本發(fā)明涉及管道減阻輸送工藝和減阻劑技術(shù)領(lǐng)域,特別涉及一種聚α-烯烴和表面活性劑雙有效組分油品減阻劑懸浮體系。
背景技術(shù):
隨著石油工業(yè)的發(fā)展,原油及成品油的管道運(yùn)輸量日益增加,運(yùn)輸管道中添加減阻劑,既提高了輸送量,又節(jié)約能源和資金,因此得到廣泛使用,減阻劑的研究日益受到重視。當(dāng)流體中含有某些特定物質(zhì)時(shí),其在湍流狀態(tài)下的摩擦阻力會(huì)大大降低,這種現(xiàn)象稱為減阻,能夠?qū)崿F(xiàn)減阻的添加劑稱為減阻劑。減阻劑可分為水溶性減阻劑和油溶性減阻劑,油溶性減阻劑根據(jù)作用原理又分為兩類:一類是有超高分子量的高柔性線型高分子,主要有烯烴均聚物或共聚物、聚甲基丙烯酸酯等;另一類是表面活性化合物。大量的研究和實(shí)踐證明,單一組分的減阻劑目前越來越無法適應(yīng)管道增輸?shù)囊?,一方面急需研制增輸效果更好、制備合成更?jīng)濟(jì)的新型材料作為減阻劑,另一方面需將現(xiàn)有各種高分子有效成分與表面活性化合物進(jìn)行復(fù)配,制備雙組分甚至多組分減阻劑。
高分子減阻劑已廣泛應(yīng)用于輸水、石油天然氣輸送、稠油提升、農(nóng)田灌溉等各個(gè)領(lǐng)域,取得了良好的效果。但高分子減阻劑存在很多缺陷,比較顯著的缺點(diǎn)是價(jià)格較貴,不耐剪切應(yīng)力,易于降解,反復(fù)使用或長途使用時(shí)減阻效率會(huì)降低。
表面活性劑類減阻劑,最大可降低80 % 紊流阻力的,主要通過其分子聚合形成的桿狀膠束與湍流渦的相互作用進(jìn)而改變紊流結(jié)構(gòu)實(shí)現(xiàn)。由于表面活性劑聚合成的桿狀膠束具有快速自修復(fù)特性,當(dāng)流動(dòng)進(jìn)入低于使減阻能力喪失的強(qiáng)剪切應(yīng)力狀態(tài)后,表面活性劑會(huì)迅速恢復(fù)減阻能力。表面活性劑減阻尤其適用于流路中局部存在強(qiáng)剪元件的輸水系統(tǒng),如各種水循環(huán)系統(tǒng)、沿途可能承受強(qiáng)剪切應(yīng)力的越站明渠輸水等。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素:
本發(fā)明的目的就是針對(duì)目前現(xiàn)有減阻劑無法滿足油品輸送管道日益增加的減阻增輸需求,提供一種聚α-烯烴和表面活性劑雙有效組分油品減阻劑懸浮體系。
本發(fā)明提到的一種聚α-烯烴和表面活性劑雙有效組分油品減阻劑懸浮體系,其制備方法包括以下步驟:
(1)將質(zhì)量比為20:1~15:1的潤濕劑與助劑混合,180rad/min~300rad/min攪拌10min~30min,作為表面活性劑待用;
(2)將質(zhì)量比為1:50~1:180的步驟(1)中表面活性劑與電導(dǎo)率≤5μs/cm的去離子水混合,60rad/min~120rad/min攪拌30min~60min,作為基液A待用;
(3)將質(zhì)量比為1:8~1:15的烷烴與醇混合,密閉容器里60rad/min~120rad/min攪拌5min~15min,作為基液B待用;
(4)將質(zhì)量比為1:20~1:25的基液A與基液B混合,35℃~50℃、60rad/min~120rad/min加熱攪拌30min~40min;
(5)向步驟(4)中混合溶液中加入質(zhì)量分別為混合溶液總質(zhì)量0.2%~2.5%、1%~1.5%、1%~7%的流動(dòng)性改性劑、塑化劑、增稠劑,繼續(xù)按步驟(4)中溫度和攪拌速率加熱攪拌,作為基液C待用;
(6)將塊狀聚α-烯烴利用液氮制冷方式,在-140℃玻璃化轉(zhuǎn)變溫度以下存放10min~30min,利用粉碎機(jī)粉碎至80目或更高目數(shù);
(7)向步驟(6)中聚α-烯烴粉末中加入質(zhì)量比為聚α-烯烴質(zhì)量30%~70%的分散劑,30rad/min~40rad/min攪拌30min~60min;
