嵌段聚合物及其制備方法和在稠油水熱催化降黏中的應(yīng)用與稠油水熱催化降黏的方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及一種嵌段聚合物和嵌段聚合物的制備方法，以及該方法制備得到的嵌 段聚合物，還涉及嵌段聚合物在稠油水熱催化降黏中的應(yīng)用和使用嵌段聚合物作為稠油水 熱催化降黏催化劑進(jìn)行稠油水熱催化降黏的方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 隨著石油開采技術(shù)的不斷提高，一些特殊油藏越來越引起重視。其中稠油在石油 資源中所占比例較大，但開采困難。因此，開采稠油使之成為可動(dòng)用儲(chǔ)量，是石油界一直探 究的問題。
[0003] 稠油是黏度大、比重高的原油。稠油流動(dòng)阻力大，從油層流入井筒，或從井筒舉升 到地面都很困難。因此進(jìn)行稠油開采過程中需要降低稠油的黏度，改善稠油的流動(dòng)性。
[0004] 水熱催化降黏是一種較為有效的稠油開采方法。水熱催化降黏開采稠油技術(shù)是通 過在向油層中注入高溫高壓蒸氣的同時(shí)，加入適當(dāng)?shù)拇呋瘎┖推渌鷦瑢⒌貙颖旧碜鳛?一個(gè)廉價(jià)可利用的水熱裂解催化反應(yīng)器，使稠油在水熱條件下實(shí)現(xiàn)催化裂解，不可逆地降 低重質(zhì)組分含量或改變其分子結(jié)構(gòu)，在一定程度上使稠油輕質(zhì)化，降低稠油的黏度，使稠油 易于開米、集輸和加工。
[0005] 水熱催化降黏技術(shù)實(shí)施中需要使用稠油水熱催化降黏催化劑。
[0006] CN1944572A公開了一種含有兩親結(jié)構(gòu)的稠油水熱催化裂解降黏劑的制備方法，該 方法包括：（1)按芳磺酸與氧化鐵粉重量份數(shù)為：芳磺酸19-21份、氧化鐵粉1. 8份選取芳 磺酸和氧化鐵粉；或者按芳磺酸與鐵粉重量份數(shù)為：芳磺酸19-21份、鐵粉1. 2份選取芳磺 酸和鐵粉；（2)將芳磺酸與氧化鐵粉或鐵粉在80-160°C下反應(yīng)l_3h，反應(yīng)完成后用丙酮溶 解，丙酮的加入量為芳磺酸重量：丙酮重量=1 :〇. 9-1. 3 ;過濾，將濾液置入烘箱，在50-80°C 烘干得到褐色粘稠狀液體為含有兩親結(jié)構(gòu)的稠油水熱催化裂解降黏劑。
[0007] CN101007286A公開了一種表面活性劑包裹乙酰丙酮鑰催化劑的制備方法，其中， 將原料摩爾比為I :1. 0-2. 5的谷氨酸二烷基酯核糖醇與氯磺酸加入帶有平衡滴液漏斗、 水射流真空泵和堿吸收裝置的三口玻璃反應(yīng)器中，在40-70°C溫度范圍內(nèi)，常壓恒溫反應(yīng) I. 5-3. 5h，直接用5-30%濃度的NaOH溶液中和至pH為6-8,即制得谷氨酸二烷基酯核糖醇 硫磺鈉表面活性劑；再以乙酰丙酮和三氧化鑰為原料，按原料摩爾比為I :2. 5-4. 5,水溶液 中70°C恒溫7-12h后，冷卻至室溫，用丙酮提取后過濾，用96%乙醇洗滌抽干，即制得乙酰丙 酮鑰催化劑；再稱取600mg乙酰丙酮鑰催化劑溶于250mL、0. 5mol/L的磷酸鹽緩沖液中，pH 為6. 8以備用，將500mg谷氨酸二乙基酯核糖醇磺酸鈉溶入IOOmL熱乙醇中，然后滴加在備 用的緩沖液中，再通過超聲波清洗器中破碎l〇min，室溫靜止24h，離心分離，冷凍干燥后得 淺黃色粉末，即為目標(biāo)產(chǎn)品表面活性劑包裹乙酰丙酮鑰催化劑。該發(fā)明得到的水熱催化降 黏催化劑是以表面活性劑包裹催化劑的包裹結(jié)構(gòu)。其中被包裹的催化劑中與金屬鑰連接的 有機(jī)物為乙酰丙酮。包裹層與催化劑間為非化學(xué)鍵鍵合。
[0008] 但現(xiàn)有技術(shù)提供的稠油水熱催化降黏催化劑實(shí)際應(yīng)用時(shí)仍不能獲得理想的效果， 因此需要提供新的、有更好稠油降黏效果的稠油水熱催化降黏催化劑。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0009] 本發(fā)明的目的是為了克服現(xiàn)有技術(shù)進(jìn)行稠油降黏效果差的缺陷，提供一種新的用 于稠油水熱催化降黏的催化劑及其制備方法和在稠油水熱催化降黏中的應(yīng)用與稠油水熱 催化降黏的方法。
