水性聚合物分散体、其制备方法及其作为原油、石油和石油产品的倾点下降剂的用途技术

本发明专利技术涉及包含至少一种可通过至少一种通式H

Waterborne polymer dispersion, its preparation method and its application as pour point depressant for crude oil, petroleum and petroleum products

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】水性聚合物分散体、其制备方法及其作为原油、石油和石油产品的倾点下降剂的用途本专利技术涉及包含至少一种可通过反应性单体M的反应获得的聚合物的水性聚合物分散体，所述反应性单体M包含至少一种通式H2C＝CH-C(O)OR(I)的单体M1，其中R是包含18至22个碳原子的直链烷基链，和任选至少一种单体M2。本专利技术还涉及制备这样的水性聚合物分散体的方法及其作为原油、石油和石油产品的倾点下降剂和/或蜡抑制剂和/或蜡分散剂的用途。地下矿物油层通常具有相对较高的温度。在将原油采出到地面后，采出的原油根据采出温度以及储存和运输条件或多或少地冷却。根据它们的来源，原油具有不同比例的蜡，其基本由长链正链烷烃组成。根据原油的类型，这些链烷烃(paraffin)的比例可通常为原油的1至30重量％。当温度在冷却过程中下降到特定水平以下时，链烷烃可通常以片晶形式结晶。沉淀的链烷烃显著损害油的流动性。片晶形正链烷烃晶体可形成某种纸牌屋结构，其封住原油以使原油停止流动，即使主要部分仍为液体。油的样品在冷却过程中仍可流动的最低温度被称为倾点(“屈服点”)。为了测量倾点，使用标准化试验方法。沉淀的链烷烃可堵塞过滤器、泵、管道和其它设施或沉积在罐中，因此需要高水平的清洁。油田的矿床温度通常在室温以上，例如40℃至100℃。原油在仍然温热时从这样的矿床中采出，并在采出过程中或之后或多或少迅速地自然冷却到室温，或在相应的气候条件下冷却到更低温度。原油可能具有在室温以上的倾点，因此这类原油可能在采出过程中或之后凝固。已知可通过合适的添加剂降低原油的倾点。这可防止链烷烃在采出原油的冷却过程中沉淀。合适的添加剂首先防止形成所述纸牌屋样的结构并因此降低原油凝固温度。此外，添加剂可促进形成精细的、结晶良好的非附聚链烷烃晶体，以确保油输送不中断。这样的添加剂被称为倾点下降剂或流动改进剂。石蜡抑制剂(Paraffininhibitor)或蜡抑制剂是指旨在防止固体石蜡沉积在与原油或其它含蜡油和/或矿物油产品接触的表面上的那些物质。蜡分散剂是指旨在防止蜡颗粒附聚的物质。WO03/014170A1描述了丙烯酸系聚合物胶乳分散体作为用于抑制原油中的链烷烃沉积的添加剂。该分散体可包含助溶剂。WO2006/075109A1涉及适用于抑制原油中所含的链烷烃的沉积和作为原油的脱石蜡(deparaffining)添加剂以获得例如润滑油的水性乳液。其中描述的水性乳液包含含有6至60个碳原子的(甲基)丙烯酸烷基酯、任选其它(甲基)丙烯酸烷基酯和/或(甲基)丙烯酰胺的共聚物、助溶剂或共分散剂和表面活性剂和/或保护胶体。该乳液通过所用单体和附加组分在水中的乳液或细乳液(miniemulsion)的自由基水性聚合制备。在US2011/0184121A1中也对减阻剂的制备描述了细乳液聚合。WO2014/095408A1描述了聚合物制剂作为原油、矿物油或矿物油产品的倾点下降剂的用途，其中所述制剂包含至少两种不同的具有至少60℃的闪点的溶剂和聚合物组合物。该聚合物组合物可通过至少一种式H2C＝CR1-COOR2的(甲基)丙烯酸烷基酯在至少一种乙烯-乙烯基酯共聚物存在下的自由基聚合获得，其中R1是H或甲基且R2是具有12至60个碳原子的直链烷基。