專(zhuān)利名稱(chēng)：α-烯烴減阻聚合物的乳化物及其制備方法和生產(chǎn)裝置的制作方法
涉及領(lǐng)域本發(fā)明是用于管輸油品的減阻。涉及高分子化合物的組合物和管道系統(tǒng)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
為了減小油品在管道中流動(dòng)時(shí)的摩擦阻力，降低能耗或增大輸量，通常要在管道中加入減阻劑。目前國(guó)內(nèi)外廣泛采用效果好的α-烯烴超高分子量聚合物減阻劑。但由于采用溶液聚合方法生產(chǎn)聚α-烯烴減阻劑時(shí)，所得產(chǎn)物的粘度極高，甚至超過(guò)50000厘泊。因此，給減阻劑的注入帶來(lái)很大困難；而采用本體聚合生產(chǎn)聚α-烯烴減阻劑時(shí)，所得產(chǎn)物為粘彈性固體物質(zhì)，無(wú)法注入輸油管道，必須再經(jīng)過(guò)后處理工序，使其變?yōu)榫哂辛鲃?dòng)性的液態(tài)產(chǎn)品，才能實(shí)際應(yīng)用。為此，人們一直在研究使α-烯烴超高分子量聚合物減阻劑液態(tài)化的途徑。在上個(gè)世紀(jì)90年代先后發(fā)展了兩種減阻劑聚合物的后處理方法。第一種方法是針對(duì)溶液聚合反應(yīng)方法發(fā)展的將高分子聚合物從聚合反應(yīng)產(chǎn)物中分離出來(lái)的方法(見(jiàn)美國(guó)專(zhuān)利U.S.Patent5,376,697，1994年)。具體方法是將溶液聚合產(chǎn)物通過(guò)一種特殊的裝置進(jìn)行處理，將聚合物從溶液中沉淀出來(lái)，然后在適當(dāng)?shù)臏囟认潞娓桑湃氲陀诰酆衔锊ＡЩ瘻囟鹊沫h(huán)境中，在有硬脂酸鈣等固體分散劑存在的條件下磨成一定細(xì)度的粉末，然后與水、醇、涂敷劑、表面活性劑、懸浮劑、增稠劑、殺菌劑、消泡劑等一起通過(guò)攪拌制成漿狀液體。第二種方法是針對(duì)本體聚合反應(yīng)方法發(fā)展的直接將聚合反應(yīng)產(chǎn)物在超低溫條件下粉碎后再與水、醇、涂敷劑、表面活性劑、懸浮劑、增稠劑、殺菌劑、消泡劑等一起通過(guò)攪拌制成漿狀液體的方法(見(jiàn)專(zhuān)利U.S.Patent 5,449,732，1995年；U.S.Patent 5,504,132，1996年；U.S.Patent 5,539,044，1996年；WO97/01582，1997年；U.S.Patent 5,733,953，1998年；WO98/1658，1998年；CN1233271A，1999年)。上述兩種方法獲得的減阻劑具有聚合物濃度相對(duì)較高、注入工藝簡(jiǎn)單等優(yōu)點(diǎn)，但它們含有固體非溶性分散劑，會(huì)對(duì)成品油性質(zhì)產(chǎn)生影響，同時(shí)產(chǎn)品的靜置穩(wěn)定性較差，放置一定時(shí)間后便會(huì)出現(xiàn)分層及聚合物聚結(jié)成塊的現(xiàn)象，給生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)使用帶來(lái)諸多不便。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是發(fā)明一種產(chǎn)品靜置穩(wěn)定性極好、且不會(huì)將固體分散劑、水、醇等雜質(zhì)帶進(jìn)管輸油品，不影響油品性質(zhì)，特別適用于成品油管道的α-烯烴減阻聚合物的乳化物減阻劑及其制備方法和生產(chǎn)裝置。
