本发明专利技术涉及一种高效的支化结构的降黏剂及其制备方法和应用。该降黏剂通过具有支化结构的(甲基)丙烯酸酯与具有以硅氢键为中心的对称Si‑O‑Si结构的硅氢基硅氧烷进行加成反应制得。该降黏剂可以在室温下对原油进行高效地降黏，且用于原油降黏时，无需与其他物质例如乳化剂复配，同时该降黏剂可用于含水乳液体系的降黏。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术具体涉及一种高效的支化结构的降黏剂及其制备方法和应用。
技术介绍
1、作为石油领域的重要产品，原油在我国经济发展中发挥着至关重要的作用。然而，由于其复杂的组成，含有大量的胶质和其他沉淀物，原油在较低温度下往往表现出较高的黏度，这给油井的采油效率带来了挑战。目前，尚未有较大规模的原油低温降黏剂得到广泛应用，通常不得不采用乳化降黏来应对高黏度原油，然而这种方法不仅浪费水资源，也增加了采油成本。此外，高黏度的原油还会给管路输送和提炼过程带来阻力，容易造成设备堵塞和提炼不完全等问题，对资源造成了浪费。
2、现有技术中的原油降黏剂的种类繁多，性能各异。然而，传统的原油降黏剂通常需要在原油加热条件下才能有效使用，这给使用带来了很大的不便，同时也受到使用条件的限制，增加了使用成本。此外，这些传统原油降黏剂通常需要与其他物质例如乳化剂进行复配使用，选材过程十分繁琐。在复配过程中，不仅需要选择合适的溶剂，还要确保有效成分的活性不会降低。
技术实现思路
1、本专利技术的目的是提供一种高效的支化结构的降黏剂，该降黏剂可以在室温下对原油进行高效地降黏，且用于原油降黏时，无需与其他物质例如乳化剂复配，同时该降黏剂可用于含水乳液体系的降黏。
2、为达到上述目的，本专利技术采用的技术方案是：
3、一种支化结构的降黏剂，具有下式i、式ii或式iii所示的结构：
4、
5、
6、其中，
7、r1独立地为h或甲基；
<
p>8、r2独立地为c1-c6烷基；9、且式i中，每个r1相同，每个r2相同；
10、式ii中，每个r1相同，每个r2相同；
11、式iii中，每个r1相同，每个r2相同。
12、在一些实施方式中，r1为h或甲基，r2为甲基或乙基。在一些实施方式中，r1为h，r2为甲基。
13、在一些实施方式中，所述降黏剂选自以下结构式：
14、
15、
16、现有技术中，原油降黏剂例如同时含有亲水单体单元和亲油单体单元的丙烯酸酯类或者丙烯酰胺类共聚物，通常需要在原油加热条件下才能有效使用，且通常需要复配其他组分例如乳化剂使用，导致不方便且成本较高。本申请的专利技术人经过研究发现，采用上述式i-式iii所示的具有支化结构的有机硅氧烷物质，可以在室温下对原油进行有效地降黏，且单独使用即可实现有效地降黏，无需复配其他物质例如乳化剂使用。上述降黏剂的每个支化链段的结构相同，且每个支化链段中，硅氧烷结构也对称，采用该特定的对称结构，使得降黏剂具有高度对称性和各向同性，进而可以使得当降黏剂与待降粘体系例如原油或者含水乳液充分混合后，二者之间的分子间作用力在降黏剂的疏水基末端具有各向同性，不会出现因为降黏剂的某一端疏水性过强而导致其无法均匀破坏待降粘体系的内部结构，因此该特定的对称结构有利于进一步提高降黏剂的降黏效果。
17、本专利技术还提供了一种前述支化结构的降黏剂的制备方法，所述制备方法以式i-1、式ii-1或式iii-1所示的(甲基)丙烯酸酯和式i-2所示的硅氧烷为原料，在催化剂的存在下进行加成反应；
18、
19、其中，式i-1中，r1为h或甲基；
20、式ii-1中，r1为h或甲基；
21、式iii-1中，r1为h或甲基；
22、式i-2中，r2为c1-c6烷基。
23、前述(甲基)丙烯酸酯上的碳碳双键与式i-2所示的硅氧烷中的硅氢键进行加成反应，生成目标支化结构的降黏剂。式i-2所示的硅氧烷具有以硅氢键为中心的对称si-o-si结构，采用该结构的硅氧烷作为原料，可以使得支化结构的降黏剂目标产物具有对称结构，利于其作为原油降黏剂的有效使用。
24、在一些实施方式中，r1为h或甲基；r2为甲基或乙基。
25、在一些实施方式中，r1为h，r2为甲基。
26、在一些实施方式中，所述(甲基)丙烯酸酯选自二季戊四醇六(甲基)丙烯酸酯、双三羟甲基丙烷四(甲基)丙烯酸酯和三羟甲基丙烷三(甲基)丙烯酸酯中的一种或多种的组合。其中，二季戊四醇六(甲基)丙烯酸酯即对应于式i-1，其中r1为h或甲基；双三羟甲基丙烷四(甲基)丙烯酸酯即对应于式ii-1，其中r1为h或甲基；三羟甲基丙烷三(甲基)丙烯酸酯即对应于式iii-1，其中r1为h或甲基。
27、在一些实施方式中，所述催化剂为铂类催化剂，优选氯铂酸。
28、在一些实施方式中，所述(甲基)丙烯酸酯与所述硅氧烷的摩尔比为1：3.3～6.6。
29、在一些实施方式中，所述(甲基)丙烯酸酯和硅氧烷的合计摩尔量与所述催化剂的摩尔量之比为1：0.02～0.06。
