一种油溶性超稠油降粘剂及其制备方法与应用技术

本申请公开了一种油溶性超稠油降粘剂及其制备方法与应用，该降粘剂具有式Ⅰ所示结构，式Ⅰ中，x：y：z为10～20：5～15：1～5；R1、R2、R3和R4独立选自H和C1～C5的烷基中的一种，M选自H和C1～C24烷基中的一种；n独立的选自1～5的整数；a独立的选自0～20的整数，b独立的选自1～41的整数，c独立的选自0～41的整数。该降粘剂中有含氟苯乙烯，含氟苯乙烯中的氟与胶质和沥青质之间形成更强的氢键作用，从而对胶质和沥青质具有很强的分散和稳定作用；且通过与丙烯酸类单体单元和酸酐类单体单元的聚合，三者形成协同作用，提高了对超稠油的降粘率，改善了降粘剂的耐温抗老化性能，且降粘剂的降粘效果稳定。

【技术实现步骤摘要】
一种油溶性超稠油降粘剂及其制备方法与应用
本申请涉及一种油溶性超稠油降粘剂及其制备方法与应用，属于油田化学品

技术介绍
随着稠油开采量的增加，其密度大、粘度高、流动性差的特点给油田的开采和原油的输送带来了很大困难。尤其是超稠油，其粘度更高、流动性更差。根据稠油族内部组成分析，其富含氨氮化合物，如胶质、沥青质等大分子基团，该类基团极易相互联结聚集，导致系统粘度急剧增加，流动性变差。由于稠油的粘度较高、流动性较差，所以开采和集输比较困难。为了降低稠油的粘度，目前主要采用热处理、添加减阻剂、稀释、水悬浮能多种降粘方法，但是这些方法存在能耗大、设备投资和管理费用高，且停输后再启动困难等问题。基于上述原因，向稠油中加入油溶性降粘剂降低粘度的方法研究得越来越热。油溶性降粘剂可以降低胶质和沥青质之间的氢键作用，使其结构变得松散，从而降低稠油粘度，改善稠油流动性，解决稠油的开采和集输问题。目前，国内油溶性降粘剂主要是烯类单体聚合而成，但是这类降粘剂的效果差，尤其是对超稠油的降粘效果不佳。因此，研究开发一种适用于超稠油的降粘剂，具有重要的意义。
技术实现思路
为了解决上述问题，提供了一种油溶性超稠油降粘剂及其制备方法与应用，该油溶性降粘剂为含氟苯乙烯单元、丙烯酸类单体单元和酸酐类单体单元三元聚合，三者协同作用，且通过氟与胶质和沥青质之间形成更强的氢键作用，从而对超稠油中胶质和沥青质具有很强的分散和稳定作用，提高了对超稠油的降粘率，改善了降粘剂的耐温抗老化性能，且降粘剂的降粘效果稳定。根据本申请的一个方面，提供了一种油溶性超稠油降粘剂，所述降粘剂具有式Ⅰ所示结构:所述降粘剂具有式Ⅰ所示结构:式Ⅰ中，x、y、z分别为丙烯酸类单体单元、含氟苯乙烯单元、酸酐类单体单元的摩尔份数，x：y：z为10～20：5～15：1～5；R1选自H和C1～C5的烷基中的一种，R2选自H和C1～C5的烷基中的一种，R3选自H和C1～C5的烷基中的一种，R4选自H和C1～C5的烷基中的一种，M选自H和C1～C24烷基中的一种；n为取代基的个数，独立的选自1～5的整数；a独立的选自0～20的整数，b独立的选自1～41的整数，c独立的选自0～41的整数。进一步的，x：y：z为12～18：8～14：2～4，R1选自H和C2～C4的烷基中的一种，R2选自H和C2～C4的烷基中的一种，R3选自H和C2～C4的烷基中的一种，R4选自H和C2～C4的烷基中的一种，M选自H和C8～C22烷基中的一种；n独立的选自2～4的整数；a独立的选自0～10的整数，b独立的选自1～31的整数，c独立的选自0～31的整数；优选的，x：y：z为14～16：9～12：2～3，R1为H，R2为H，R3为H，R4为H，M选自C12～C18烷基中的一种；n为3；a独立的选自0～5的整数，b独立的选自1～11的整数，c独立的选自0～11的整数。进一步的，R1中烷基选自包含直链、支链和环状结构的烷基中的至少一种，R2中烷基选自包含直链、支链和环状结构的烷基中的至少一种，R3中烷基选自包含直链、支链和环状结构的烷基中的至少一种，和/或R4中烷基选自包含直链、支链和环状结构的烷基中的至少一种。