(8)將步驟(7)中的粉末在-40℃~-20℃下以20%~45%的質(zhì)量比分散至步驟(5)中的基液C中,30rad/min~40rad/min的速率,采用磁力攪拌200min~400min,制備成聚α-烯烴和表面活性劑雙有效組分油品減阻劑懸浮體系。
上述的潤濕劑為十二烷基硫酸鎂或十二烷基苯磺酸鈉或二者復(fù)配。
上述的助劑為明膠或海藻酸鈉。
上述的烷烴為正庚烷、環(huán)己烷按質(zhì)量比1:3~1:5復(fù)配。
上述的醇為乙醇、乙二醇、丁醇按質(zhì)量比1:10~15:2~3復(fù)配。
上述的流動(dòng)性改性劑為磺化苯乙烯順丁烯二酸酐、聚丙烯腈、脫芳油D40、脫芳油D60中的一種或多種復(fù)配。
上述的塑化劑為鄰苯二甲酸二環(huán)己酯、鄰苯二甲酸二異壬酯按質(zhì)量比1:1~1:1.5復(fù)配。
上述的增稠劑為羥丙基甲基纖維素、羧甲基纖維素鈉、山梨糖醇、瓜爾膠中的一種或多種復(fù)配。
上述的分散劑為三氧化二鋁、焙燒的粘土、滑石、硬脂酸鈣、硬脂酸鎂中的一種或多種復(fù)配。
本發(fā)明的有益效果是:本發(fā)明通過潤濕劑與助劑混合制成表面活性劑作為基液A,然后,烷烴與醇混合制成基液B,二者按比例混合再加入流動(dòng)性改性劑、塑化劑、增稠劑制成基液C,聚α-烯烴粉末按比例加入基液C中制成成品;
本發(fā)明在現(xiàn)有聚α-烯烴單一有效組分的基礎(chǔ)上開發(fā)出聚α-烯烴和表面活性劑雙有效組分油品減阻劑懸浮體系,將聚α-烯烴減阻性能優(yōu)異和表面活性劑抗剪切性能優(yōu)異的特點(diǎn)結(jié)合在一起,增強(qiáng)減阻劑的實(shí)用性和經(jīng)濟(jì)性。
具體實(shí)施方式
實(shí)施例1:本發(fā)明提到的一種聚α-烯烴和表面活性劑雙有效組分油品減阻劑懸浮體系,其制備方法如下:
將20g十二烷基硫酸鎂和1g海藻酸鈉混合后180rad/min攪拌10min,加入1100g去離子水中,60rad/min攪拌30min,作為基液A待用。將20g正庚烷、80g環(huán)己烷、100g乙醇、1200g乙二醇、200g丁醇混合,密閉容器里60rad/min攪拌5min,作為基液B待用。將10g基液A與200g基液B混合,35℃、60rad/min加熱攪拌30min,加入2g聚丙烯腈、1g鄰苯二甲酸二環(huán)己酯、1g鄰苯二甲酸二異壬酯、2g羥丙基甲基纖維素,60rad/min繼續(xù)加熱攪拌30min,作為基液C待用。將60g塊狀聚α-烯烴利用液氮制冷方式,在-140℃玻璃化轉(zhuǎn)變溫度以下存放10min,利用球磨機(jī)粉碎至80目。加入25g硬脂酸鈣, 30rad/min攪拌30min,然后-40℃下分散至步驟基液C中,30rad/min速率,采用磁力攪拌200min,制備成聚α-烯烴和表面活性劑雙有效組分油品減阻劑懸浮體系。
實(shí)施例2:本發(fā)明提到的一種聚α-烯烴和表面活性劑雙有效組分油品減阻劑懸浮體系,其制備方法如下:
將18g十二烷基硫酸鎂和1g海藻酸鈉混合后240rad/min攪拌20min,加入1000g去離子水中,60rad/min攪拌30min,作為基液A待用。將20g正庚烷、70g環(huán)己烷、90g乙醇、900g乙二醇、180g丁醇混合,密閉容器里60rad/min攪拌5min,作為基液B待用。將10g基液A與200g基液B混合,35℃、60rad/min加熱攪拌30min,加入2g磺化苯乙烯順丁烯二酸酐、1g鄰苯二甲酸二環(huán)己酯、1g鄰苯二甲酸二異壬酯、2g山梨糖醇,60rad/min繼續(xù)加熱攪拌30min,作為基液C待用。將50g塊狀聚α-烯烴利用液氮制冷方式,在-140℃玻璃化轉(zhuǎn)變溫度以下存放10min,利用球磨機(jī)粉碎至100目。加入20g硬脂酸鎂, 30rad/min攪拌30min,然后-40℃下分散至步驟基液C中,30rad/min速率,采用磁力攪拌200min,制備成聚α-烯烴和表面活性劑雙有效組分油品減阻劑懸浮體系。