本發(fā)明的α-烯烴減阻聚合物的乳化物減阻劑是將α-烯烴超高分子量聚合物與由有機(jī)烴類(lèi)、α-烯烴超高分子量聚合物不溶于其中的油溶性酯類(lèi)或醚類(lèi)物質(zhì)組成的液態(tài)載體共同組合而成。這里所指的α-烯烴超高分子量聚合物指的是分子量超過(guò)106，且為非結(jié)晶型和油溶性的α-烯烴聚合物。液態(tài)載體中的有機(jī)烴類(lèi)物質(zhì)是柴油、汽油、苯、甲苯、二甲苯、己烷、庚烷、辛烷、環(huán)己烷或它們的混合物。而酯類(lèi)或醚類(lèi)物質(zhì)是單硬脂酸甘油酯、混硬脂酸甘油酯、單軟脂酸甘油酯、混軟脂酸甘油酯、油酸甘油酯、脂肪酸甘油酯、二乙二醇二硬脂酸酯、二乙二醇單月桂酸酯、二乙二醇單硬脂酸酯、肉豆蔻酸異丙酯、三甘油辛-癸酸酯類(lèi)和庚基酚聚氧乙(丙)烯醚、己基酚聚氧乙(丙)烯醚、庚基酚聚氧乙(丙)烯醚、辛基酚聚氧乙(丙)烯醚、壬基酚聚氧乙(丙)烯醚、油醇聚氧乙(丙)烯醚類(lèi)。該乳化物的配比為α-烯烴超高分子量聚合物在混合物中的重量比為10～40％，液態(tài)載體在混合物中的重量比為40～90％；液態(tài)載體中有機(jī)烴類(lèi)物質(zhì)占液態(tài)載體的重量比為40～80％，酯類(lèi)或醚類(lèi)物質(zhì)占液態(tài)載體的重量比為20～60％。本發(fā)明中，α-烯烴超高分子量聚合物不溶于其中的油溶性酯類(lèi)或醚類(lèi)物質(zhì)使α-烯烴超高分子量聚合物微粒表面帶電，或者在聚合物微粒表面形成薄膜，以阻止α-烯烴超高分子量聚合物微粒在有機(jī)烴類(lèi)溶劑中相互接觸，發(fā)生聚結(jié)，從而有效降低產(chǎn)品的表觀粘度和靜置穩(wěn)定性。
本α-烯烴超高分子量聚合物高溫乳化物的制備方法先將α-烯烴超高分子量聚合物和有機(jī)烴類(lèi)物質(zhì)按比例加入高溫高壓反應(yīng)釜，密封反應(yīng)釜，在一定壓力(2～10MPa)下邊攪拌邊逐步升溫，使混合物體系的溫度達(dá)到160～280℃，并保持5～48小時(shí)，再向其中加入酯類(lèi)或醚類(lèi)物質(zhì)，繼續(xù)保持原來(lái)的溫度攪拌0.5～5小時(shí)即可。這里的加壓是采用氮?dú)饧訅?。而在添加酯?lèi)或醚類(lèi)物質(zhì)時(shí)，是在保持已達(dá)到的高壓和高溫條件下加入的。因此就對(duì)其生產(chǎn)裝置提出了特殊要求。
鑒于以上制備方法的要求，本α-烯烴減阻聚合物乳化物的生產(chǎn)裝置采用常用的高溫高壓反應(yīng)釜顯然就不能滿(mǎn)足要求了。它除了常用的高溫高壓反應(yīng)釜的反應(yīng)釜體10、加熱器11、保溫層12、釜蓋8、主螺栓7、攪拌槳13、測(cè)溫套管14、熱電偶18、攪拌裝置19、壓力表15、加壓口16和爆破片裝置17外，還必須有一套高溫高壓下加料的裝置。最簡(jiǎn)便、有效的方法是在現(xiàn)在常用的高溫高壓反應(yīng)釜上再加裝一套高壓進(jìn)料裝置。其具體構(gòu)成是在高壓反應(yīng)釜的釜蓋8上打孔焊入一根可通到釜底的管子9，在釜蓋8外的管頭連接閥門(mén)6，加料容器5后由三通管往上接閥門(mén)2和進(jìn)料口1，往橫向接閥門(mén)4和加壓口3。由于是在高壓條件下，所以這里所用的閥門(mén)2、4和6、加料容器5和管子9均應(yīng)是耐高壓的。該高溫高壓加料裝置在使用時(shí)，先關(guān)閉容器5下的閥門(mén)6，反應(yīng)釜可加溫加壓，關(guān)閉加壓口3的閥門(mén)4，在反應(yīng)加溫加壓前或后打開(kāi)投料口1的閥門(mén)2加料(酯類(lèi)或醚類(lèi)物質(zhì))，加好后關(guān)閉投料口1的閥門(mén)2。待需要向反應(yīng)釜加料時(shí)，打開(kāi)加壓口3的閥門(mén)4和容器5下閥門(mén)6，加壓即可將料通過(guò)管子9加入反應(yīng)釜底。