[0010] 為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供一種嵌段聚合物，該嵌段聚合物含有式（1)所示的 嵌段和式（2)所示的嵌段，
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種嵌段聚合物，該嵌段聚合物含有式（1)所示的嵌段和式（2)所示的嵌段，
其中，m為2-1000,n:m彡1 :1 ;A為式（3)所示的馬來酸鹽結(jié)構(gòu)單元，同一結(jié)構(gòu)單元中 的札和M2為相同或不同，不同結(jié)構(gòu)單元中的叫和M2各自為相同或不同，各自獨(dú)立地為氫、 銨離子或金屬陽離子，且MjPM2不同時(shí)為氫，所述金屬陽離子為過渡金屬離子、堿金屬離子 和堿土金屬離子中的至少一種；過渡金屬離子與馬來酸鹽結(jié)構(gòu)單元的摩爾比為1:32-1:2 ; 所述嵌段聚合物的數(shù)均分子量為3000-300000。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的嵌段聚合物，其中，m為4-500,n:m=l. 5-5 :1。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的嵌段聚合物，其中，過渡金屬離子與馬來酸鹽結(jié)構(gòu)單元的摩 爾比為1:12-1:4。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1-3中任意一項(xiàng)所述的嵌段聚合物，其中，所述金屬陽離子選自IB族 金屬離子、VIB族金屬離子、VIIB族金屬離子、VIII族金屬離子、堿金屬離子和堿土金屬離 子中的至少一種。
5. 根據(jù)權(quán)利要求4所述的嵌段聚合物，其中，所述金屬陽離子選自鐵、鈷、鎳、鉻、銅、 錳、鋰、鈉和鉀離子中的至少一種。
6. -種制備嵌段聚合物的方法，該方法包括： (1) 在堿性水解反應(yīng)條件下，將含有式（2)所示的嵌段和式（4)所示的嵌段的聚合物與 無機(jī)堿性物質(zhì)接觸，得到第一產(chǎn)物，其中所述無機(jī)堿性物質(zhì)的陽離子與式（4)中的馬來酸酐 結(jié)構(gòu)單元的摩爾比為彡2 :1 ;
其中，m為 2-1000，n:m彡 1 :1 ; (2) 將所述第一產(chǎn)物與過渡金屬鹽接觸，其中所述過渡金屬鹽的過渡金屬離子與式（4) 中的馬來酸酐結(jié)構(gòu)單元的摩爾比為1:32-1:2。
7. 根據(jù)權(quán)利要求6所述的方法，其中，m為4-500,n:m=l. 5-5 :1。
8. 根據(jù)權(quán)利要求6所述的方法，其中，所述聚合物的數(shù)均分子量為3000-300000。
9. 根據(jù)權(quán)利要求6所述的方法，其中，所述無機(jī)堿性物質(zhì)為氫氧化鋰、氫氧化鈉、氫氧 化鉀、氨水、碳酸鈉、碳酸鉀和碳酸鋰中的至少一種；所述過渡金屬鹽的過渡金屬離子為IB 族金屬離子、VIB族金屬離子、VIIB族金屬離子和VIII族金屬離子中的至少一種。
10. 根據(jù)權(quán)利要求9所述的方法，其中，所述過渡金屬鹽的過渡金屬離子為鐵、鈷、鎳、 鉻、銅和錳離子中的至少一種。
11. 根據(jù)權(quán)利要求6-10中任意一種所述的方法，其中，所述堿性水解反應(yīng)條件包括： 反應(yīng)溫度為30-KKTC，反應(yīng)時(shí)間為1-12小時(shí)；步驟（2)中所述接觸的條件包括溫度為 20-80°C，時(shí)間為3-20小時(shí)。
12. 由權(quán)利要求6-11中任意一項(xiàng)所述的方法制備的嵌段聚合物。