實(shí)施例3:本發(fā)明提到的一種聚α-烯烴和表面活性劑雙有效組分油品減阻劑懸浮體系,其制備方法如下:
將18g十二烷基苯磺酸鈉和1g明膠混合后240rad/min攪拌20min,加入1100g去離子水中,60rad/min攪拌30min,作為基液A待用。將20g正庚烷、70g環(huán)己烷、90g乙醇、900g乙二醇、180g丁醇混合,密閉容器里60rad/min攪拌5min,作為基液B待用。將10g基液A與250g基液B混合,35℃、60rad/min加熱攪拌30min,加入1g脫芳油D40、1g脫芳油D60、1g鄰苯二甲酸二環(huán)己酯、1g鄰苯二甲酸二異壬酯、2g瓜爾膠,60rad/min繼續(xù)加熱攪拌30min,作為基液C待用。將50g塊狀聚α-烯烴利用液氮制冷方式,在-140℃玻璃化轉(zhuǎn)變溫度以下存放10min,利用球磨機(jī)粉碎至80目。加入10g三氧化二鋁、10g焙燒的粘土, 30rad/min攪拌30min,然后-40℃下分散至步驟基液C中,30rad/min速率,采用磁力攪拌200min,制備成聚α-烯烴和表面活性劑雙有效組分油品減阻劑懸浮體系。
實(shí)施例4:本發(fā)明提到的一種聚α-烯烴和表面活性劑雙有效組分油品減阻劑懸浮體系,其制備方法如下:
將15g十二烷基硫酸鎂和1g海藻酸鈉混合后180rad/min攪拌10min,加入2880g去離子水中,60rad/min攪拌30min,作為基液A待用。將20g正庚烷、100g環(huán)己烷、100g乙醇、1000g乙二醇、300g丁醇混合,密閉容器里60rad/min攪拌5min,作為基液B待用。將10g基液A與250g基液B混合,35℃、60rad/min加熱攪拌30min,加入6.5g聚丙烯腈、1.9g鄰苯二甲酸二環(huán)己酯、2g鄰苯二甲酸二異壬酯、18.2g羧甲基纖維素鈉,60rad/min繼續(xù)加熱攪拌30min,作為基液C待用。將60g塊狀聚α-烯烴利用液氮制冷方式,在-140℃玻璃化轉(zhuǎn)變溫度以下存放10min,利用球磨機(jī)粉碎至80目。加入42g硬脂酸鈣, 30rad/min攪拌30min,然后-40℃下分散至步驟基液C中,30rad/min速率,采用磁力攪拌200min,制備成聚α-烯烴和表面活性劑雙有效組分油品減阻劑懸浮體系。
實(shí)施例5:本發(fā)明提到的一種聚α-烯烴和表面活性劑雙有效組分油品減阻劑懸浮體系,其制備方法如下:
將19g十二烷基硫酸鎂和1g海藻酸鈉混合后240rad/min攪拌20min,加入1000g去離子水中,60rad/min攪拌30min,作為基液A待用。將20g正庚烷、60g環(huán)己烷、90g乙醇、1350g乙二醇、270g丁醇混合,密閉容器里60rad/min攪拌5min,作為基液B待用。將10g基液A與200g基液B混合,35℃、60rad/min加熱攪拌30min,加入2g磺化苯乙烯順丁烯二酸酐、1g鄰苯二甲酸二環(huán)己酯、1g鄰苯二甲酸二異壬酯、2g山梨糖醇,60rad/min繼續(xù)加熱攪拌30min,作為基液C待用。將50g塊狀聚α-烯烴利用液氮制冷方式,在-140℃玻璃化轉(zhuǎn)變溫度以下存放10min,利用球磨機(jī)粉碎至100目。加入20g硬脂酸鎂, 30rad/min攪拌30min,然后-40℃下分散至步驟基液C中,30rad/min速率,采用磁力攪拌200min,制備成聚α-烯烴和表面活性劑雙有效組分油品減阻劑懸浮體系。
本例由于添加了聚α-烯烴和表面活性劑雙組分作為油品減阻劑的有效組分,能夠集合聚α-烯烴的高增輸效應(yīng)和表面活性劑的高抗剪切效應(yīng),提高減阻劑產(chǎn)品的實(shí)用性和經(jīng)濟(jì)性。
以上所述,僅是本發(fā)明的部分較佳實(shí)施例,任何熟悉本領(lǐng)域的技術(shù)人員均可能利用上述闡述的技術(shù)方案加以修改或?qū)⑵湫薷臑榈韧募夹g(shù)方案。因此,依據(jù)本發(fā)明的技術(shù)方案所進(jìn)行的任何簡(jiǎn)單修改或等同置換,盡屬于本發(fā)明要求保護(hù)的范圍。