聚α‑烯烴類油品減阻劑乳狀液懸浮體系的製備方法與流程

2023-06-06 09:50:11 3

本發明公開了一種油品減阻劑的製備方法，特別涉及一種聚α-烯烴類油品減阻劑乳狀液懸浮體系的製備方法。

背景技術：

目前常用的油品減阻劑是一種高分子α-烯烴類聚合物，其作用機理是微量注入油品管道中後，高分子α-烯烴類聚合物隨管流方向形成長鏈結構，分布於湍流區和穩流區界面間，利用分子鏈的彈性形變阻止流動狀態的湍流化，降低油品流動中摩擦能量損失，減小流動阻力，實現提高增速率和減阻率的目的。聚α-烯烴油品減阻劑能夠在不添加增輸設備時增加輸量，或在維持輸量不變的情況下，降低輸油管線的運行壓力，從而降低安全風險，所以聚α-烯烴油品減阻劑具有成本低、起效快、減阻明顯和靈活簡便的特點，可以實現輸量調節、降低管輸壓力，最終實現油品的安全、高效、經濟輸送。

為了工業應用的方便，目前常用的聚α-烯烴油品減阻劑儲存形式為懸浮液。由於聚α-烯烴具有很高的粘彈性，顆粒間極易粘連成團，同時聚α-烯烴團狀物密度範圍常為0.85g/cm3，大於一般常用的懸浮分散液介質，所以懸浮狀態下的聚α-烯烴油品減阻劑常常出現聚α-烯烴沉澱現象，導致分層，帶來的問題是注入管道時無法立即分散於管輸油品中，極大地影響其減阻效果。目前關於此類問題，常用的處理方法是調整其物理結構特性，例如採用昂貴的球磨機進行聚α-烯烴顆粒的細化、採用更高碳數的烷基溶液作為分散介質等，這種做法會提高減阻劑的生產成本，同時在一定程度上也影響減阻劑的性能。

乳狀液是一種液體以液珠形式分散在與它不相混溶的另一種液體中而形成的分散體系，具有極強的穩定性和優異的連續性。能夠使聚烯烴類高分子形成膠體液滴形式的穩儲結構，提高懸浮體系的分散性及穩定性。

有關減阻劑乳狀液懸浮體系的製備方法也有如下報導：

CN101544766A涉及一種聚α-烯烴減阻劑懸浮液的製備方法，該懸浮液由聚α-烯烴、長碳鏈的醯胺及溶劑組成，為使懸浮液更穩定，還加入了助懸穩定劑、增稠劑、分散劑、表面活性劑，其中溶劑選用的是液態醇。乳化溫度25-80℃，pH保持在4-13，乳化時間小於60min，得到的懸浮液能至少穩定24個月不分層，也沒有結塊現象；製備成本低廉。但在溫度較低時，不能乳化。

CN101638569A中提到一種油酸及其脂類衍生物減阻劑的製備方法，該方法以油酸及其脂類衍生物為溶劑，加入聚α-烯烴、長碳鏈的醯胺、增稠劑、分散劑、表面活性劑，乳化溫度為50-60℃，形成的減阻劑懸浮液至少能在70℃穩定存在六個月不分層，與溶劑為醇類形成的減阻劑相比，穩定時間較短。同時，乳化溫度也較高。

技術實現要素：

本發明要解決的技術問題是提供一種低溫下製備聚α-烯烴類油品減阻劑乳狀液懸浮體系的方法，該方法工藝簡單、成本低廉；製備的乳狀液懸浮體系分散性好，穩定時間長。

為解決上述技術問題，本發明提供技術方案如下：

聚α-烯烴類油品減阻劑乳狀液懸浮體系製備方法包括以下步驟：

(1)稱取溶劑，倒入封閉容器；

(2)向步驟(1)中溶液加入增稠劑，30～45℃加熱；

(3)將步驟(2)中液體降溫，加入表面活性劑；

(4)向步驟(3)中液體加入聚α-烯烴顆粒；

(5)向步驟(4)中加入光引發劑，紫外光輻射，得到穩定的油品減阻劑乳狀液懸浮體系。

其中，所述步驟(1)中，所述溶劑是丁醇、正己烷、乙醇、丙三醇質量比為10～12:5～9:10～13:3～5的混合溶液。

其中，所述步驟(2)中，所述增稠劑質量為溶劑總質量的1％～15％，為失水山梨醇脂肪酸、山梨糖醇、甲基纖維素、羥丙基甲基纖維素、羧甲基纖維素鈉、羥乙基纖維素、瓜爾膠、甲殼胺中兩種或多種復配，其目的在於提高乳狀液懸浮體系的穩定性，防止減租聚合物沉澱結塊。

其中，所述步驟(3)中，所述液體降溫至0-10℃，優選的降溫至0-5℃。

所述表面活性劑質量是溶劑總質量的0.7％～2％，所述表面活性劑是潤溼劑：滲透劑：分散劑：助劑質量比為10:0.5～0.8:20～25:0.1～0.3的混合溶液；

所述潤溼劑為十二烷基硫酸鎂、十二烷基硫酸鈉、十二烷基苯磺酸鈉、丁基萘磺酸鈉、烷基丁二酸酯磺酸鈉中一種或幾種復配；

所述滲透劑是烷基苯磺酸鈉、烷基硫酸酯鈉、仲烷基磺酸鈉質量比為1:3～7:1.5～2的混合溶液；

所述分散劑為硬脂醯胺、硬脂酸鋇、硬脂酸鈣、硬脂酸鎂中一種或幾種復配；

所述助劑為檸檬酸鋅、N-甲基吡咯烷酮、明膠、海藻酸鈉中一種或幾種復配；

表面活性劑的作用是將聚α-烯烴類減租聚合物懸浮在溶劑中，使其能長期穩定。

其中，所述步驟(4)中，所述聚α-烯烴顆粒市售可得，例如可從廊坊市威普管道技術有限公司購買。所述聚α-烯烴顆粒質量是溶劑總質量的25％～35％，所述聚α-烯烴顆粒粒徑目數大於80目。

