[發(fā)明專利]一種粉狀原油輸送減阻劑的制備方法

無效

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• 申請日: 2012-12-27
• 公開（公告）號: CN103030726A
• 公開（公告）日: 2013-04-10
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 李建生;劉炳光;王少杰;劉彥峰;宋戴煒
• 申請（專利權(quán)）人: 天津市職業(yè)大學(xué)
• 主分類號: C08F210/14
• 分類號: C08F210/14;C08F230/08;C08F4/642;C08L23/20;C08L23/24;F17D1/17
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技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種原油輸送粉狀減阻劑的制備方法，特別是一種將α-烯烴在無機(jī)粉體的表面和內(nèi)部聚合，制備容易粉碎加工、減阻率高、抗剪切和成本低的粉狀原油輸送減阻劑的制備方法，屬于石油化工領(lǐng)域。

背景技術(shù)

減阻劑是一種廣泛用于原油、成品油管道輸送的化學(xué)添加劑，微量加入湍流態(tài)流動的油品中可使湍流轉(zhuǎn)化為層流，大大降低管路系統(tǒng)的摩擦阻力，迅速而經(jīng)濟(jì)地?cái)U(kuò)大輸油管道流量和降低輸送泵能耗，提高舊輸油管道運(yùn)行的安全系數(shù)。國內(nèi)外減阻劑的市場發(fā)展很快，已應(yīng)用于海上和陸地幾百條輸油管道，不僅大大提高油品的管道增輸能力，而且經(jīng)濟(jì)效益十分可觀。我國對進(jìn)口原油的依存度達(dá)50％以上，進(jìn)口原油的長距離管道輸送消耗大量減阻劑，需要不斷擴(kuò)大減阻劑生產(chǎn)規(guī)模和降低減阻劑生產(chǎn)成本。

工業(yè)實(shí)際應(yīng)用中減阻效果顯著的減阻劑是分子量在300萬-3000萬的長碳鏈α-烯烴聚合物(C₆-C₁₈)。工業(yè)上通常先將α-烯烴在齊格勒-納塔(Ziegler-Natta)催化劑作用下本體聚合制得減阻聚合物，然后將減阻聚合物在液氮冷凍條件下低溫粉碎成0.5mm左右的減阻聚合物細(xì)粉末，再將其加入含有分散劑和穩(wěn)定劑的水溶液，攪拌混合制成低粘度的減阻聚合物懸浮液。

減阻劑生產(chǎn)需要在無水、無氧和低溫等苛刻條件下進(jìn)行，目前國內(nèi)外只有3-5家公司能夠工業(yè)化生產(chǎn)油品輸送減阻劑。現(xiàn)有減阻劑產(chǎn)品存在的主要問題一是生產(chǎn)成本高，因減阻聚合物是凝膠或彈性體，低溫粉碎加工時(shí)通常需要消耗其5-10倍重量的液氮和大量分散劑；二是減阻劑懸浮液在貯存過程中容易凝聚結(jié)膠，產(chǎn)品貯存期短和質(zhì)量不夠穩(wěn)定；三是抗剪切性能差，在長距離輸送中減阻聚合物受應(yīng)力分解，需要分段添加補(bǔ)充以維持減阻效果。

針對減阻劑生產(chǎn)成本過高問題，可以從降低原料成本和降低粉碎加工成本等幾方面入手。通常較長碳鏈α-烯烴和苯乙烯價(jià)格相對低廉，中國專利CN102504057(2012-06-20)和美國專利US2003/0069330(2003-04-10)公開將較短碳鏈α-烯烴或苯乙烯和較長碳鏈α-烯烴混合共聚以降低原料成本和改進(jìn)產(chǎn)品性能。減阻聚合物低溫粉碎時(shí)需要消耗大量的液氮冷凍劑和分散劑，粉碎加工成本占減阻劑生產(chǎn)總成本的50％以上，中國專利CN101386665(2009-03-18)公開在減阻聚合物粉碎加工時(shí)采用低溫空氣冷凍以降低粉碎加工成本。針對減阻劑懸浮液容易凝聚結(jié)膠問題，中國專利CN101544766(2009-09-30)和中國專利CN101418077(2009-04-29)公開采用摻入分散劑或包覆減阻聚合物微粒的解決方法。為解決抗剪切和溶解性問題，美國專利US2007/0021531(2007-01-25)專利公開將不同粒度和不同方法制備的減阻劑混合使用。但現(xiàn)有技術(shù)未能從根本上解決減阻劑生產(chǎn)高成本和產(chǎn)品質(zhì)量不理想的問題。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是從α-烯烴減阻聚合物結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)入手，使α-烯烴在無機(jī)粉體的表面和內(nèi)部聚合，形成粉碎加工容易，減阻率高和抗剪切的減阻聚合物，以解決現(xiàn)有減阻劑低溫粉碎加工成本高、貯存過程中容易凝聚結(jié)膠和不耐剪切的問題。

實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)較短碳鏈的α-烯烴聚合物為油溶性和減阻性能良好的凝膠，缺點(diǎn)是低溫粉碎加工非常困難，低溫粉碎過程中液氮消耗量極大。聚合物粉碎加工時(shí)加入的分散劑與聚合物表面結(jié)合力很弱，沒有發(fā)揮良好的分散和隔離作用，減阻聚合物細(xì)粉末在放置和貯存過程中會重新凝聚，制成的減阻劑懸浮液容易凝聚結(jié)膠。

在α-烯烴本體聚合過程中直接加入大量分散劑，使本體聚合在分散劑內(nèi)部和表面進(jìn)行，α-烯烴和分散劑形成容易粉碎加工的硬化聚合物，硬化的減阻聚合物不會凝聚，可以粉狀減阻劑產(chǎn)品使用和長期貯存；部分減阻聚合物是在分散劑表面形成，在加入原油輸送管道后迅速溶解發(fā)揮減阻效果；部分減阻聚合物是在分散劑內(nèi)部形成，在加入原油輸送管道后緩慢溶解和釋放出來，持續(xù)發(fā)揮減阻效果，克服不耐剪切的問題。

本發(fā)明選擇價(jià)格低廉和低硬度的無機(jī)粉體作為分散劑，例如，滑石粉、云母粉、二氧化硅、氧化鎂、碳黑。無機(jī)粉體通常吸附有大量水分，將影響α-烯烴聚合反應(yīng)進(jìn)行，使用前可進(jìn)行灼燒處理控制水分小于0.3％以下。無機(jī)粉體同時(shí)還作為α-烯烴聚合催化劑的載體和稀釋劑，可以提高催化劑效率和提高減阻聚合物性能。

為提高無機(jī)粉體在α-烯烴中的分散性能和與α-烯烴聚合物的結(jié)合力，使用前可用偶聯(lián)劑進(jìn)行表面處理。本發(fā)明中采用將乙烯基硅烷偶聯(lián)劑直接加入反應(yīng)體系中處理無機(jī)粉體表面，乙烯基有機(jī)硅偶聯(lián)劑同時(shí)作為共聚原料。