用于嚴(yán)寒氣候的含水減阻劑的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及包含聚(α烯烴)、冬季防凍劑和水的含水減阻劑。在該實施方案中，冬季防凍劑包含含水減阻劑的至少約30重量％。另外，水包含冬季防凍劑的量的小于約2.0倍。
【專利說明】用于嚴(yán)寒氣候的含水減阻劑
[0001] 早期申請的交叉引用
[0002] 本申請是要求標(biāo)題為"用于嚴(yán)寒氣候的含水減阻劑"的2012年2月2日提交的美 國臨時申請序列號61/594, 156和2013年2月1日提交的美國申請序列號13/756, 694的 權(quán)益和優(yōu)先權(quán),其全部內(nèi)容引入本文供參考。
[0003] 關(guān)于聯(lián)邦政府資助研究或開發(fā)的陳述
[0004] 無 發(fā)明領(lǐng)域
[0005] 本發(fā)明涉及用于嚴(yán)寒氣候的含水減阻劑的形成。
[0006] 發(fā)明背景
[0007] 當(dāng)由地下油層產(chǎn)生時，石油通常難以處理，在冷氣候下特別如此。例如，通常鏈烷 烴沉積和/或提高的粘度或傾點可能使泵送困難。類似地，處理困難通常繼續(xù)存在于衍生 自石油的液體如汽車用油、某些燃料和潤滑油中。
[0008] 因此，非水減阻劑配制劑通常用于這些極冷溫度，但非水減阻劑的成本可能相當(dāng) 商。
[0009] 美國專利6, 100, 221首先嘗試通過使用晶體改進劑解決該問題。然而，晶體改進 劑的使用導(dǎo)致減阻劑的粘度為大于5, OOOcP。這有效地使它們的專利不能用作減阻劑。 [0010] 美國專利5, 539, 044是使用含水型體系解決昂貴非水減阻劑的最初專利之一。然 而，至多30重量％醇的極限使該減阻劑不能在冷凍溫度下流動。
[0011] 美國專利申請2007/0205392嘗試通過顯示潤濕劑的用量而改進美國專利 5, 539, 044。通過限制潤濕劑的量，便宜且常用增稠劑的使用是不可用的。需要能夠在冷溫 度下操作，而不改變待流動的流體的粘度的含水減阻劑。公開內(nèi)容簡述
[0012] 包含聚（α烯烴）、冬季防凍劑和水的含水減阻劑。在該實施方案中，冬季防凍劑 包含含水減阻劑的至少約30重量％。另外，水包含冬季防凍劑的量的小于約2. 0倍。
[0013] 在又一實施方案中，教導(dǎo)了包含聚（α烯烴）、冬季防凍劑、添加劑包和水的含水 減阻劑。在該實施方案中，冬季防凍劑包含含水減阻劑的至少約30重量％且水包含冬季防 凍劑的量的小于約1. 5倍。添加劑包能夠降低包含聚（α烯烴）、冬季防凍劑和水的混合物 的冰點。另外，在該實施方案中，含水減阻劑在冷凍溫度下不會變成固體。
[0014] 在又一實施方案中，教導(dǎo)了將包含冬季防凍劑、聚（α烯烴）和水的混合物混合以 制備含水減阻劑的方法。在該實施方案中，水包含冬季防凍劑的重量計量的約2. 0倍，且冬 季防凍劑包含含水減阻劑的至少約30重量％。 附圖簡述
[0015] 對本發(fā)明及其優(yōu)點的更完全理解可通過參考以下描述連同圖標(biāo)一起獲得。
[0016] 詳述
[0017] 在一個實施方案中，含水減阻劑通過將冬季防凍劑、水和聚（α烯烴）組合而形 成。在該實施方案中，加入的水的量為含水減阻劑的至少20重量％。另外，含水減阻劑在 冷凍溫度下不形成冰晶。
[0018] 冷凍溫度通常稱為其中如果在不存在冬季防凍劑下而制備的話，含水減阻劑會變 成固體的溫度。該溫度通常為〇°C。冬季防凍劑的添加可使含水減阻劑的冷凍溫度延伸至 低于-17°C、-40°C或者甚至-50°C。