WO2014/095412A1涉及可通过至少两种不同的(甲基)丙烯酸烷基酯在至少一种乙烯-乙烯基酯共聚物存在下的自由基聚合获得的聚合物组合物及其作为原油、矿物油或矿物油产品的倾点下降剂的用途。(甲基)丙烯酸烷基酯的混合物包含至少一种式H2C＝C(R2)COOR3的(甲基)丙烯酸烷基酯，其中R2是H或甲基，且R3是具有12至16个碳原子的直链烷基链，和至少一种式H＝C(R2)-COOR4的(甲基)丙烯酸烷基酯，其中R2如上文定义且R4选自基团R4a、R4b和R4c，其中R4a是具有1至11个碳原子的直链烷基链，R4b是具有4至60个碳原子的支化烷基链且R4c是具有5至20个碳原子的环烷基。EP0359061A1描述了包含含有16至30个碳原子的高级醇的(甲基)丙烯酸酯和具有最多10个碳原子的烯属不饱和单羧酸和二羧酸或它们的酐和任选具有最多8个碳原子的短链醇的(甲基)丙烯酸酯的共聚物的水性乳液用于降低烃混合物的倾点和流点的用途。国际专利申请PCT/EP2017/055423描述了水性聚合物分散体作为在环境温度下具有良好性质的倾点下降剂。该分散体包含表面活性剂和保护胶体。示例性的分散体包含改性苯乙烯-丙烯酸酯聚合物作为保护胶体和非离子表面活性剂(具有18个EO单元的C16C18饱和脂肪醇乙氧基化物)。包含含有至少16个碳原子的高级醇的(甲基)丙烯酸酯和附加单体，例如马来酸酐或(甲基)丙烯酸的共聚物用于降低包含链烷烃的原油和矿物油馏分的倾点和流点的用途描述在DE3807394A1和DE3807395中。尽管有已知的倾点下降剂，仍然需要具有改进的应用性质的进一步的倾点下降组合物。已知的倾点下降剂和/或蜡抑制剂通常在环境温度下是固体或蜡样并因此需要加热步骤以使它们液化。原油添加剂必须在原油的开采现场使用。这样的开采现场也可能是位于寒冷地区，例如北极地区的海上平台。倾点下降剂通常作为浓缩溶液供应并可由用户现场以所需方式配制使用。供应的产品应该是液体以避免现场熔融，并且该溶液还应该长时间保持稳定并且没有相分离趋势，以使它们可非常简单地储存。此外，在升高的温度，如50℃下，分散体形式的含倾点下降剂的制剂可倾向于表现出分层(creaming)或沉降(sedimentation)。在有机液体中溶液也可能在室温下结晶并且需要加热才能以液体形式提供。因此本专利技术的一个目的是提供具有改进的操作性质(优选在低温、环境温度、尤其是在升高的温度下)和良好的倾点下降性质的倾点下降剂。本专利技术的一个目的还在于提供改进的蜡抑制剂和/或蜡分散剂或至少具有与现有技术状况相似的蜡抑制性质。通过一种水性聚合物分散体实现这一目的，其包含水和a)基于分散体计10至60重量％的至少一种可通过反应性单体M的反应获得的聚合物P，其中所述反应性单体M包含-50至100重量％的至少一种通式(I)的单体M1H2C＝CH-C(O)OR(I)其中R是包含18至22个碳原子的直链烷基链；和-0至50重量％的至少一种单体M2，其不同于单体M1，其中单体M1和M2的量各自基于所有反应性单体M的总量计；其中聚合物P具有20,000至150,000g/mol的重均分子量Mw；并且其中聚合物P以平均颗粒度d50为50nm至1000nm的颗粒的形式存在；b)基于水性聚合物分散体的总量计5至60重量％的至少一种水混溶性溶剂；c)基于水性聚合物分散体的总量计5至40重量％的至少一种疏水有机溶剂；d)基于水性聚合物分散体的总量计0.1至20重量％的至少一种离子型表面活性剂。本专利技术的另一方面是制备所述水性聚合物分散体的方法。本专利技术的另一方面是所述水性聚合物分散体作为原油、石油和石油产品的倾点下降剂本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.水性聚合物分散体，其包含水和/na)基于分散体计10至60重量％的至少一种可通过反应性单体M的反应获得的聚合物P，其中所述反应性单体M包含/n-50至100重量％的至少一种通式(I)的单体M1/nH

