[发明专利]可回收利用的油品管输磁性纳米减阻剂及制备方法和应用

权利要求书

1.一种可回收利用的油品管输磁性纳米减阻剂的制备方法，其特征是包括如下步骤：

将充分干燥的聚合反应器放入乙二醇环境中，温度控制在零下10℃～零下3℃，在磁力搅拌条件下，向聚合物反应器中加入烯烃单体混合物100份，然后加入80-120份正己烷作为溶剂，再加入0.5～2份三乙基铝助催化剂；然后，缓慢加入1.5～3.5份磁性纳米粒子，提高搅拌速度，搅拌至混合完全；然后在聚合反应器中加入3～15份的TiCl₃主催化剂，将乙二醇的环境温度调节至零下5℃～5℃之间，反应54～72h，得到含有磁性纳米粒子的聚烯烃块状固体，作为油品管输磁性纳米减阻剂；

所述烯烃单体混合物包括α-辛烯、1-癸烯和α-十二烯，各组分的比例如下，按重量份计：α-辛烯: 1-癸烯的范围为1:2～3:1；α-辛烯和1-癸烯的总重：α-十二烯的范围为2:8～5:5；

所述磁性纳米粒子的制备方法包括如下，各组分按重量份计：

取0.5-3份Fe₃O₄纳米颗粒加于150份无水乙醇中，匀速搅拌，常温下超声分散混合均匀，得充分分散的悬浮液；将该悬浮液加入五口烧瓶中，并在30℃，恒速搅拌条件下通氮气；期间持续用pH计监测pH并用HCl 溶液调节悬浮液pH值至中性；随后缓慢滴加TEOS 溶液，持续搅拌后调节 pH值为8~9，继续搅拌后结束反应，产物用去离子水清洗多次后，在50℃下真空干燥得到表面包覆 SiO₂层的 Fe₃O₄@SiO₂磁性纳米粒子，命名为纳米粒子一；

取2-3份疏水型SiO₂纳米粒子加入200份无水乙醇中，匀速搅拌，常温下超声分散混合均匀，得到充分分散的悬浮液；将该悬浮液加入三口烧瓶中，向其中缓慢滴加5-6份有机胺类表面活性剂，继续搅拌后结束反应，产物用无水乙醇清洗多次后，在50℃下真空干燥得到表面包覆有机胺表面活性剂层的SiO₂@有机胺表面活性剂纳米粒子，命名为纳米粒子二；

取5-10份纳米粒子二加入到100份pH值为4-5的 HCl 溶液，匀速搅拌，常温超声分散混合均匀，得到充分分散的第一悬浮液体系；取1-2份Fe₃O₄@SiO₂磁性纳米粒子加到100份无水乙醇中，匀速搅拌，常温超声分散混合均匀，得充分分散的第二悬浮液体系；

将上述第一悬浮液体系加入三口烧瓶中，匀速搅拌，随后缓慢滴加第二悬浮液体系，持续搅拌后，调节pH值为4~5继续搅拌，然后调整体系pH值为9~10后继续搅拌至结束反应，产物用无水乙醇清洗多次后，在 50 ℃下真空干燥得到具有双层包覆结构的pH值响应性磁性纳米粒子；

所述有机胺类表面活性剂为十六胺或十八胺；

通过预分散处理以实现减阻剂充分利用，预分散处理的具体步骤为，按重量份：

将上述所得含有磁性纳米粒子的聚烯烃块状固体从聚合反应器中取出，用剪刀剪碎，取含有磁性纳米粒子的聚烯烃块状固体20份～60份，溶入油相100份中，在室温隔绝空气条件下以80r/min～120r/min磁力搅拌50h～100h至完全溶解，构建成为复合减阻剂母液体系；

所述的油相是正庚烷、柴油或白油。

2.一种如权利要求1所述的可回收利用的油品管输磁性纳米减阻剂的应用，其特征是：复合减阻剂母液体系应用后进行油品输送用减阻剂的回收利用，包括以下过程，按重量份：

一、将所述复合减阻剂母液体系1份加入到柴油10000份中，按实际油品输送流速管输剪切，过泵剪切多次，模拟完成输送全流程后的含减阻剂油品；

二、将模拟完成输送后的含减阻剂油品置于烧杯中，通过构建高强度磁场一，将油品中含有的磁性粒子高效分离出来；

三、将回收的磁性粒子1份加入盐酸10份中，高速搅拌剪切实现复合材料中聚合物分子链的高度破坏，同时酸性环境使磁性粒子表面由亲油性转变为亲水性，实现磁性粒子与剪切破坏后的高分子链脱离；通过构建的高强度磁场二，将亲水性的磁性粒子分离出来，加入到pH值在9-10的弱碱性液体体系中继续搅拌2h至结束反应，产物用无水乙醇清洗多次后，在 50 ℃下真空干燥得到能重新利用的具有双层包覆结构的pH值响应性磁性纳米粒子，用于制备下一批含有磁性纳米粒子的聚烯烃块状固体；

所述的高强度磁场一的磁感应强度为0.5T～2T，高强度磁场二的磁感应强度为0.2T～0.8T；

所述的盐酸浓度为1%～5%，按质量百分比。