圖1α-烯烴減阻聚合物乳化物生產(chǎn)裝置構(gòu)成圖其中1-進(jìn)料口 2-閥門(mén)3-加壓口 4-閥門(mén)5-加料容器 6-閥門(mén)7-主螺栓 8-釜蓋9-管子 10-釜體11-加熱器12-保溫層13-攪拌槳14-測(cè)溫套管15-壓力表16-加壓口17-爆破片裝置18-熱電偶19-攪拌裝置具體實(shí)施實(shí)施例1將本體聚合得到的高級(jí)α-烯烴的超高分子量聚合物和二甲苯加入高溫高壓反應(yīng)釜，壓力維持在8MPa，一邊攪拌一邊逐步升溫，使溫度達(dá)到250℃并維持36小時(shí)，向反應(yīng)釜內(nèi)添加油酸甘油酯，繼續(xù)在保持原壓力和溫度的條件下攪拌5小時(shí)。其中高級(jí)α-烯烴的超高分子量聚合物在混合物中的比例占35％，二甲苯在混合物中的比例占45％，油酸甘油酯在混合物中的比例占20％。這樣就可得到包含高級(jí)α-烯烴的超高分子量聚合物的淤漿狀液體減阻劑產(chǎn)品，粘度為3000厘泊，即可通過(guò)簡(jiǎn)單的加藥系統(tǒng)注入輸油管道。
實(shí)施例2將本體聚合得到的高級(jí)α-烯烴的超高分子量聚合物、柴油和環(huán)己烷加入高溫高壓反應(yīng)釜，壓力維持在2MPa，一邊攪拌一邊逐步升溫，使溫度達(dá)到180℃并維持5小時(shí)，向反應(yīng)釜內(nèi)添加壬基酚聚氧丙烯醚，繼續(xù)在保持原壓力和溫度的條件下攪拌1小時(shí)。其中高級(jí)α-烯烴的超高分子量聚合物在混合物中的比例占10％，柴油在混合物中的比例占25％，環(huán)己烷在混合物中的比例占20％，壬基酚聚氧丙烯醚在混合物中的比例占45％。這樣就可得到包含高級(jí)α-烯烴的超高分子量聚合物的淤漿狀液體減阻劑產(chǎn)品，粘度為1800厘泊，即可通過(guò)簡(jiǎn)單的加藥系統(tǒng)注入輸油管道。
實(shí)施例3將本體聚合得到的高級(jí)α-烯烴的超高分子量聚合物和辛烷加入高溫高壓反應(yīng)釜，壓力維持在5MPa，一邊攪拌一邊逐步升溫，使溫度達(dá)到230℃并維持16小時(shí)，向反應(yīng)釜內(nèi)添加三甘油辛-癸酸酯，繼續(xù)在保持原壓力和溫度的條件下攪拌3小時(shí)。其中高級(jí)α-烯烴的超高分子量聚合物在混合物中的比例占25％，辛烷在混合物中的比例占45％，三甘油辛-癸酸酯在混合物中的比例占30％。這樣就可得到包含高級(jí)α-烯烴的超高分子量聚合物的淤漿狀液體減阻劑產(chǎn)品，粘度為2400厘泊，即可通過(guò)簡(jiǎn)單的加藥系統(tǒng)注入輸油管道。
用該配方和方法制得的減阻劑產(chǎn)品，靜置穩(wěn)定性極好，靜置數(shù)月時(shí)間均不會(huì)出現(xiàn)分層和聚結(jié)成塊現(xiàn)象，且粘度低于3000厘泊，可方便地用注入系統(tǒng)注入輸油管道。同時(shí)也沒(méi)有固體分散劑、水、醇等雜質(zhì)帶進(jìn)管輸油品，因此不但可以用于原油管線(xiàn)，也可以用于各種成品油管線(xiàn)的減阻增輸。
權(quán)利要求
1.一種輸油管道用以減阻的α-烯烴減阻聚合物乳化物，包括α-烯烴超高分子量聚合物和添加劑，其特征是采用α-烯烴超高分子量聚合物和由有機(jī)烴類(lèi)物質(zhì)與α-烯烴超高分子量聚合物不溶于其中的油溶性酯類(lèi)或醚類(lèi)物質(zhì)組成的液態(tài)載體共同混合而成。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的α-烯烴減阻聚合物乳化物，其特征是α-烯烴超高分子量聚合物在混合物中的重量比為10～40％，液態(tài)載體在混合物中的重量比為60～90％。
