專利名稱：一種管輸油品減阻劑的制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明是輸油管道減阻的一種管輸油品減阻劑的制備方法。涉及有機(jī)高分子化合物和管道系統(tǒng)技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
近年來輸油管道的減阻技術(shù)有了很大的進(jìn)步，先后有授權(quán)或申請的專利十幾件。減阻聚合物的分子量趨于超高分子量，催化劑的催化作用更趨完好，生產(chǎn)制備方法日趨完善，聚合產(chǎn)物固含量較高，更便于輸油管道現(xiàn)場的應(yīng)用。如本公司在2003年6月18日申請的“α-烯烴-苯乙烯超高分子量減阻共聚物及其制備方法”中采用α-烯烴-苯乙烯超高分子量共聚物的聚合單體，使聚合單體中含有少量的苯環(huán)且隨機(jī)分布，改善了本類線性高聚物的剛性，避免了長分子鏈發(fā)生纏繞，且聚合產(chǎn)物在分散后固含量高，提高了減阻效率。但在其制備方法中仍然采用傳統(tǒng)的攪拌方式，使催化劑分布不均勻，同時當(dāng)體系粘度上升到足夠大時，傳統(tǒng)的攪拌方式攪拌的效果很差，而且產(chǎn)生的熱量很大，會迅速惡化聚合反應(yīng)。所以，該專利申請并沒有適當(dāng)?shù)匾种乒簿鄯磻?yīng)中鏈的增長速度，在一定程度上限制了共聚物的分子量和減阻性能。
在高分子聚合反應(yīng)中為了控制反應(yīng)速度，加入緩聚劑是一種常用的方法，但在減阻聚合物的合成過程中，由于聚合速度和聚合反應(yīng)熱的控制直接影響最終的產(chǎn)品性能，而緩聚劑的添加直接關(guān)系到聚合速度和聚合反應(yīng)熱的產(chǎn)生，進(jìn)而影響產(chǎn)品的減阻性能，所以本領(lǐng)域的專業(yè)人員從未嘗試過在減阻聚合過程中加入緩聚劑。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是發(fā)明一種使減阻共聚物分子量和減阻效率優(yōu)異的管輸油品減阻劑的制備方法。
本發(fā)明吸納了聚合單體采用α-烯烴-苯乙烯優(yōu)勢，在制備方法中采用超聲振蕩的方式代替?zhèn)鹘y(tǒng)的攪拌方式，且根據(jù)大量的實驗，確定了添加緩聚劑的時機(jī)和添加量，致使緩聚劑的添加起到正面的作用-適當(dāng)?shù)匾种乒簿鄯磻?yīng)中鏈的增長速度，而不是負(fù)面的效應(yīng)，進(jìn)而構(gòu)成了本發(fā)明的技術(shù)路線。具體是本方法同已有技術(shù)一樣，聚合單體為來源于含6～40個碳數(shù)原子的α-烯烴和苯乙烯按80∶20～95∶5的比例配比，催化劑為齊格勒-納塔體系催化劑和茂金屬催化劑兩種催化劑，以茂金屬催化劑為優(yōu)選，聚合單體與催化劑的配比為1∶0.0001～1∶0.01，其特征是本方法按下列步驟依次進(jìn)行先將主催化劑和助催化劑在氮?dú)獗Ｗo(hù)下依次加入密閉反應(yīng)容器中，采用超聲波振蕩技術(shù)進(jìn)行振蕩，代替?zhèn)鹘y(tǒng)的攪拌方式，連續(xù)振蕩18～26分鐘，使其混合均勻；在氮?dú)獗Ｗo(hù)和振蕩的條件下加入混合的聚合單體，并在-60℃～10℃的環(huán)境溫度下進(jìn)行反應(yīng)；監(jiān)測反應(yīng)溫度，在體系反應(yīng)溫度比起始反應(yīng)溫度升高3℃以上時，加入緩聚劑；待體系粘度上升到催化劑不再下沉?xí)r停止振蕩；停止振蕩后體系繼續(xù)反應(yīng)5～14天，最終得到紫色聚合物。
其中超聲波發(fā)生器置于反應(yīng)容器下方，發(fā)生器的振動頻率為25KHZ，功率為可調(diào)，當(dāng)體系粘度低于1500mpa.s時，振蕩功率為1000w，當(dāng)粘度高于1500mpa.s時，振蕩功率調(diào)為1800w；為了控制聚合反應(yīng)速度，添加硝基苯類物質(zhì)作為緩聚劑，在整個體系中的添加濃度為10-7～-5mol·L1。反應(yīng)過程中由裝在密閉反應(yīng)容器內(nèi)的粘度計檢測體系的粘度，當(dāng)體系粘度上升到催化劑不再下沉?xí)r停止振蕩，即粘度上升到3500～6000mpa·s時即可停止振蕩。
本方法一是采用超聲波振蕩代替?zhèn)鹘y(tǒng)的攪拌方式，避免當(dāng)體系粘度足夠大時由于攪拌引起的額外的體系溫度升高，惡化聚合反應(yīng)；二是在反應(yīng)放熱高峰區(qū)加入了適量緩聚劑，可以抑制鏈的增長速度，使其緩慢平穩(wěn)地進(jìn)行鏈增長，就可得到更優(yōu)異的分子量和減阻性能。
具體實施例方式