[0019] 本實施方案使用冬季防凍劑。冬季防凍劑的非限定性實例可包括醇、二醇、二元醇 或二醇醚，包括通常包含羥基或多個羥基的那些。在非限定性實施方案中，這類醇、二醇、二 元醇或二醇醚可選自甲醇、乙醇、丙醇、異丙醇、丁醇、乙二醇、丙二醇、丁二醇、己二醇、二甘 醇、二丙二醇、三甘醇、三丙二醇、丙二醇甲基醚、二丙二醇甲基醚、三丙二醇甲基醚、丙二醇 丙基醚、二丙二醇丙基醚、三丙二醇丙基醚、丙二醇丁基醚、二丙二醇丁基醚、三丙二醇丁基 醚、丙二醇苯基醚、二丙二醇二甲基醚、二甘醇乙基醚、二甘醇甲基醚、二甘醇丁基醚、二甘 醇己基醚、乙二醇丙基醚、乙二醇丁基醚、乙二醇己基醚、三甘醇甲基醚、三甘醇乙基醚、三 甘醇丁基醚、乙二醇苯基醚、乙二醇乙基醚、聚乙二醇、單糖、聚丙二醇，和聚丙二醇和聚乙 二醇的共聚物，其混合物等?？墒褂玫钠渌痉纼鰟┌ǘ讈嗧俊⒏视偷?。在另一實施 方案中，冬季防凍劑為上述冬季防凍劑中兩種或更多種的混合物。
[0020] 含水減阻劑可包含至少20重量％冬季防凍劑。在其它實施方案中，冬季防凍劑為 含水減阻劑的至少30重量％、35重量％、40重量％、45重量％、50重量％、55重量％，甚至 60重量％以上。在其它實施方案中，冬季防凍劑的上限可以為含水減阻劑的75重量％、70 重量％、65重量％、60重量％，甚至55重量％。
[0021] 水可以以冬季防凍劑的小于2.0倍重量計量存在于含水減阻劑中。在其它實施方 案中，水可以冬季防凍劑的小于1. 9、1. 8、1. 7、1. 6、1. 5,甚至1. 4倍重量計量存在。
[0022] 在一個實施方案中，聚（α烯烴）是可賦予阻力減少的任何已知的聚（α烯烴）。 在一些實施方案中，聚（α烯烴）為通過使所選擇的α烯烴單體或α烯烴單體組合聚合 而形成的超高分子量聚α烯烴。超高分子量可意指數(shù)均分子量大于約1，〇〇〇, 〇〇〇,在一些 實施方案中，為約20, 000, 000至約35, 000, 000或更高的減阻劑。減阻劑的這一聚合可通 過任何常規(guī)的已知方法進行。一些方法的實例包括溶液聚合，其中減阻劑借助非溶劑組分 的添加而從溶液中沉淀，或者本體聚合，其中不包含溶劑。產(chǎn)生聚（α烯烴）的另一方法教 導(dǎo)于美國專利5, 539, 044中，通過引用將其并入本文中。
[0023] 本實施方案還可使用添加劑包。添加劑包可包含任何已知的添加劑如脂肪酸、緩 沖劑、消泡劑、增稠劑或分配劑。在一個實施方案中，添加劑包可包含含水減阻劑的5-20重 量％。在又一實施方案中，添加劑包可以是能夠降低包含聚（α烯烴）、冬季防凍劑和水的 混合物的冰點。
[0024] 如先前所述，添加劑包還可使用任何已知的分配劑。分配劑的實例包括硬脂酸鈣、 氧化鋁、滑石、粘土、磷酸三鈣、硬脂酸鎂、聚酐聚合物、位阻烷基酚氧化劑、石墨和各種硬脂 酰胺。如果分配劑與烴流體相容，則含水減阻劑用于且應(yīng)當(dāng)與聚合物、懸浮流體和研磨助劑 呈非反應(yīng)性或者最小反應(yīng)性的。
[0025] 如先前所述，添加劑包還可包含脂肪酸蠟。該脂肪酸蠟可選自脂肪酸、脂肪酸鹽、 脂肪酸酯和脂肪酸酰胺。在一個非限定性實施方案中，這些包括硬脂酸的第1、2、12和13 族（IUPAC標(biāo)準(zhǔn)計數(shù)法）金屬鹽；硬脂酸酰胺；和硬脂酸酯。這類可包括例如硬脂酸鎂、硬 脂酸鈣、硬脂酸鋅、硬脂酸鋁、硬脂酸鈉和硬脂酸鉀，以及亞乙基雙-硬脂酰胺、硬脂酰胺、 乙二醇單硬脂酸酯、乙二醇二硬脂酸酯、丙二醇單硬脂酸酯、丙二醇二硬脂酸酯、甘油硬脂 酸酯、甘油二硬脂酸酯、甘油三硬脂酸酯、二甘醇二硬脂酸酯、硬脂酸酐及其組合。如本文所 用，"硬脂酸"和"硬脂酸酯"分別指包含多種碳鏈長度的脂肪酸和脂肪酸衍生物，條件是化 合物滿足蠟的定義，即在環(huán)境溫度下是固體。它們可以為飽和或不飽和化合物。在一些非 限定性實施方案中，可選自約C ltl至約C24的鏈長。在其它非限定實施方案中，可有效地選擇 約C18的碳鏈長度。
