[發明專利]酸酐酰胺化嵌段梳狀共聚物及其制備方法和作為原油降凝減粘劑的用途

有效

• 申請號: 201010256489.0
• 申請日: 2010-08-17
• 公開（公告）號: CN101921377A
• 公開（公告）日: 2010-12-22
• 發明（設計）人: 曹堃;姚臻;張江山;李本菊;陳慕浪
• 申請（專利權）人: 浙江大學
• 主分類號: C08F293/00
• 分類號: C08F293/00;C08F222/06;C08F8/32;F17D1/17
• 代理公司: 杭州求是專利事務所有限公司 33200
• 代理人: 陳昱彤

技術領域

本發明涉及一類聚合物的制備方法和應用，具體地說是利用可逆加成斷鏈鏈轉移(RAFT)技術的自由基聚合方法制備嵌段共聚物，并利用化學修飾的方法，得到一系列嵌段梳狀共聚物，并將該嵌段梳狀共聚物應用于降低原油粘度，提高原油在寒冷地區及深海采油過程中的管道運輸效率。

背景技術

我國所產超過八成的原油為高含蠟、高瀝青質、高膠質原油，此類原油在世界上亦有相當的分布，具有凝點高、流變性復雜(在常溫常壓下表現出觸變性、屈服應力、粘彈性以及剪切歷史與熱歷史依賴性等非牛頓流體的流動特性)，在生產、儲存以及運輸方面帶來諸多問題和困難，如輸油能耗高、管道運行存在安全隱患等。尤其在寒冷地區的冬天和深海鋪設的石油輸送管道，往往由于溫度太低，導致原油中部分組分析出、沉積，常常造成管道堵塞，給石油輸送帶來嚴重困擾。

國內外對輸送原油過程中固體沉積堵塞問題往往采用物理方法和化學方法。物理方法主要是機械清理管道和在沿途加熱，前者設備技術投資高、后者消耗能源多。化學方法是通過添加劑改變原油中蠟的結晶形態，如尺寸大小及形狀，使石蠟質在低溫下不易形成三維空間網絡結構，以達到降凝減粘、改善低溫下原油流動性的目的。該方法具有操作容易、設備投資節省的優點，且不需要后處理原油，已在國內外得到普遍應用。

原油降凝減粘劑有很多種類，主要有以下兩類的效果較好：(1)EVA及其改性物，主要使用第三單體通過接枝或共聚，如苯乙烯、丙烯酸酯、甲基丙烯酸酯，不足之處是整體效果一般，需協同使用其他種類降粘劑。2)聚甲基丙烯酸長鏈酯類。主要有聚甲基丙烯酸C14～22烷基酯、聚丙烯酸C14～22烷基酯、聚甲基丙烯酸C18～22烷基酯、聚丙烯酸C18～22烷基酯等與烯烴共聚物的復配物或者是甲基丙烯酸/丙烯酸與其他單體的共聚物。此類降粘劑的缺點是效果較為單一，通常也不免復配使用。此外也有近年來一些關于馬來酸酐共聚物降粘劑的報道，但同樣存在化學結構單一的問題。現有的降粘劑可以將原油粘度降低10～200倍。

由于產地的不同，各類原油之間的組分都有較大差異。但目前市場上銷售的大多數聚合物降粘劑由于化學結構較為單一，僅局限于與原油中的單一組分作用，因此在通用性方面存在許多缺陷。

發明內容

本發明的目的在于提供一種酸酐酰胺化嵌段梳狀共聚物及其制備方法和作為原油降凝減粘劑的用途。

為實現上述目的，本發明所采取的技術方案是利用RAFT技術的自由基聚合方法制備嵌段共聚物，并利用化學修飾的方法，得到一系列結構可調控的嵌段梳狀共聚物，并將其用做原油降粘劑。具體如下：

本發明所述的酸酐酰胺化嵌段梳狀共聚物具有如下結構式：

其中，X為H或CH₃，

Y為H、C_kH_2k+1、Cl、Br、I、NO₂、CN、CHO、COOH、CONH、OH或NH₂，

R為C_10-24烷基或其混合物，

1≤k≤24、0≤m≤100、2≤n≤100、0≤p≤99、0≤q≤100、0≤r≤100、0≤s≤100、1≤q+r+s≤100、3≤p+q+r+s≤100。

本發明所述酸酐酰胺化嵌段梳狀共聚物的制備方法，其特征在于包括如下步驟：

1)向反應器內加入第一單體和RAFT試劑，在氮氣保護下于80～150℃條件下反應0.2～6小時，得到大分子RAFT試劑；所述第一單體與RAFT試劑的摩爾比為1∶0.001～0.015；所述第一單體具有以下結構：

其中，X為H或CH₃，

Y為H、C_kH_2k+1、Cl、Br、I、NO₂、CN、CHO、COOH、CONH、OH或NH₂，

1≤k≤24；

2)將第一單體和第二單體溶于第一溶劑，配成重量百分比濃度為10％～75％的溶液，加入大分子RAFT試劑，在氮氣保護下于40～150℃條件下進行聚合反應，反應時間為0.2～6小時，得到嵌段共聚物，該嵌段共聚物的共聚段為交替結構；按摩爾比計，第一單體∶第二單體∶大分子RAFT試劑為1∶1∶0.001～0.015；或者，