CN101120071B - 改性的胶乳减阻剂及制造和使用它的方法 - Google Patents
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Abstract
改性的胶乳减阻剂以及制备和使用该减阻剂的方法，以减少由于湍流流体流过管线而产生的摩擦损失。尤其是，该改性的胶乳减阻剂由初始胶乳形成，该初始胶乳是乳液聚合反应的产物。然后改性该初始胶乳，优选地通过与至少一种低HLB表面活性剂或至少一种溶剂或二者混合，以形成在烃流中具有比初始胶乳高的溶解速率的改性胶乳。
Description
本发明一般地涉及包括根据乳液聚合反应制造的高分子量聚合物的胶乳减阻剂和使用它的方法。
减阻剂是能够大量减少与流体通过管线的湍流相关的摩擦损失的组合物。当长距离输送流体时，例如在油或其它烃液体管线中，这些摩擦损失导致效率低，而这增加装置和操作费用。已知超高分子量聚合物很好地用作减阻剂，尤其是在烃液体中。通常，减阻部分取决于聚合物添加剂的分子量和它在湍流溶于烃中的能力。有效地减阻聚合物通常具有超过五百万的分子量。
过去已经提出，包括聚合物胶乳乳液的减阻剂能够用来减少与通过管线的流体湍流相关的摩擦损失。聚合物胶乳乳液减阻剂的使用最常被提出应用于烃流(例如原油、汽油、柴油等)通过管线的流动。为了最有效，减阻剂必须溶于烃流中。但是，在许多情况下，将胶乳乳液中包含的聚合物材料溶解到烃流中遇到很大的困难。
以前解决聚合物胶乳乳液相关的溶解问题的建议涉及，在加入胶乳乳液之前向烃流中加入大量低级脂肪醇，以促进聚合物的溶解。这种两步法通常被称为“预活化”技术。提出了其它尝试，通过在向烃流中加入预溶剂化的聚合物之前，将胶乳乳液与烃和醇的溶液预混合以“打破”乳液，来缓解这一问题。这些方法证明相当昂贵，因为它们需要购买大量醇或其它极性添加剂，而且必需额外的储存和混合装置。由于这个原因和与聚合物胶乳乳液减阻剂的过去建议相关的其它困难，这种类型的减阻剂从来没有成为常规减阻剂的商业可用选择。
目前的商业方法包括散装(in bulk)减阻聚合物。这些聚合物必须反应长达21天的时间，以获得期望的分子量。然后反应的聚合物必须与分配剂(partitioning agent)混合，在低温条件下碾磨至小于800微米，并制成高固体悬浮液。以这种方式制备的悬浮液当在注射之前储存在现场位置时有分离的倾向。需要特殊的装置来保持悬浮液以避免分离。这种装置通常包括提供搅拌和过热保护。目前，采取许多不同的商业方法来解决制备、溶解、运输和使用这种减阻聚合物的问题。在使用中，聚合物形成非常稀的溶液，其浓度为约1至约100份/百万份聚合物和烃，仍保持有效，以获得减阻或防雾(anti-misting)。通常的商业方法是在稀溶液中在惰性溶剂例如煤油或其它溶剂化物质中制备聚合物。这种方法使用适合用作减阻剂的高分子量聚合物的溶液，其通过α烯烃在烃溶剂中的聚合反应制备。不分离地使用包含聚烯烃、溶剂和催化剂颗粒的整个混合物，来形成聚合物在原油或成品烃中的稀溶液。但是，这种方法的一个缺点是，溶剂的使用产生装运和处理困难，并且可能构成危险。此外，产品本身形成凝胶状物质，该物质难以引入到流动的烃流中，并且在低温条件下变得非常粘和难以处理，当要求在远处位置注射到管线中时尤其是这样。
因此，需要改进的、稳定的、一步的胶乳减阻剂，其能够直接加入到烃流体中并提供满意的减阻，而不需要在醇或另一极性分子的混合物中预活化或预溶解聚合物。
因此，期望提供能够直接加入到液体烃流体中而不需要预活化或预溶解的胶乳减阻剂。
也期望提供稳定的胶乳减阻剂，其在注射到工作流体中之前不需要特殊装置来保持减阻聚合物分散在胶乳中。
应该理解，上述期望仅是示例性的，并非所有上述期望需要用本文所述的和所要求保护的本发明来实现。
