一种无助剂非氟类超临界CO2增黏剂及其制备方法技术

本发明专利技术公开了一种无助剂非氟类超临界CO2增黏剂及其制备方法，该增黏剂是将甲氧基聚乙二醇丙烯酸酯、醋酸乙烯酯、氨端聚二甲基硅氧烷在引发剂硝酸铈铵引发下发生共聚制备而成。本发明专利技术增黏剂增黏效果明显，在无助剂的情况下，增黏剂加量为2％时，能增加超临界CO2的黏度46～58倍，增黏剂加量为5％时，能增加超临界CO2的黏度57～75倍，特别适合超临界CO2驱油使用。用。

【技术实现步骤摘要】
一种无助剂非氟类超临界CO2增黏剂及其制备方法


[0001]本专利技术属于增粘剂的制备
，具体涉及一种超临界CO2增黏剂及其制备方法，该增粘剂特别适用于超临界、液态CO2的增黏。

技术介绍

[0002]CO2驱油提高石油采收率技术可实现CO2减排和利用的双赢。超临界CO2增黏剂能有效提高超临界CO2黏度，解决CO2在驱油过程中易发生“粘性指进”现象，大大提高驱油效率。现有专利和文献已公布的增黏剂主要有含氟类和非含氟类增黏剂。含氟类增黏剂有着较好的增黏效果，但成本过高、对环境危害大，易吸附到岩石上从而降低开采效率，限制了其使用。而不含氟增黏剂存在着在CO2中溶解度低、溶剂压力过大的问题，需要加入大量助溶剂(约20％)才能增黏，大量助溶剂会对地层造成损害，且价格高昂，无法在现场实际应用。因此，开发出无助剂、非氟类、增黏效果好的超临界CO2增黏剂具有重要意义。