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】20170911 EP 17190394.11.水性聚合物分散体，其包含水和
a)基于分散体计10至60重量％的至少一种可通过反应性单体M的反应获得的聚合物P，其中所述反应性单体M包含
-50至100重量％的至少一种通式(I)的单体M1
H2C＝CH-C(O)OR(I)
其中R是包含18至22个碳原子的直链烷基链；和
-0至50重量％的至少一种单体M2，其不同于单体M1；
其中单体M1和M2的量各自基于所述反应中使用的所有反应性单体M的总量计，
其中聚合物P具有20,000至150,000g/mol的根据DIN55672-1:1995-02的重均分子量Mw；和
其中聚合物P以具有通过柱流体动力学色谱法测定的50nm至1000nm的平均颗粒度d50的颗粒的形式存在；
b)基于水性聚合物分散体的总量计5至60重量％的至少一种水混溶性溶剂，
c)基于水性聚合物分散体的总量计5至40重量％的至少一种疏水有机溶剂，
d)基于水性聚合物分散体的总量计0.1至20重量％的至少一种离子型表面活性剂。


2.权利要求1的分散体，其中所述分散体进一步包含基于单体M的总量计小于10重量％的至少一种保护胶体或其中所述分散体不含保护胶体。


3.根据权利要求1或2的分散体，其中所述至少一种单体M1是一种混合物，其包含
-基于单体M1的总量计40至55重量％的式(I)的单体M1，其中R是包含18个碳原子的直链烷基链；
-基于单体M1的总量计10至15重量％的式(I)的单体M1，其中R是包含20个碳原子的直链烷基链；和
-基于单体M1的总量计35至45重量％的式(I)的单体M1，其中R是包含22个碳原子的直链烷基链。


4.根据权利要求1至3任一项的分散体，其中所述至少一种单体M2的量为所有反应性单体M的总量的0至10重量％。


5.根据权利要求1至4任一项的分散体，其中所述至少一种单体M2选自
-通式(II)的丙烯酸酯单体
H2C＝CH-C(O)OR3(II)
其中R3是包含1至12个碳原子的支化或直链烷基链，任选被羟基取代；
-通式(III)的甲基丙烯酸酯单体
H2C＝C(CH3)-C(O)OR4(III)
其中R4是包含1至12个碳原子的支化或直链烷基链，任选被羟基取代；和
-乙烯基芳族单体。


6.根据权利要求1至5任一项的分散体，其中所述至少一种单体M2是苯乙烯、丙烯酸2-乙基己酯、甲基丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸2-羟乙酯或丙烯酸正丁酯。


7.根据权利要求1至6任一项的分散体，其中所述至少一种水混溶性溶剂是二醇。


8.根据权利要求1至7任一项的分散体，其中所述至少一种疏水有机溶剂是芳族或脂族烃或其混合物。


9.根据权利要求1至8任一项的分散体，其中所述至少一种离子型表面活性剂是阴离子型表面活性剂。

【专利技术属性】
技术研发人员：F·皮龙，E·博雷斯，J·A·杰克逊，
申请(专利权)人：巴斯夫公司，巴斯夫欧洲公司，
类型：发明
国别省市：美国;US