进一步的，所述所述降粘剂的分子量为5000～30000；优选的，所述所述降粘剂的分子量为10000～20000。根据本申请的另一个方面，提供了一种所述的油溶性超稠油降粘剂的制备方法，其包括以下步骤：在有机溶剂中，丙烯酸类单体、含氟苯乙烯和酸酐类单体在引发剂作用下发生自由基共聚反应，得到所述降粘剂；其中，丙烯酸类单体、含氟苯乙烯和酸酐类单体的摩尔比为10～20：5～15：1～5，所述含氟苯乙烯选自具有式Ⅰ所示结构式的化合物中的至少一种:式Ⅱ中，n为取代基的个数，独立的选自1～5的整数，a独立的选自0～20的整数，b独立的选自1～41的整数，c独立的选自0～41的整数。进一步的，所述含氟苯乙烯通过以下方法制备得到：(1)将含氟苯经卤化后，进行格氏反应，生成含氟苯乙酮；(2)将含氟苯乙酮经加成与还原反应，得到所述含氟苯乙烯。进一步的，步骤(1)中，将含氟苯和强酸混合，在20～30℃下滴加卤代试剂，反应5～10h,得到的卤化苯在30～45℃下滴加格式试剂，反应2～4h生成含氟苯乙酮；和/或步骤(2)中，在含氟苯乙酮中滴加氢化剂，反应1～2h后，与酸性溶液混合，150～180℃下反应1～3h，得到所述含氟苯乙烯。进一步的，步骤(2)中，所述共聚反应的温度为80～95℃，时间为5～10h；优选的，所述共聚反应的温度为85～90℃，时间为6～8h。进一步的，步骤(2)中，所述有机溶剂选自芳烃类有机溶剂，优选的，所述有机溶剂选自甲苯、二甲苯、乙苯和氯苯中的至少一种；优选的，所述引发剂选自过氧化苯甲酰、叔丁基过氧化氢、异丙苯过氧化氢和偶氮二异丁腈中的至少一种；优选的，所述引发剂为偶氮二异丁腈；优选的，所述引发剂的用量为单体总质量的0.5～3％。根据本申请的另一个方面，提供了一种油溶性超稠油降粘剂在超稠油开采中的应用，所述的油溶性超稠油降粘剂选自上述任一项的油溶性超稠油降粘剂，和上述任一项的方法制备的油溶性超稠油降粘剂中的一种；所述超稠油中胶质和沥青质的总含量为25～40wt％，所述超稠油在50℃的粘度为50000～250000mPa·s。本申请的有益效果包括但不限于：(1)根据本申请的油溶性超稠油降粘剂，该降粘剂中含有含氟苯乙烯单元，含氟苯乙烯中的氟与胶质和沥青质之间形成更强的氢键作用，从而对超稠油中胶质和沥青质具有很强的分散和稳定作用，且通过与丙烯酸类单体单元和酸酐类单体单元三元聚合，三者协同作用，提高了对超稠油的降粘率，改善了降粘剂的耐温抗老化性能，且降粘剂的降粘效果稳定。(2)根据本申请的油溶性超稠油降粘剂的制备方法，通过卤化、格式反应和加成还原反应先制得含氟苯乙烯，然后分别与丙烯酸类单体单元和酸酐类单体单元共聚合，该制备方法简单，反应条件温和，利于操作，生产成本低。(3)根据本申请的油溶性超稠油降粘剂的应用，本申请的油溶性超稠油降粘剂对超稠油有明显的降低粘度的作用，降粘效果显著，降粘率高达到99.28％，具有良好的应用前景。具体实施方式下面结合实施例详述本申请，但本申请并不局限于这些实施例。如无特别说明，本申请的实施例中的原料和试剂均通过商业途径购买。实施例1一种油溶性超稠油降粘剂，具体的制备方法如下：(1)间三氟甲基苯乙烯的制备：①在装有机械搅拌、冷凝管的三口瓶中，加入65％的硫酸和三氟甲苯搅拌均匀；25℃下滴加溴酸钾(溴酸钾与三氟甲苯的摩尔比为1:1)，搅拌反应8h，得到间溴三氟甲苯；在三口瓶中加入镁屑、碘和无水四氢呋喃，在氮气保护下，滴加间溴三氟甲苯和四氢呋喃组成的溶液，搅拌待碘的颜色脱去，表明反应已引发；控制在40℃下，搅拌反应4h，过滤，滤液蒸除溶剂本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种油溶性超稠油降粘剂，其特征在于，所述降粘剂具有式Ⅰ所示结构:/n

