[发明专利]一种油溶性减阻剂的制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种油溶性减阻剂的制备方法，特别是一种共聚合成分子量高，容易低温粉碎，溶解速度快，减阻率高的聚合物减阻剂的制备方法。

背景技术

减阻剂是一种广泛用于原油、成品油管道输送的化学添加剂，微量加入湍流态流动的流体中就能大大降低管路系统的摩擦阻力，迅速而经济地扩大管道流通能力和降低输送能耗，提高管道运行的安全系数，加入减阻剂可使管道输送量超过设计输送量的30％-50％。减阻剂具有广阔的市场应用前景和巨大的商业价值。近年来国内外减阻剂的市场发展很快，已应用于海上和陆地几百条输油管道，不仅大大提高增输能力，而且经济效益十分可观。我国对进口原油的依存度已超过50％，进口原油管道输送需要大量油溶性聚合物减阻剂，需要不断改进聚合物减阻剂技术、扩大减阻剂生产规模和降低减阻剂生产成本。

减阻剂通常是由高分子聚合物组成，已发现的减阻效果显著的化合物主要是分子量在300万-3000万的长链α-烯烃(C₆-C₁₄)聚合物。国内外参与减阻剂研究开发的公司近十家，由于减阻聚合物的生产需要在无水、无氧和低温条件下进行，能够工业化生产的公司约五家，其中美国CONOCO(康诺科)公司的产品代表世界减阻剂生产工艺的发展方向。

1979年美国Conoco公司生产的第一代溶掖聚合法减阻剂产品(CDR101)工业化应用。1981年Conoco公司第二代减阻剂产品(CDR102)性能比过去提高近十倍。1994年Conoco公司的第三代原油减阻剂产品(LP)工业化应用，它采用本体聚合法得到，然后低温粉碎成0.5mm的微粒，再加入分散剂和稳定剂制成低粘度悬浮液，使用更为方便，已成为目前市场主流产品。

国内最早专业从事减阻剂研究开发的单位是浙江大学，2000年国内减阻剂开发工作取得突破性进展，中国石油天然气股份公司研制的管道输油用EP系列国产减阻剂成功转化为生产力，中国专利CN1600795(2005-03-30)中公开了其减阻聚合物的制备方法及装置。中海油天津化工研究设计院完成了油溶性减阻剂生产和应用中试，在中国专利CN101386654(2009-03-18)中公开了其开发的新型催化剂，在中国专利CN101386665(2009-03-18)中公开了一种油溶减阻粉剂的制备方法。中国石油化工集团洛阳石油化工工程公司进行了油溶性减阻剂中试，在中国专利CN101037507(2007-09-19)中公开了一种多功能减阻聚合物悬浮液的制备方法。

试验证明长链α-烯烃聚合物分子量越大，支链越少，可溶性越好，其减阻效率也越高。减阻率还受流体的流速影响，在流体未达到湍流时，没有明显的减阻现象，随着流体速度的增加达到湍流状态，减阻作用才开始显现。超高分子量聚合物具有较好的减阻性能，但分子量越大抗剪切性能越差，单体分子量越大，聚合物溶解性能越差。

现有减阻剂市场价格较高，主要原因是低转化率或低分子量的长链α-烯烃减阻聚合物的脆化温度很低，后处理过程中低温粉碎成本过高，而聚合物单体分子量过高时，减阻聚合物溶解性又变差，使减阻率降低。采用不同链长的烯烃共聚能够合成分子量高，容易低温粉碎，溶解速度快和减阻率高的减阻聚合物，共聚合成是未来技术改进方向。

发明内容

本发明的目的是克服现有长链α-烯烃减阻聚合物的脆化温度很低，后处理过程中低温粉碎成本过高的问题，提供一种采用不同链长的烯烃共聚合成分子量高，容易低温粉碎，溶解速度快和减阻率高的减阻聚合物的制备方法。

本发明采取的技术方案是将碳数为6-14的α-烯烃混合物经过蒸馏、吸附等预处理过程得到高纯度原料，加入Ziegler-Natta催化剂进行预聚合，预聚合至溶液粘度达到催化剂不再下沉后，在-10℃-15℃低温下进行聚合反应一天，然后将其取出，在常温下反应一周，直到单体转化率达到95％时聚合完成。向减阻聚合物中加入分散剂等助剂，低温粉碎使其粒度小于120目，减阻性能评价合格后与溶剂混合制成不同规格的减阻剂产品，具体操作步骤如下：

(1)α-烯烃脱水

原料α-烯烃中加入2％经过烘干的分子筛13X放置一夜脱水后，使水分小于150ppm，必要时采用加入少量金属钠片脱水。

(2)α-烯烃蒸馏

将经过分子筛脱水的原料清液进行蒸馏得到透明α-烯烃原料用于合成，放在冰箱中冷却至-10--5℃，然后以体积比辛烯∶十二烯＝1∶1-4的比例分装在聚合瓶中备用。

(3)聚合