[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

说明书

本发明涉及油田管输用的减阻剂，特别涉及一种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，其技术方案是：烯烃单体混合物100份，三乙基铝助催化剂0.5～2份，磁性纳米粒子1.5～3.5份，TiCl₃主催化剂3～15份；使用时进行预分散处理，并构建减阻剂回收利用方案，磁感应强度为1T～2T的高强度磁场回收复合减阻剂残余物，高速搅拌剪切30min破坏复合材料中聚合物分子链。本发明的有益效果是：该减阻剂可显著降低管道摩阻、增加管道输量，且具有良好的抗剪切性能，在油品输送到目标区域后，通过构建高强度磁场，可将磁性纳米粒子分离出来，避免其对催化剂/油品质量的影响，同时，回收的磁性纳米粒子经处理后再利用。

技术领域

本发明涉及油田管输用的减阻剂，特别涉及一种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。

背景技术

目前，我国已建成运行的油气管道累计长度超过16万千米，通过管道输送的原油占全国陆上原油产量的70%以上，成品油管道输送能力超过1.5亿吨/年。由于管道摩阻会造成流体动力损失，因此油品输送过程中需要不断加压从而耗费大量的能量。向管道中加入油品减阻剂技术可大幅度降低摩阻损失，实现油品的安全高效输送。

当前，商品油品减阻剂主要是超高分子量短侧链聚α烯烃，且分子量越大、非结晶程度越高则减阻效果越好。从聚α烯烃减阻剂应用过程来看，由于油品管道输送过程中需不断地通过泵加压补充能量，并且存在诸如泵、弯头等速度梯度较大或湍流波动较大或高剪切环境，高分子减阻剂会发生不可逆的机械降解，需在管道上设置多个站点补充减阻剂以维持相应的减阻效果。

针对该问题，中国专利申请号为201510577396.0，专利名称为《球状纳米SiO2—聚烯烃复合减阻剂溶液原位合成方法》，提出的复合减阻剂以球状纳米SiO₂，α辛烯和α十二烯为单体，采用溶液原位聚合法在α辛烯和α十二烯为聚合单体中分散改性纳米SiO₂制备出具有抗剪切能力、减阻性能良好的复合油品减阻剂。中国专利申请号为201811081789.2，专利名称为《膨胀石墨聚α烯烃复合油品减阻剂共混合成方法》，提到了在聚α烯烃粉碎过程中加入处理好的膨胀石墨，所构筑膨胀石墨/聚α烯烃复合油品减阻材料具有较为优异的力学性能，在减阻过程中可以分散剪切作用力，减少降解损失。中国专利申请号为201610156047.6，专利名称为《成品油脱色废白土制备油基复合油品减阻剂的方法》，提出了利用钛酸酯偶联剂改善废白土表面性质，再通过两性离子表面活性剂、阳离子表面活性剂在废白土表面形成一定非极性结构，助力废白土进入聚烯烃减阻剂的微结构中，形成复合减阻剂。利用废白土的纳米级结构，通过聚合物和废白土的Al₂O3和SiO₂的单元结构之间相互作用可解决高分子链在剪切作用下的不可逆降解问题，提升油品减阻剂的抗剪切性能。

以上方法所提出的复合减阻剂体系具有良好的减阻性能，主要涉及的复合减阻剂种类包括球状纳米SiO₂/聚烯烃复合减阻剂、膨胀石墨/聚烯烃复合油品减阻剂、改性废白土/聚烯烃，上述复合减阻剂虽然克服了聚合物性型减阻剂抗剪切性能差的缺点，但会导致大量体积微细的颗粒分散在油品中，作为机械杂质在炼油前难脱除，引起催化剂中毒，影响油品的质量，影响了复合减阻剂的推广应用。

发明内容

本发明的目的就是针对现有技术存在的上述缺陷，提供一种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，该减阻剂可显著降低管道摩阻、增加管道输量，且具有良好的抗剪切性能，在油品输送到目标区域后，通过构建高强度磁场，可将磁性纳米颗粒分离出来，避免其对催化剂/油品质量的影响，同时，回收的磁性纳米颗粒经处理后再利用，参与制备下一批含有磁性纳米粒子的复合减阻剂。

本发明提到的一种可回收利用的油品管输磁性纳米减阻剂，其技术方案是由以下重量份的原料组成：烯烃单体混合物100份，三乙基铝助催化剂0.5～2份，磁性纳米粒子1.5～3.5份，TiCl₃主催化剂3～15份。