因此，本发明的一方面涉及胶乳减阻剂，其包括连续相和多个分散在连续相中的高分子量聚合物的粒子。该聚合物粒子通过乳液聚合形成。该胶乳减阻剂在20℃煤油中的烃溶解速率常数为至少约0.004min-1。
本发明的另一方面涉及胶乳减阻剂，其包括连续水相和多个分散在连续相中的高分子量聚合物的粒子。该连续相包括至少一种高亲水-亲油平衡(HLB)的表面活性剂、至少一种低HLB的表面活性剂和至少一种溶剂。该聚合物粒子通过乳液聚合形成。
本发明的又一方面涉及制备减阻剂的方法。该方法包括以下步骤：(a)使用乳液聚合来制备具有初始烃溶解速率常数的初始胶乳；和(b)将初始胶乳改性，由此提供具有改变的烃溶解速率常数的改性的胶乳。初始和改性的胶乳是胶态分散体，其包括在连续相中的高分子量聚合物的粒子。初始和改变的烃溶解速率常数在20℃煤油中测定。改变的烃溶解速率常数比初始烃溶解速率常数大至少约10％。
本发明的另一方面涉及制备减阻剂的方法。该方法包括以下步骤：(a)混合水、至少一种高HLB表面活性剂和至少一种单体，由此形成反应混合物；(b)使反应混合物在小于约60℃的聚合温度下进行乳液聚合，由此提供包括减阻聚合物粒子的初始胶乳，该减阻聚合物的重均分子量为至少约5×106g/mol，其中粒子的平均粒度小于约1微米；和(c)向初始胶乳中加入至少一种低HLB表面活性剂和至少一种溶剂，其量足以提高初始胶乳的烃溶解速率常数，而基本上不打破初始胶乳或使初始胶乳反相(invert)。
本发明的再一方面涉及减少与流体通过管线的湍流相关的阻力的方法。该方法包括向流体中加入减阻剂。该减阻剂是包括分散在连续相中的高分子量聚合物粒子的胶态分散体。该聚合物粒子通过乳液聚合形成。在加入到流体中之前，该减阻剂在20℃煤油中的烃溶解速率常数为至少约0.004min-1。
附图简述
下面参考附图详细描述本发明的优选实施方式，其中：
图1是用于测定减阻剂效力的工程回路再循环试验装置的示意图；
图2是用于对各种减阻剂进行溶解速率试验的试验装置的示意图；
图3是用于溶解速率试验的搅拌器的等角(isometric)图；
图4是用于溶解速率试验的搅拌器的顶视图；
图5是用于溶解速率试验的搅拌器的侧视图；
图6是显示初始胶乳的改性在一定温度范围内对减阻剂的烃溶解速率常数的影响的图；
图7是在一定温度范围内各种减阻剂配制剂的溶解速率常数的图；
图8是在使用各种减阻物质的工程回路再循环试验装置中减阻的图。
根据本发明的改性的胶乳减阻剂的制备中第一步骤是制备能够形成为初始胶乳的高分子量聚合物。该聚合物通过反应混合物的乳液聚合反应来制备，该反应混合物包括一种或多种单体、连续相、至少一种表面活性剂和引发体系。连续相通常包括选自水、极性有机液体及其混合物的至少一种组分。当水是连续相的所选组分时，反应混合物也可包括溶剂和缓冲剂中的至少一种。
形成高分子量聚合物中所用的单体优选包括但不限于选自以下物质的一种或多种单体：
其中R1是H或C1-C10烷基，更优选地R1是H、CH3或C2H5，R2是H或C1-C30烷基，更优选地R2是C4-C18烷基，并且最优选地由以下式(i)表示：
其中R3是CH＝CH2或CH3-C＝CH2，R4是H或C1-C30烷基，更优选地R4是H或C4-C18烷基、具有0-5个取代基的苯环、具有0-7个取代基的萘环或具有0-4个取代基的吡啶环；
其中R5是H或C1-C30烷基，优选地R5是C4-C18烷基；
其中R6是H或C1-C30烷基，优选地R6是C4-C18烷基；
其中R7是H或C1-C18烷基，更优选地R7是H或C1-C6烷基，R8是H或C1-C18烷基，更优选地R8是H或C1-C6烷基，最优选地R8是H或CH3；
(F)马来酸酯如
其中R9和R10独立地为H、C1-C30烷基、芳基、环烷基或杂环基团；
