温度下干燥4h～8h，得到丙烯酸氟碳醇醚酯；(3)三元聚合物的合成步骤：准确称取一定量丙烯酸氟碳醇醚酯、马来酸酐和苯乙烯，三者摩尔比为1：0.1～0.5：0.4～0.8；将马来酸酐和一定量二甲苯加入反应器，待马来酸酐全溶于二甲苯后，通入惰性气体，依次加入丙烯酸氟碳醇醚酯、苯乙烯、马来酸酐，在惰性气体的保护下缓慢升温至60℃，启动搅拌，将几种物质混合均匀；然后滴加溶解引发剂的二甲苯溶液，继续搅拌，升温，控制反应温度为90℃，恒温反应4h～6h；在氮气的氛围下冷却，在50℃～60℃下真空干燥8h～10h，自然降至常温即得蜡状固体产品；主成分结构式为：式中：m＝1～99,n＝1～299,p:q:e＝1～10:99～1:9～1。所述的一种稠油降粘剂的制备方法，还包括将三元聚合物溶于稀油，按照30％～60％的质量比混配，加热搅拌，即得油蜡状降粘剂产品的步骤。所述氟碳醇醚的合成步骤中，反应结束进行老化30分钟，进料完毕老化30分钟。所述丙烯酸氟碳醇醚酯的合成步骤中，所述反应器中装有冷凝管、搅拌器和温度计。所述丙烯酸氟碳醇醚酯的合成步骤中，所述回流的时间为4h～7h。所述丙烯酸氟碳醇醚酯的合成步骤中，所述真空干燥是在真空干燥箱中进行的。所述丙烯酸氟碳醇醚酯的合成步骤中，所述惰性气体为N2气，通入时间为30min。所述的氟碳醇醚制备过程所用催化剂为三氟化硼乙醚,用量为后继加入环氧化合物摩尔数的0.1％～1％。所述的丙烯酸氟碳醇醚酯的合成中使用的催化剂为杂多酸、固体超强酸、酸性离子交换树脂中的一种或几种混合物。所述的丙烯酸氟碳醇醚酯的合成中使用的催化剂的用量为反应物总质量的0.5％～3％。所本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种稠油降粘剂，其特征在于：该降粘剂主成分结构式为：其中：m＝1～99,n＝1～299,p:q:e＝1～10:99～1:9～1；R为C6～C28正构烷基。

【技术特征摘要】
1.一种稠油降粘剂，其特征在于：该降粘剂主成分结构式为：
其中：m＝1～99,n＝1～299,p:q:e＝1～10:99～1:9～1；R为C6～C28正构烷基。
2.根据权利要求1所述的一种稠油降粘剂，其特征在于：所述的降粘剂由(甲基)丙烯酸氟碳醇醚酯、马来酸酐和苯乙烯三元聚合反应而得。
3.根据权利要求2所述的一种稠油降粘剂，其特征在于：所述的(甲基)丙烯酸氟碳醇醚酯、马来酸酐和苯乙烯三者摩尔比为1：0.1～0.5：0.4～0.8。
4.根据权利要求1或2所述的一种稠油降粘剂的制备方法，其特征在于：所述的制备方法具体步骤如下：
(1)氟碳醇醚的合成步骤：
将氟碳醇转入高压反应釜，抽真空至-0.08Mpa～-0.1Mpa,抽取催化剂,开启搅拌并升温至60℃～70℃后,开始加入环氧丙烷,反应结束，进行老化；当反应压力降到0MPa,反应温度降到120℃时，再补加催化剂三氟化硼乙醚，继续加入环氧乙烷,反应温度控制在125℃～135℃左右，压力＜0.1MPa，进料完毕，经老化,降温放料,即得氟碳醇醚混合物；其中，
反应式如下：
式中：R1为C6～C28正构烷基；
(2)丙烯酸氟碳醇醚酯的合成步骤：
在反应器中，加入氟碳醇醚和阻聚剂对苯二酚，加热到80℃，使其全部溶解，再依次加入丙烯酸和催化剂，先升温至130℃，经回流一定时间后，减压脱水，抽出残余的水及低沸物；将反应混合液转入分液漏斗中，用5wt％浓度NaOH溶液中和洗涤，除去催化剂与阻聚剂以及残余的丙烯酸，直到水层无色；再用大量的去离子水反复洗涤至中性；洗涤后将分液产物进行真空干燥，在50℃～60℃的温度下干燥4h～8h，得到丙烯酸氟碳醇醚酯；
(3)三元聚合物的合成步骤：
准确称取一定量丙烯酸氟碳醇醚酯、马来酸酐和苯乙烯，三者摩尔比为1：0.1～0.5：0.4～0.8；
将马来酸酐和一定量二甲苯加入反应器，待马来酸酐全溶于二甲苯后，通入惰性气体，依次加入丙烯酸氟碳醇醚酯、苯乙烯、马来酸酐，在惰性气体的保护下缓慢升温至60℃，启动搅拌，将几种物质混合均匀；然后滴加溶解引发剂的二甲苯溶液，继续搅拌，升温，控制反应温度为...

【专利技术属性】
技术研发人员：郝春来，朱景利，付明朗，韩非，王洪国，刘宗琦，王洪星，廖克俭，李学，石洪波，董大清，张黎英，张晓琳，马玲玲，曹志涛，张英杰，赵晶，
申请(专利权)人：中国石油天然气股份有限公司，
类型：发明
国别省市：北京;11