[0026] 如先前所述，添加劑包還可包含表面活性劑?？墒褂萌魏我阎谋砻婊钚詣?，特別 是離子表面活性劑。合適離子表面活性劑的實例包括但不限于陰離子表面活性劑，例如烷 基羧酸鹽、烷基醚羧酸鹽、烷基硫酸鹽、烷基醚硫酸鹽、烷基磺酸鹽、α -烯烴磺酸鹽、烷基醚 硫酸鹽、烷基磷酸鹽和烷基醚磷酸鹽。合適離子表面活性劑的實例還包括但不限于陽離子 表面活性劑，例如烷基胺、烷基二胺、烷基醚胺、烷基季銨、二烷基季銨和酯季銨化合物。合 適離子表面活性劑的實例還包括但不限于通常被認(rèn)為是兩性離子表面活性劑，在一些情況 下稱為兩性表面活性劑的表面活性劑，例如烷基甜菜堿、烷基酰氨基甜菜堿、烷基酰氨基磺 基甜菜堿、烷基咪唑啉、烷基胺氧化物和烷基季銨羧酸鹽。兩性表面活性劑為在特定pH范 圍內(nèi)具有正電性結(jié)構(gòu)部分和負(fù)電性結(jié)構(gòu)部分（例如通常輕微酸性），在特定PH范圍內(nèi)僅具 有負(fù)電性結(jié)構(gòu)部分（例如通常輕微堿性）和在不同PH范圍下僅具有正電性結(jié)構(gòu)部分（例 如通常適度酸性）的一類表面活性劑，而兩性離子表面活性劑的分子中具有永久正電性結(jié) 構(gòu)部分而不管PH以及在堿性pH下具有負(fù)電性結(jié)構(gòu)部分。在一些實施方案中，表面活性劑 為其化學(xué)結(jié)構(gòu)中包含胺基團或季銨基團的陽離子、兩性離子或兩性表面活性劑（"胺官能表 面活性劑")。在另一實施方案中，表面活性劑為上述表面活性劑中兩種或更多種的混合物， 或者上述任一種表面活性劑或多種表面活性劑與一種或多種非離子表面活性劑的混合物。
[0027] 在一個實施方案中，所用表面活性劑的量可以為含水減阻劑的0.01重量％至大 于5重量％。在可選實施方案中，可預(yù)期所用表面活性劑的量為含水減阻劑的大于2重 量％、大于3重量％，甚至大于5重量％。
[0028] 在一個實施方案中，含水減阻劑的穩(wěn)定性可通過提高水相的粘度而改進，但理想 的是最終淤漿的粘度足夠低以通過重力流入注射泵中以插入流動烴料流中。為提高淤漿的 粘度，可使用一種或多種水溶性聚合物。這類合適水溶性聚合增稠劑的一些實例包括瓜爾 豆膠、瓜爾豆膠衍生物、羥甲基纖維素、黃原酸膠、羥乙基纖維素、聚丙烯酰胺、羥丙基纖維 素、改性淀粉和多糖。加入的增稠劑可以為含水減阻劑的小于0.5重量％的任何量。在一 個實施方案中，增稠劑以〇. 01-0. 5重量％加入。
[0029] 也可加入其它添加劑包成分，例如消泡劑、緩沖劑、脂肪酸、防腐劑、殺生物劑、殺 真菌劑、除藻劑、防霉劑、腐蝕抑制劑、防垢劑、著色劑、染料及其混合物。在一些實施方案 中，消泡劑可以以小于2重量％或者甚至1重量％的量存在。在其它實施方案中，脂肪酸和 緩沖劑可以以1-3重量％的量存在。
[0030] 在一個非限定性實施方案中，含水減阻劑的配置可以為：
[0031] 表 1
[0032]
【權(quán)利要求】
1. 含水減阻劑，其包含： 聚U烯烴）； 冬季防凍劑，其包含含水減阻劑的至少約30重量％ ;和 水，其包含冬季防凍劑的重量計量的小于約2. 0倍。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1的含水減阻劑，其中含水減阻劑在冷凍溫度下不會變成固體。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1的含水減阻劑，其中將含水減阻劑在環(huán)境溫度下混合在一起。