實施例.以本例說明本發(fā)明的具體實施。選用一個容積為1立方米的密閉通氮反應(yīng)容器，在該反應(yīng)容器內(nèi)安裝有溫度計和粘度計。取1-己烯烴64毫升、苯乙烯16毫升、二氯二茂鈦0.005g(1μ摩爾)、2.5毫升MAO(甲苯溶液10mmol/L)、硝基苯8*10-7mol。開始前先向密閉反應(yīng)容器內(nèi)充氮，把空氣排干凈后，一邊連續(xù)充氮一邊啟動超聲波發(fā)生器開始振蕩。正式開始后第一步先將二氯二茂鈦加入密閉反應(yīng)容器內(nèi)，加完后接著再往里加MAO，從MAO加完開始計時，連續(xù)振蕩20分鐘，使二氯二茂鈦和MAO混合均勻；第二步，在繼續(xù)振蕩和充氮的條件下并對密閉反應(yīng)容器制冷到0℃后加入聚合單體-混合的1-己-烯烴和苯乙烯進(jìn)行反應(yīng)；第三步，開始反應(yīng)后，隨時監(jiān)測反應(yīng)容器內(nèi)的溫度，當(dāng)反應(yīng)容器內(nèi)的溫度升至3℃時，將硝基苯加入；第四步，監(jiān)測反應(yīng)容器內(nèi)反應(yīng)體系的粘度，當(dāng)粘度計指示值達(dá)到4000mpa.s時，停止振蕩；第五步，從停止振蕩后，體系繼續(xù)反應(yīng)6天，最后得到紫色聚合物。由此聚合物制成的減阻劑產(chǎn)品經(jīng)某原油管道試用，只在原油管道中注入15PPm的減阻劑產(chǎn)品，就達(dá)到31％的減阻效果，比現(xiàn)有的減阻劑效果提高9％。
由上可見，本方法用普通的聚合設(shè)備，工藝流程也較簡單，便于操作，便于控制，易于保證質(zhì)量，聚合的產(chǎn)物性能優(yōu)異。
權(quán)利要求
1.一種管輸油品減阻劑的制備方法，包括將來源于含6～40個碳數(shù)原子的α-烯烴和苯乙烯聚合單體按80∶20～95∶5的比例，在與聚合單體以0.0001∶1～0.01∶1配比的過渡金屬化合物主催化劑和助催化劑的催化下聚合，其特征是制備方法按下列步驟依次進(jìn)行先將主催化劑和助催化劑在氮?dú)獗Ｗo(hù)下依次加入密閉反應(yīng)容器中，用超聲波發(fā)生器進(jìn)行振蕩，連續(xù)振蕩18～26分鐘，使其混合均勻；在氮?dú)獗Ｗo(hù)和振蕩的條件下加入混合的聚合單體，并在-60℃～10℃的環(huán)境溫度下進(jìn)行反應(yīng)；監(jiān)測反應(yīng)溫度，在體系反應(yīng)溫度比起始反應(yīng)溫度升高3℃以上時，加入緩聚劑；待體系粘度上升到催化劑不再下沉?xí)r停止振蕩；停止振蕩后體系繼續(xù)反應(yīng)5～14天，最終得紫色聚合物。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種管輸油品減阻劑的制備方法，其特征是超聲波發(fā)生器置于反應(yīng)容器下方，發(fā)生器的振動頻率為25KHZ，功率為可調(diào)，當(dāng)體系粘度低于1500mPa.s時，振蕩功率為1000w，當(dāng)粘度高于1500mPa.s時，振蕩功率調(diào)為1800w。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種管輸油品減阻劑的制備方法，其特征是所述緩聚劑為硝基苯類物質(zhì)。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種管輸油品減阻劑的制備方法，其特征是所述緩聚劑在整個體系中的添加濃度為10-7～-5mol·L-1。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種管輸油品減阻劑的制備方法，其特征是所述體系粘度是由安裝在反應(yīng)容器內(nèi)的粘度計檢測，在粘度達(dá)到3500～6000mpa·s時停止震蕩。
全文摘要
本發(fā)明是涉及有機(jī)高分子化合物和管道系統(tǒng)技術(shù)領(lǐng)域的用于管輸油品減阻的一種管輸油品減阻劑的制備方法。本方法按下列步驟依次進(jìn)行先將主催化劑和助催化劑在氮?dú)獗Ｗo(hù)下依次加入密閉反應(yīng)容器中，采用超聲波發(fā)生器連續(xù)振蕩18～26分鐘；在氮?dú)獗Ｗo(hù)、振蕩和－60℃～10℃的環(huán)境溫度條件下加入聚合單體進(jìn)行反應(yīng)；監(jiān)測反應(yīng)溫度，在體系反應(yīng)溫度比起始反應(yīng)溫度升高3℃以上時加入硝基苯類緩聚劑；待體系粘度上升到3500～6000MPa·s時停止振蕩；超聲波發(fā)生器的振動頻率為25KHz，功率為可調(diào)。停止振蕩后體系繼續(xù)反應(yīng)5～14天，最終得紫色聚合物。本方法易于操作，易于控制，易于保證質(zhì)量，所得聚合物分子量高、減阻效果好。
文檔編號F17D1/17GK1978474SQ20051012421
公開日2007年6月13日 申請日期2005年11月29日 優(yōu)先權(quán)日2005年11月29日
發(fā)明者李春漫, 常維純, 徐海紅, 高艷清, 鮑旭晨 申請人:中國石油天然氣股份有限公司