【技术特征摘要】
1.一种油溶性超稠油降粘剂，其特征在于，所述降粘剂具有式Ⅰ所示结构:



式Ⅰ中，x、y、z分别为丙烯酸类单体单元、含氟苯乙烯单元、酸酐类单体单元的摩尔份数，x：y：z为10～20：5～15：1～5；R1选自H和C1～C5的烷基中的一种，R2选自H和C1～C5的烷基中的一种，R3选自H和C1～C5的烷基中的一种，R4选自H和C1～C5的烷基中的一种，M选自H和C1～C24烷基中的一种；n为取代基的个数，独立的选自1～5的整数；a独立的选自0～20的整数，b独立的选自1～41的整数，c独立的选自0～41的整数。


2.根据权利要求1所述的油溶性超稠油降粘剂，其特征在于，x：y：z为12～18：8～14：2～4，R1选自H和C2～C4的烷基中的一种，R2选自H和C2～C4的烷基中的一种，R3选自H和C2～C4的烷基中的一种，R4选自H和C2～C4的烷基中的一种，M选自H和C8～C22烷基中的一种；n独立的选自2～4的整数；a独立的选自0～10的整数，b独立的选自1～31的整数，c独立的选自0～31的整数；
优选的，x：y：z为14～16：9～12：2～3，R1为H，R2为H，R3为H，R4为H，M选自C12～C18烷基中的一种；n为3；a独立的选自0～5的整数，b独立的选自1～11的整数，c独立的选自0～11的整数。


3.根据权利要求1或2所述的油溶性超稠油降粘剂，其特征在于，R1中烷基选自包含直链、支链和环状结构的烷基中的至少一种，
R2中烷基选自包含直链、支链和环状结构的烷基中的至少一种，
R3中烷基选自包含直链、支链和环状结构的烷基中的至少一种，和/或
R4中烷基选自包含直链、支链和环状结构的烷基中的至少一种。


4.根据权利要求1或2所述的油溶性超稠油降粘剂，其特征在于，所述所述降粘剂的分子量为5000～30000；
优选的，所述所述降粘剂的分子量为10000～20000。


5.权利要求1～4中任一项所述的油溶性超稠油降粘剂的制备方法，其特征在于，其包括以下步骤：
在有机溶剂中，丙烯酸类单体、含氟苯乙烯和酸酐类单体在引发剂作用下发生自由基共聚反应，得到所述降粘...

【专利技术属性】
技术研发人员：崔仕章，宋新旺，侯云福，崔学章，王黎明，郭鑫，刘小芳，郑志微，吴丽丽，席伟，
申请(专利权)人：山东德仕化工有限公司，德仕能源科技集团股份有限公司，山东安能泰油气增产技术研究院有限公司，
类型：发明
国别省市：山东;37