技术实现思路

[0003]本专利技术的目的在于对现有技术存在的问题，提供一种无助剂非氟类超临界CO2增黏剂的制备方法，该增黏剂不含氟，可在无助剂的情况下能大大提高超临界CO2黏度。
[0004]本专利技术提供的无助剂非氟类超临界CO2增黏剂由下述质重份配比的物质制成：
[0005][0006]上述甲氧基聚乙二醇丙烯酸酯的聚合度为7～22。
[0007]上述氨端聚二甲基硅氧烷的聚合度为3～18。
[0008]本专利技术超临界CO2增黏剂的主要成分的结构式如下所示：
[0009][0010]式中m、n分别代表氨端聚二甲基硅氧烷和甲氧基聚乙二醇丙烯酸酯的聚合度，x、
y、z分别代表甲氧基聚乙二醇丙烯酸酯单体单元、氨端聚二甲基硅氧烷单体单元、醋酸乙烯酯单体单元的聚合度，x、y、z值由原料投加比例决定。
[0011]本专利技术无助剂非氟类超临界CO2增黏剂的制备方法为：在装有冷凝管的三口烧瓶中通入氮气保护，依次加入甲氧基聚乙二醇丙烯酸酯、醋酸乙烯酯、氨端聚二甲基硅氧烷，并加入硝酸铈铵，开启搅拌，升温至70～85℃，恒温反应5～8小时后取出粗产品，并加入无水乙醚溶解，再加入质量浓度为5％的氢氧化钠水溶液，静止分层，萃取得到有机物，并用蒸馏水洗涤3～5次，减压蒸馏除无水乙醚，得到淡黄色超临界CO2增黏剂产品。
[0012]本专利技术的有益效果如下：
[0013]1、本专利技术增黏剂所采用的共聚单体中，醋酸乙烯酯是目前发现的在CO2中溶解性最好的碳氢化合物；氨端聚二甲基硅氧烷有较多的亲CO2链段，具有相对较低的表面张力和较高的主链柔韧性，比分子量相近的含氧烃聚合物具有更高的溶解度；甲氧基聚乙二醇丙烯酸酯含有酯类和醚类结构，酯基属于亲CO2基团，有一定的促进聚合物在二氧化碳中溶解的作用，醚类结构较强的自结合作用限制了其在CO2中的溶解能力，但通过在醚类结构一端引入甲基，可以实现内聚能密度的降低和自由体积的增加，提高其在CO2中的溶解性。
[0014]2、本专利技术增黏剂利用聚合物之间相互作用交叉扭曲，形成空间网络结构，俘获CO2分子并减弱其流动效应，从而实现增黏效果；通过氨端聚二甲基硅氧烷、甲氧基聚乙二醇丙烯酸酯、醋酸乙烯酯等结构引入长短链互配，通过长短链交互缔合，降低增黏剂用量，以减小体系浊点压力，实现无溶剂条件下CO2的增黏。
[0015]3、本专利技术增黏剂增黏效果明显，在无助剂的情况下，增黏剂加量为2％时，能增加超临界CO2的黏度46～58倍，增黏剂加量为5％时，能增加超临界CO2的黏度57～75倍，特别适合超临界CO2驱油使用。
具体实施方式
[0016]下面结合实施例对本专利技术进一步详细说明，但本专利技术的保护范围不仅限于这些实施例。
[0017]实施例1
[0018]在装有冷凝管的三口烧瓶中通入氮气保护，依次加入20g甲氧基聚乙二醇丙烯酸酯(聚合度n＝8)、20g醋酸乙烯酯、60g氨端聚二甲基硅氧烷(聚合度m＝12)，并加入0.15g硝酸铈铵，开启搅拌，升温至80℃，恒温反应6小时后取出粗产品，并加入100g无水乙醚溶解，再加入100g质量浓度为5％的氢氧化钠水溶液，静止分层，萃取得到有机物，并用蒸馏水洗涤5次，再进行减压蒸馏除无水乙醚，得到淡黄色超临界CO2增黏剂产品。
[0019]实施例2
[0020]在装有冷凝管的三口烧瓶中通入氮气保护，依次加入30g甲氧基聚乙二醇丙烯酸酯(聚合度n＝7)、20g醋酸乙烯酯、50g氨端聚二甲基硅氧烷(聚合度m＝18)，并加入0.3g硝酸铈铵，开启搅拌，升温至70℃，恒温反应6小时后取出粗产品，并加入100g无水乙醚溶解，再加入100g质量浓度为5％的氢氧化钠水溶液，静止分层，萃取得到有机物，并用蒸馏水洗涤5次，再进行减压蒸馏除无水乙醚，得到淡黄色超临界CO2增黏剂产品。
[0021]实施例3
[0022]在装有冷凝管的三口烧瓶中通入氮气保护，依次加入15g甲氧基聚乙二醇丙烯酸
酯(聚合度n＝12)、40g醋酸乙烯酯、45g氨端聚二甲基硅氧烷(聚合度m＝8)，并加入0.1g硝酸铈铵，开启搅拌，升温至85℃，恒温反应6小时后取出粗产品，并加入100g无水乙醚溶解，再加入100g质量浓度为5％的氢氧化钠水溶液，静止分层，萃取得到有机物，并用蒸馏水洗涤5次，再进行减压蒸馏除无水乙醚，得到淡黄色超临界CO2增黏剂产品。
[0023]实施例4
[0024]在装有冷凝管的三口烧瓶中通入氮气保护，依次加入30g甲氧基聚乙二醇丙烯酸酯(聚合度n＝20)、30g醋酸乙烯酯、40g氨端聚二甲基硅氧烷(聚合度m＝4)，并加入0.25g硝酸铈铵，开启搅拌，升温至80℃，恒温反应6小时后取出粗产品，并加入100g无水乙醚溶解，再加入100g质量浓度为5％的氢氧化钠水溶液，静止分层，萃取得到有机物，并用蒸馏水洗涤5次，再进行减压蒸馏除无水乙醚，得到淡黄色超临界CO2增黏剂产品。
[0025]为了证明本专利技术产品的有益效果，利用ThermoFisher Scientific公司的HAKKE MARS 60流变仪(测试精度0.01mps)，在温度为35℃、压力为8MPa下，测试加有增黏剂的超临界CO2液体黏度，对比纯超临界CO2黏度，计算超临界CO2增黏倍数。
[0026]表1超临界CO2增黏倍数
[0027]增黏剂增黏剂加量增黏倍数实施例12％50实施例15％67实施例22％58实施例25％75实施例32％46实施例35％57实施例42％48实施例45％61
[0028]由表1可以看出：实施例1～4增黏剂均对超临界CO2均有较好的增黏能力。在无助剂的情况下，增黏剂加量为2％时，能增加超临界CO2的黏度46～58倍，增黏剂加量为5％时，能增加超临界CO2的黏度57～75倍，增黏效果明显。
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种无助剂非氟类超临界CO2增黏剂，其特征在于，所述增黏剂由下述重量份配比的物质制成：2.根据权利要求1所述的无助剂非氟类超临界CO2增黏剂，其特征在于，所述甲氧基聚乙二醇丙烯酸酯的聚合度为7～22。3.根据权利要求1所述的无助剂非氟类超临界CO2增黏剂，其特征在于，所述氨端聚二甲基硅氧烷的聚合度为3～18。4.根据权利要求1～3任意一项所述的无助剂非氟类超临界CO2增黏剂，其特征在于，所述增黏剂的主要成分的结构式如下所示：式中m、n分别代表氨端聚二甲基硅氧烷和甲氧基聚乙二醇丙烯酸酯的聚合度，x、y、z分别...

【专利技术属性】
技术研发人员：张颖，沈燕宾，李俊莉，路建萍，
申请(专利权)人：陕西化工研究院有限公司，
类型：发明
国别省市：