Page 31 - 《精细化工》2021年第5期
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第 5 期 王 宁，等: 油溶性聚合物在稠油降黏中的研究进展 ·885·
基侧链的长度与支链的存在很难兼顾，若采取异构
型的烷基长链，则烷基侧链的主链不会很长，甚至
有可能达不到与蜡质的平均碳数相匹配的程度。较
可行的方法是在降黏剂中引入一些不同长度的混合
链，模拟蜡质的链长比例与分布。另外，由于不同
稠油的蜡质平均碳数分布可能不同，混合链的引入
Ⅴ、Ⅵ对胜利油田稠油的降黏率分别达到
还可提高降黏剂的适用范围，使之针对不同的稠油
52.38%、74.30%。在相同条件下，烷基侧链越长， 均有良好的降黏效果。但混合链的加入会导致单体数
对该胜利油田的稠油降黏效果越好。刘佳伟等 [32] 以
量增多，提高降黏剂的合成难度。
马来酸酐与十二醇（或十四醇、十六醇、十八醇）
2.2.3 极性及表面活性基团的调控
进行反应合成聚马来酸双十二(或十四、十六、十八) [36]
陈宁宁等 以丙烯酸十八酯、苯乙烯、马来酸
酯，并对其降黏效果进行考察。结果发现，聚马来 酐 3 种单体为原料，合成 1 种三元共聚物作为油溶
酸双十八酯的降黏效果最好。两者均得到相同的结 性降黏剂，在 50 ℃下，降黏剂加量占稠油质量的
论：烷基侧链越长，降黏剂的降黏效果越好。但是 10%时，降黏率达到 79.4%。而在上述 3 种单体中
王一雯 [33] 在对聚丙烯酸十四醇酯、聚丙烯酸十六醇 加入丙烯酰胺合成的四元聚合物在相同条件下降黏
酯、聚甲基丙烯酸十四醇酯、聚甲基丙烯酸十六醇 率达到 87.6%。可以看到，在聚合物中引入丙烯酰
酯的降黏效果进行测定时，得到完全不同的结果。 胺等极性基团，能够提高降黏效果。极性基团的存
实验发现，当烷基侧链碳数为 14 时，降黏效果最好。 在有助于降黏剂通过氢键与沥青质结合，提高沥青
产生上述 2 种不同结果的原因，可能是稠油的组分 质的分散性，避免沥青质的进一步团聚。目前，最
不同，烷基侧链在降黏剂分子中所起的作用主要是 常用的极性分子单体是丙烯酰胺及其衍生物。宋林
防止拆散的沥青质重新聚集和改善蜡晶析出的晶体 花、张聚和方振华等 [37-39] 均通过向聚合物分子中引
结构，而不同稠油中蜡质的平均碳数分布不同，只 入丙烯酰胺来增加聚合物的极性，提高降黏率。但
有当烷基侧链的长度与蜡质的平均碳数分布相当， 也有人采用一些新的极性基团，刘旭超等 [40] 尝试用
才能起到最好的降黏效果。 2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸作为极性分子单体，以
QUAN 等 [34] 以邻苯二甲酸酐和不同碳链长度的 过氧化苯甲酰为引发剂，将其与甲基丙烯酸十八酯、
十四醇、十六醇、十八醇为原料，合成了 1 种具有 苯乙烯反应得到 1 种三元共聚物，并对该聚合物的
不同碳链长度的超支化聚酯作为降黏剂。通过分析 反应时间、反应温度及降黏剂加量等条件进行探究。
引入混合链和单一长度支链的降黏效果，发现在降 结果表明，在反应温度为 80 ℃，反应时间为 4 h，
黏剂分子中引入混合链相比于引入单一长度的碳链 降黏剂加量为稠油质量的 0.1%时，对渤海稠油的降
降黏效果要好。XRD 结果也表明，与饱和烃碳链长 黏率为 59.25%，将其与表面活性剂 OP-10 复配后
度相匹配的混合链能够更好地嵌入蜡晶内部，改善 降黏率可达 82.18%。不同于丙烯酰胺类衍生物，
蜡质结晶结构。对比加降黏剂前后的沥青质和胶质 陈小凯 [41] 以乙烯基三乙氧基硅烷作为极性分子单
的 SEM 图，可以发现，加入降黏剂后沥青质和胶质 体，以过氧化苯甲酰为引发剂，将其与丙烯酸十八
的表面更加光滑，聚集体的尺寸减小。周淑飞等 [35] 酯、甲基丙烯酸甲酯反应合成 1 种三元聚合物。结
则探究了降黏剂烷基侧链上支链的存在对降黏效果 果表明，在 50 ℃下，降黏剂加量为 500 mg/L 时，
的影响，并以丙烯酸异十六酯、苯乙烯及马来酸酐 该三元聚合物对稠油的降黏率高达 90%。
为单体，合成了 1 种支状结构的油溶性降黏剂。并 极性分子单体在聚合物中所占比例一般不高，
通过对比正构型聚合物的降黏率与异构型聚合物的 尤其是以丙烯酰胺及其衍生物作为极性分子单体
降黏率，发现后者的降黏效果要优于前者。可能是 时，其在聚合物分子中所占的比例要低于烷基长链
由于异构型聚合物含有较多的非极性烷基侧链，油 和芳香环，可能主要有以下 2 个原因：一是极性基
溶性效果较好，降黏剂能更好地分散在稠油中。除 团的比例不宜太大，极性基团比例过大会增强聚合
此之外，异构型聚合物解决了降黏剂使用范围单一 物的极性，降低溶解度；二是丙烯酰胺及其衍生物
的问题，经验证其对多种稠油的降黏效果良好。 均为水溶性，而聚合反应多采用自由基聚合方式，
通过上述分析发现，降黏剂分子的烷基侧链并 以甲苯、二甲苯等为溶剂，极性分子单体在有机溶
非越长越好，而是应与稠油中蜡质的平均碳原子数 剂中溶解度不高。
相匹配。在此基础上，适当增加烷基侧链的支链或 除了在分子中引入极性基团外，还可以在聚合
是引入一些混合链，有助于降黏效果的提高。但烷 物分子骨架上引入带有表面活性的基团或对骨架侧
