[发明专利]减阻组合物及制备方法和应用

说明书

相关申请的交叉引用

本申请要求于2010年8月23日提交的系列号为61/376,146的美国专利申请的优先权，将该申请的公开内容通过引用合并入本申请中。

技术领域

本申请涉及用于减小烃（诸如原油）或炼制产品在油管（conduit）（诸如管线）内的流动中的摩擦的组合物，以及涉及制备和应用该组合物的方法。

背景技术

现有技术有很多通常针对非结晶高分子量的聚烯烃（特别是聚α-烯烃）的组合物的专利。所述组合物通常是烃溶性的，并且当溶于流经油管中的烃流体时，极大地降低了湍流并减小了“阻力（drag）”。阻力的降低是非常重要的，因为它降低了驱动给定体积的烃需要的功率，或者反过来说能够用给定量的功率驱动更大体积的流体。这些聚烯烃减阻剂显示的流动增加特性不存在于常规已知的结晶的、大部分的非烃溶性聚合物（如聚乙烯和聚丙烯）中。已知当溶解于油管中流动的烃时，这些聚α-烯烃减阻剂可被剪切降解。相应地，在油管等中会引起过多湍流的泵送和压缩（constrictions）导致了聚合物的降解，因而减弱了它的效果。相应地，需要将减阻剂组合物以取得期望特性的形式引入流动的烃流中。

首先，减阻组合物应该是在没有特殊设备下容易传输和操作的形式，因为减阻组合物注入流动的烃流中的注入点通常位于遥远的且难以接近的位置。第二，聚合物必须是快速溶解在油管中流动的烃流中的形式，因为聚α-烯烃直到溶解在烃流中才有减阻效果。减阻组合物应该对烃没有毒害作用。例如，与制成的管道产物如柴油、汽油和其它源自炼制操作的烃物质不同，在原油流经管道的情况中，能够忍受一定量的物质和污染物。此外，由于减阻组合物通常应用在用于减阻组合物的存储设备可以达到高于125°F的温度的气候中，需要减阻组合物显示出热稳定性，在某种意义上说，聚合物颗粒不团聚，从而在减阻组合物注入流动的烃流中产生问题。也期望减阻组合物含有高含量的聚合物并且是稳定的；即，尽可能保持为稳定的分散体，即使是长时间静置，例如存储中。合意地，如果需要搅拌，减阻组合物应该显示出最少的泡沫。就这一点而言，如果减阻组合物沉淀，将需要搅拌以再分散聚合物颗粒。该搅拌可能引起过多的泡沫需要使用泡沫抑制剂。

发明内容

在一个目的中本发明提供了减阻组合物，在该组合物中具有高含量的活性聚烯烃，该减阻组合物不会团聚，即，是热稳定的且是低泡沫的。

在另一个目的中本发明提供了减阻组合物，该减阻组合物含有聚烯烃、减阻聚合物、载体或悬浮介质以及分散剂。

在本发明的另一个目的中，提供了一种减小输送液态烃的油管中的阻力的方法，该方法包括将有效量的上述减阻组合物引入油管中。

具体实施方式

用于制备在本发明的减阻组合物中使用的精细地分离的聚合物颗粒的聚合物是通过聚合或共聚包括从约2到约30个碳原子的单烯烃得到。更通常地，用于制备在本发明的减阻组合物中使用的减摩聚合物的单烯烃（优选α-烯烃）包括从约4到约20个碳原子，最优选从约6到约14个碳原子。

可以采用用于聚合单烯烃的几种已知的方法来生产在本发明的减阻组合物中使用的聚合/共聚合减摩剂。特别适合的方法为齐格勒-纳塔（Ziegler-Natte）工艺，该工艺采用了一种催化体系，该催化体系含有元素周期表Ⅳb、Vb、Ⅵb或Ⅷ族的金属的化合物与元素周期表Ia、Ⅱa和Ⅲb族的稀土金属或金属的有机金属化合物的组合。特别适合的催化体系为含有卤化钛和有机铝化合物的那些催化剂。典型的聚合过程为将单体混合物与催化剂在适用于单体和催化剂的惰性烃溶剂中、在封闭反应容器中、在低温自压力下以及在氮气或惰性气氛中接触。用于制备对本发明有用的聚烯烃减阻聚合物的方法和催化剂在下列美国专利中被公开：4,289,679、4,358,572、4,415,704、4,433,123、4,493,903以及4,493,904，出于各种目的将所有这些专利通过引用合并入本申请中。在本发明的减阻组合物中使用的聚α-烯烃可以通过所谓的溶液聚合技术制备，或者通过描述的本体聚合方法制备，例如，在美国专利5,539,044中，出于各种目的将该专利的公开内容通过引用合并入本申请中。