其中，所述步驟(5)中，所述光引發劑總質量為溶劑總質量的0.2％～0.5％，光引發劑為1-羥基環己基苯甲酮、三芳基硫鎓鹽、烷基硫鎓鹽、鐵芳烴鹽按照質量比為4:1:2:1的復配。

其中，所述步驟(5)中，所述紫外光輻射強度為2000～3500μW/cm2，輻射時間為30～150min。

其中，所述乳狀液懸浮體系的製備過程全程攪拌。

本發明與現有技術相比，具有以下有益效果：

本發明公開了一種新型的油品減阻劑乳狀液懸浮體系的製備方法，此方法採用低溫乳化，製備工藝簡單、成本低廉，製備的乳狀液懸浮體系分散性好、穩定時間長。

具體實施方式

為使本發明要解決的技術問題、技術方案和優點更加清楚，下面將結合具體實施例進行詳細描述。

實施例1：

稱取質量比為100g:50g:120g:50g的丁醇：正己烷：乙醇：丙三醇，倒入封閉容器，在室溫下攪拌使其混合均勻。稱取質量為5g的失水山梨醇脂肪酸、5g甲基纖維素和5g甲殼胺加入上述溶劑中，密閉加熱至35℃並攪拌均勻。降溫至0℃，300rad/min攪拌下，加入1g十二烷基硫酸鎂、1g十二烷基硫酸鈉、0.017g烷基苯磺酸鈉、0.051g烷基硫酸酯鈉、0.034g仲烷基磺酸鈉、4g硬脂醯胺、0.02g檸檬酸鋅，攪拌15min。100rad/min攪拌下，加入60g 100目的聚α-烯烴顆粒。然後向其中依次加入0.8g 1-羥基環己基苯甲酮、0.2g三芳基硫鎓鹽、0.4g烷基硫鎓鹽、0.2g鐵芳烴鹽，經紫外光輻射100min，紫外光輻射強度為2500μW/cm2，使聚α-烯烴在乳狀液中充分融合分散，得到油品減阻劑乳狀液懸浮體系。

實施例2：

稱取質量比為100g:50g:120g:50g的丁醇：正己烷：乙醇：丙三醇，倒入封閉容器，在室溫下攪拌使其混合均勻。稱取質量為5g的失水山梨醇脂肪酸和5g的瓜爾膠加入上述溶劑中，密閉加熱至40℃並攪拌均勻。降溫至0℃，300rad/min攪拌下，加入2g十二烷基苯磺酸鈉、0.015g烷基苯磺酸鈉、0.05g烷基硫酸酯鈉、0.02g仲烷基磺酸鈉、2g硬脂醯鋇、2g硬脂酸鈣、0.02g明膠、0.02g海藻酸鈉，攪拌25min。100rad/min攪拌下，加入65g 100目的聚α-烯烴顆粒。然後向其中依次加入0.8g 1-羥基環己基苯甲酮、0.2g三芳基硫鎓鹽、0.4g烷基硫鎓鹽、0.2g鐵芳烴鹽，經紫外光輻射80min，紫外光輻射強度為3200μW/cm2，使聚α-烯烴在乳狀液中充分融合分散，得到油品減阻劑乳狀液懸浮體系。

實施例3：

稱取質量比為110g:70g:110g:40g的丁醇：正己烷：乙醇：丙三醇，倒入封閉容器，在室溫下攪拌使其混合均勻。稱取質量為6g的甲基纖維素、6g的羥丙基甲基纖維素、6g的羧甲基纖維素鈉加入上述溶劑中，密閉加熱至40℃並攪拌均勻。降溫至5℃，300rad/min攪拌下，加入0.8g十二烷基苯磺酸鈉、0.8g丁基萘磺酸鈉、0.015g烷基苯磺酸鈉、0.045g烷基硫酸酯鈉、0.03g仲烷基磺酸鈉、1.8g硬脂酸鈣、1.8g硬脂酸鎂、0.02g檸檬酸鋅、0.02g海藻酸鈉，攪拌30min。90rad/min攪拌下，加入90g 100目的聚α-烯烴顆粒。然後向其中依次加入0.6g 1-羥基環己基苯甲酮、0.15g三芳基硫鎓鹽、0.3g烷基硫鎓鹽、0.15g鐵芳烴鹽，經紫外光輻射130min，紫外光輻射強度為2800μW/cm2，使聚α-烯烴在乳狀液中充分融合分散，得到油品減阻劑乳狀液懸浮體系。

上述實施例的聚α-烯烴類油品減阻劑乳狀液懸浮體系在23±2℃下密封保存、能至少穩定24個月不分層，分散性好、穩定時間長；該方法製備工藝簡單、成本低廉。

所舉的實驗僅是本發明的較佳的實例，並不用於限定本發明的保護範圍。應當指出，對於本技術領域的普通技術人員來說，在不脫離本發明所述原理的前提下，還可以作出若干改進和潤飾，這些改進和潤飾也應視為本發明的保護範圍。