30、在一些实施方式中，所述加成反应在惰性气体的保护下进行。
31、在一些实施方式中，所述加成反应的温度为100～105℃。
32、在一些实施方式中，所述加成反应的时间为6～8h。
33、在一些实施方式中，所述制备方法包括以下步骤：
34、(1)将式i-1、式ii-1或式iii-1所示的(甲基)丙烯酸酯分散于式i-2所示的硅氧烷中，得到分散液；
35、(2)将所述分散液加热至45-55℃，搅拌下混合均匀；
36、(3)往所述分散液中通入惰性气体，再加入所述催化剂；
37、(4)将所述分散液加热至100～105℃，进行所述加成反应。
38、式i-1、式ii-1或式iii-1所示的(甲基)丙烯酸酯酯中均含有不饱和碳碳双键，反应开始前，催化剂例如氯铂酸先与式i-2所示的硅氧烷例如双三甲基硅氧基甲基硅烷发生配位，生成活性的金属-硅化合物配合物。烯烃的π-电子与金属-硅化合物配合物中的硅氢键形成亲电加成反应，产生一个新的碳-硅键和一个新的碳-碳键。不饱和碳碳双键与硅氢键发生加成的机理是一个由金属催化的亲电加成过程。
39、在一些实施方式中，所述制备方法还包括对加成反应后的反应体系进行分离，得到目标产物。
40、在一些实施方式中，所述分离为减压旋蒸。
41、本专利技术还提供了一种前述支化结构的降黏剂的用途，用于原油的降黏或者含水乳液的降黏。
42、在一些实施方式中，所述含水乳液包括聚醚表面活性剂和水。
43、在一些实施方式中，所述聚醚表面活性剂选自聚氧乙烯醚、聚氧丙烯醚、聚氧乙烯-嵌段聚氧丙烯醚中的一种或多种的组合。例如，可以是l-64型嵌段聚醚型表面活性剂。
44、在一些实施方式中，所述聚醚表面活性剂和水的质量比为2-4:1。
45、由于上述技术方案的运用，本专利技术与现有技术相比具有下列优点：
46、(1)本专利技术的具有支化结构的有机硅氧烷物质具有降黏作用，可以作为降粘剂，并能够在室温下对原油进行有效地降黏，且单独使用即可实现有效地降黏，无需复配其他物质例如乳本文档来自技高网
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【技术保护点】
1.一种支化结构的降黏剂，其特征在于：具有下式I、式II或式III所示的结构：
2.根据权利要求1所述的降黏剂，其特征在于：R1为H或甲基，R2为甲基或乙基。
3.根据权利要求1所述的降黏剂，其特征在于：所述降黏剂选自以下结构式：
4.权利要求1-3任一项所述支化结构的降黏剂的制备方法，其特征在于：所述制备方法以式I-1、式II-1或式III-1所示的(甲基)丙烯酸酯和式I-2所示的硅氧烷为原料，在催化剂的存在下进行加成反应；
5.根据权利要求4所述的制备方法，其特征在于：R1为H或甲基；R2为甲基或乙基；和/或，所述(甲基)丙烯酸酯选自二季戊四醇六(甲基)丙烯酸酯、双三羟甲基丙烷四(甲基)丙烯酸酯和三羟甲基丙烷三(甲基)丙烯酸酯中的一种或多种的组合。
6.根据权利要求4所述的制备方法，其特征在于：所述催化剂为铂类催化剂，优选氯铂酸。
7.根据权利要求4所述的制备方法，其特征在于：所述(甲基)丙烯酸酯与所述硅氧烷的摩尔比为1：3.3～6.6；和/或，所述(甲基)丙烯酸酯和硅氧烷的合计摩尔量与所述催化剂的摩尔量之比为1：0.02～0.06。
8.根据权利要求4所述的制备方法，其特征在于：所述加成反应在惰性气体的保护下进行；和/或，所述加成反应的温度为100～105℃；和/或，所述加成反应的时间为6～8h。
9.根据权利要求4所述的制备方法，其特征在于：所述制备方法包括以下步骤：
10.一种权利要求1-3任一项所述支化结构的降黏剂的用途，其特征在于：用于原油的降黏或者含水乳液的降黏。
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【技术特征摘要】
1.一种支化结构的降黏剂，其特征在于：具有下式i、式ii或式iii所示的结构：
2.根据权利要求1所述的降黏剂，其特征在于：r1为h或甲基，r2为甲基或乙基。
3.根据权利要求1所述的降黏剂，其特征在于：所述降黏剂选自以下结构式：
4.权利要求1-3任一项所述支化结构的降黏剂的制备方法，其特征在于：所述制备方法以式i-1、式ii-1或式iii-1所示的(甲基)丙烯酸酯和式i-2所示的硅氧烷为原料，在催化剂的存在下进行加成反应；
5.根据权利要求4所述的制备方法，其特征在于：r1为h或甲基；r2为甲基或乙基；和/或，所述(甲基)丙烯酸酯选自二季戊四醇六(甲基)丙烯酸酯、双三羟甲基丙烷四(甲基)丙烯酸酯和三羟甲基丙烷三(甲基)丙烯酸酯中的一种或多种的组...
【专利技术属性】
技术研发人员：潘宜昌，陶以正，花敬贤，顾亚伟，
申请(专利权)人：南京工业大学，
类型：发明
国别省市：
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