4. 根據(jù)權(quán)利要求3的含水減阻劑，其中環(huán)境溫度為小于70°C的溫度。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1的含水減阻劑，其中冬季防凍劑包含含水減阻劑的至少約35重 量％。
6. 根據(jù)權(quán)利要求1的含水減阻劑，其中水包含冬季防凍劑的重量計量的小于約1. 5倍。
7. 根據(jù)權(quán)利要求1的含水減阻劑，其中冬季防凍劑為醇。
8. 根據(jù)權(quán)利要求1的含水減阻劑，其中冬季防凍劑選自二甲亞砜、乙二醇、甘油或異丙 醇。
9. 根據(jù)權(quán)利要求1的含水減阻劑，其中冬季防凍劑選自聚乙二醇、聚丙二醇、乙二醇和 丙二醇的共聚物及其組合。
10. 根據(jù)權(quán)利要求1的含水減阻劑，其中含水減阻劑在-17°C下不變成固體。
11. 根據(jù)權(quán)利要求1的含水減阻劑，其中含水減阻劑是凍融穩(wěn)定的。
12. 根據(jù)權(quán)利要求1的含水減阻劑，其中含水減阻劑包含添加劑包。
13. 根據(jù)權(quán)利要求12的含水減阻劑，其中添加劑包降低含水減阻劑的冰點。
14. 根據(jù)權(quán)利要求1的含水減阻劑，其中添加劑包包含分配劑。
15. 根據(jù)權(quán)利要求14的含水減阻劑，其中添加劑包包含含水減阻劑的至少2重量％。
16. 根據(jù)權(quán)利要求1的含水減阻劑，其中添加劑包包含增稠劑。
17. 根據(jù)權(quán)利要求1的含水減阻劑，其中冬季防凍劑包含含水減阻劑的小于約70重 量％。
18. 含水減阻劑，其包含： 聚U烯烴）； 冬季防凍劑，其包含含水減阻劑的約30重量％至約70重量％ ; 水，其包含冬季防凍劑的重量計量的小于約1. 5倍；和 能夠降低包含聚（α烯烴）、冬季防凍劑和水的混合物的冰點的添加劑包，且其中含水 減阻劑在冷凍溫度下不變成固體。
19. 一種方法，其包括： 將包含冬季防凍劑、聚（α烯烴）和水的混合物混合以制備含水減阻劑；且其中水包含 冬季防凍劑的重量計量的約2. 0倍，且冬季防凍劑包含含水減阻劑的至少約30重量％。
20. 根據(jù)權(quán)利要求19的方法，其中將混合物在小于70°C的環(huán)境溫度下混合。
21. 根據(jù)權(quán)利要求19的方法，其中冬季防凍劑包含含水減阻劑的至少30重量％。
22. 根據(jù)權(quán)利要求19的方法，其中冬季防凍劑為醇。
23. 根據(jù)權(quán)利要求19的方法，其中冬季防凍劑選自二甲亞砜、乙二醇、甘油或異丙醇。
24. 根據(jù)權(quán)利要求19的含水減阻劑，其中冬季防凍劑選自聚乙二醇、聚丙二醇、乙二醇 和丙二醇的共聚物及其組合。
25. 根據(jù)權(quán)利要求19的方法，其中含水減阻劑是凍融穩(wěn)定的。
26. 根據(jù)權(quán)利要求19的方法，其中含水減阻劑包含添加劑包。
27. 根據(jù)權(quán)利要求26的含水減阻劑，其中添加劑包包含含水減阻劑的約5重量％至約 20重量％。
【文檔編號】C10M143/00GK104271717SQ201380007649
【公開日】2015年1月7日 申請日期:2013年2月1日 優(yōu)先權(quán)日:2012年2月2日
【發(fā)明者】T·L·博登, K·W·史密斯 申請人:盧布里佐爾專業(yè)產(chǎn)品公司