3.根據(jù)權(quán)利要求1、2所述的α-烯烴減阻聚合物乳化物，其特征是液態(tài)載體中有機(jī)烴類(lèi)物質(zhì)可為柴油、汽油、苯、甲苯、二甲苯、己烷、庚烷、辛烷、環(huán)己烷或它們的混合物，其在液態(tài)載體中的重量比為40～80％。
4.根據(jù)權(quán)利要求1、2所述的α-烯烴減阻聚合物乳化物，其特征是液態(tài)載體中的酯類(lèi)和醚類(lèi)物質(zhì)有單硬脂酸甘油酯、混硬脂酸甘油酯、單軟脂酸甘油酯、混軟脂酸甘油酯、油酸甘油酯、脂肪酸甘油酯、二乙二醇二硬脂酸酯、二乙二醇單月桂酸酯、二乙二醇單硬脂酸酯、肉豆蔻酸異丙酯、三甘油辛-癸酸酯類(lèi)和庚基酚聚氧乙(丙)烯醚、己基酚聚氧乙(丙)烯醚、庚基酚聚氧乙(丙)烯醚、辛基酚聚氧乙(丙)烯醚、壬基酚聚氧乙(丙)烯醚、油醇聚氧乙(丙)烯醚類(lèi)，其在液態(tài)載體中的重量比為20～60％。
5.一種α-烯烴減阻聚合物乳化物的制備方法，其特征是先將α-烯烴超高分子量聚合物和有機(jī)烴類(lèi)物質(zhì)加入高溫高壓反應(yīng)釜，密封加壓至2～10MPa，邊攪拌邊逐步升溫，在達(dá)到160～280℃后維持5～48小時(shí)，再向其中加入酯類(lèi)或醚類(lèi)物質(zhì)，繼續(xù)保持原來(lái)的溫度和壓力攪拌0.5～5小時(shí)。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的α-烯烴減阻聚合物乳化物的制備方法，其特征是采用氮?dú)饧訅骸?br> 7.一種α-烯烴減阻聚合物乳化物的生產(chǎn)裝置，包括高溫高壓反應(yīng)釜的反應(yīng)釜體[10]、加熱器[11]、保溫層[12]、釜蓋[8]、主螺栓[7]、攪拌槳[13]、熱電偶[18]、攪拌裝置[19]、壓力表[15]、加壓口[16]和爆破片裝置[17]，其特征是在高溫高壓反應(yīng)釜中又加裝一套高壓進(jìn)料裝置，它是在高溫高壓反應(yīng)釜蓋[8]上打孔焊入一根通到釜底的管子[9]，在釜蓋[8]外的管頭連接閥門(mén)[6]、加料容器[5]后由三通管往上接閥門(mén)[2]、進(jìn)料口[1]，往橫向接閥門(mén)[4]和加壓口[3]。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的α-烯烴減阻聚合物乳化物的生產(chǎn)裝置，其特征是三個(gè)閥門(mén)[2][4][6]均采用高壓閥，加料容器[5]和管子[9]耐高壓。
全文摘要
本發(fā)明是一種輸油管道用以減阻的α－烯烴減阻聚合物乳化物及其制備方法和生產(chǎn)裝置。它由α－烯烴減阻聚合物和有機(jī)烴類(lèi)、油溶性酯或醚類(lèi)物質(zhì)組成的液態(tài)載體混合而成。制備方法是先將α－烯烴減阻聚合物和有機(jī)烴類(lèi)物質(zhì)加入高溫高壓反應(yīng)釜，加壓至2～10MPa，邊攪拌邊升溫到160～280℃后保持5～48小時(shí)，再加入酯或醚類(lèi)物質(zhì)，繼續(xù)保持原溫度、壓力攪拌0.5～5小時(shí)。其生產(chǎn)裝置是在高溫高壓反應(yīng)釜上加裝一高壓進(jìn)料裝置。
文檔編號(hào)C08L23/00GK1536010SQ0310963
公開(kāi)日2004年10月13日 申請(qǐng)日期2003年4月10日 優(yōu)先權(quán)日2003年4月10日
發(fā)明者關(guān)中原, 稅碧垣, 李春漫, 常維鈍 申請(qǐng)人:中國(guó)石油天然氣股份有限公司