13. -種嵌段聚合物的制備方法，該方法包括： (i)在自由基聚合反應(yīng)條件下，將苯乙烯和馬來酸酐進(jìn)行聚合，得到聚合物，其中，苯乙 烯和馬來酸酐的摩爾比為1-3:1 ; (ii)在堿性水解反應(yīng)條件下，將步驟（i)得到的聚合物與無機(jī)堿性物質(zhì)接觸，得到第二 產(chǎn)物，其中所述無機(jī)堿性物質(zhì)的陽離子與所述馬來酸酐的摩爾比為> 2 :1 ; (iii)將步驟（ii)得到的第二產(chǎn)物與過渡金屬鹽接觸，其中所述過渡金屬鹽的過渡金 屬離子與所述馬來酸酐的摩爾比為1:32-1:2。
14. 根據(jù)權(quán)利要求13所述的方法，其中，所述自由基聚合反應(yīng)條件包括：溫度為 50-70°C，時(shí)間為18-24小時(shí)，溶劑為C3-C6的酮，引發(fā)劑為偶氮二異丁腈（AIBN)、過氧化苯 甲酰（BPO)或偶氮二異庚腈（ABVN)。
15. 根據(jù)權(quán)利要求13所述的方法，其中，苯乙烯和馬來酸酐的摩爾比為1. 2-2:1。
16. 根據(jù)權(quán)利要求13所述的方法，其中，所述無機(jī)堿性物質(zhì)為氫氧化鋰、氫氧化鈉、氫 氧化鉀、氨水、碳酸鈉、碳酸鉀和碳酸鋰中的至少一種；所述過渡金屬鹽的過渡金屬離子為 IB族金屬離子、VIB族金屬離子、VIIB族金屬離子和VIII族金屬離子中的至少一種。
17. 根據(jù)權(quán)利要求16所述的方法，其中，所述過渡金屬鹽的過渡金屬離子為鐵、鈷、鎳、 鉻、銅和錳離子中的至少一種。
18. 根據(jù)權(quán)利要求13-17中任意一種所述的方法，其中，所述堿性水解反應(yīng)條件包括： 反應(yīng)溫度為30-KKTC，反應(yīng)時(shí)間為1-12小時(shí)；步驟（iii)中所述接觸的條件包括：溫度為 20-80°C，時(shí)間為3-20小時(shí)。
19. 由權(quán)利要求13-18中任意一項(xiàng)所述的方法制備的嵌段聚合物。
20. 權(quán)利要求1-5、12、19中任意一項(xiàng)所述的嵌段聚合物作為稠油水熱催化降黏催化劑 在稠油水熱催化降黏中的應(yīng)用。
21. -種稠油水熱催化降黏的方法，該方法包括：在稠油水熱催化降黏條件下，將含有 稠油水熱催化降黏催化劑的水溶液與稠油接觸，并將接觸得到的混合物依次進(jìn)行降溫、分 離除去水，其特征在于，所述稠油水熱催化降黏催化劑為權(quán)利要求1-5、12、19中任意一項(xiàng) 所述的嵌段聚合物，以所述稠油和所述含有稠油水熱催化降黏催化劑的水溶液的總重量為 基準(zhǔn)，所述稠油水熱催化降黏催化劑的用量為〇. 05-1. 5重量％。
22. 根據(jù)權(quán)利要求21所述的方法，其中，以所述稠油和所述含有稠油水熱催化降黏催 化劑的水溶液的總重量為基準(zhǔn)，所述稠油水熱催化降黏催化劑的用量為〇. 15-0. 25重量％。
23. 根據(jù)權(quán)利要求21所述的方法，其中，所述稠油為勝利稠油、塔河外輸油和塔河單井 稠油中的至少一種。
24. 根據(jù)權(quán)利要求21-23中任意一項(xiàng)所述的方法，其中，所述稠油水熱催化降黏條件包 括：反應(yīng)溫度為120-200°C，反應(yīng)時(shí)間為5-15小時(shí)。
【專利摘要】式（1），式（2），式（3）
【IPC分類】C09K8-592, B01J31-06, C08F8-12, C08F8-44, C08F212-08, C08F222-08
【公開號(hào)】CN104558352
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201310516090
【發(fā)明人】雷斌, 李本高, 黃娟, 王征
【申請(qǐng)人】中國(guó)石油化工股份有限公司, 中國(guó)石油化工股份有限公司石油化工科學(xué)研究院
【公開日】2015年4月29日
【申請(qǐng)日】2013年10月28日