(G)富马酸酯如
其中R11和R12独立地为H、C1-C30烷基、芳基、环烷基或杂环基团；
(H)衣康酸酯如
其中R13和R14独立地为H、C1-C30烷基、芳基、环烷基或杂环基团；
(I)马来酰亚胺如
其中R15是H、C1-C30烷基、芳基、环烷基或杂环基团。
式(A)的单体是优选的，特别是式(A)的甲基丙烯酸酯单体，最特别是式(A)的甲基丙烯酸2-乙基己酯单体。
反应混合物中所用的至少一种表面活性剂优选为高HLB阴离子或非离子表面活性剂。术语“HLB数”是指在乳液中的表面活性剂的亲水亲油平衡。HLB数通过W.C.Griffin在J.Soc.Cosmet.Chan.，1，311(1949)和JSoc.Cosmet.Chem.，5，249(1954)中描述的方法测定，这些文献在此处引入作为参考。如此处所用的，“高HLB”表示7以上的HLB数。用于形成反应混合物的表面活性剂的HLB数优选为至少约8，更优选至少约10，最优选至少约12。
示例性的高HLB阴离子表面活性剂包括高HLB烷基硫酸盐、烷基醚硫酸盐、二烷基磺基琥珀酸盐、烷基磷酸盐、烷基芳基磺酸盐和肌氨酸盐。高HLB阴离子表面活性剂的商业实例包括十二烷基硫酸钠(可以RHODAPONTMLSB从Rhodia Incorporated，Cranbury，NJ获得)、二辛基磺基琥珀酸钠(可以AEROSOLTMOT从Cytec Industries，Inc.，WestPaterson，NJ获得)、2-乙基己基多磷酸钠盐(可从Jarchem Industries Inc.，Newark，NJ获得)、十二烷基苯磺酸钠(可以NORFOXTM 40从Norman，Fox&Co.，Vernon，CA获得)和月桂酰基肌氨酸钠(可以HAMPOSYLTML-30从Hampshire Chemical Corp.，Lexington，MA获得)。
示例性的高HLB非离子表面活性剂包括高HLB脱水山梨醇酯、PEG脂肪酸酯、乙氧基化甘油酯、乙氧基化脂肪胺、乙氧基化脱水山梨醇酯、嵌段环氧乙烷/环氧丙烷表面活性剂、醇/脂肪酸酯、乙氧基化醇、乙氧基化脂肪酸、烷氧基化蓖麻油、甘油酯、直链醇乙氧基化物和烷基酚乙氧基化物。高HLB非离子表面活性剂的商业实例包括壬基苯氧基和辛基苯氧基聚(乙烯氧基)乙醇(可分别以IGEPALTM CA和CO系列从Rhodia，Cranbury，NJ获得)、C8-C18乙氧基化伯醇(例如来自Rhodia Inc.，Cranbury，NJ的RHODASURFTM LA-9)、C11-C15仲醇乙氧基化物(可以TERGITOLTM15-S系列，包括15-S-7、15-S-9、15-S-12，从Dow ChemicalCompany，Midland，MI获得)、聚氧乙烯脱水山梨醇脂肪酸酯(可以TWEENTM系列的表面活性剂从Uniquema，Wilmington，DE获得)、聚环氧乙烷(25)油基醚(可以SIPONICTMY-500-70从Americal AlcolacChemical Co.，Baltimore，MD获得)、烷基芳基聚醚醇(可以TRITONTMX系列，包括X-100、X-165、X-305和X-405，从Dow Chemical Company，Midland，MI获得)。
用于反应混合物中的引发体系可为产生便于乳液聚合所必需的自由基的任何合适的体系。优选的引发剂包括过硫酸盐(例如过硫酸铵、过硫酸钠、过硫酸钾)、过氧化过硫酸盐和过氧化物(例如叔丁基过氧化氢)，它们单独使用或与一种或多种还原性组分和/或促进剂结合使用。优选的还原性组分包括例如亚硫酸氢盐、偏亚硫酸氢盐、抗坏血酸、异抗坏血酸和甲醛次硫酸钠。优选的促进剂包括任何包含具有两个氧化态的过渡金属，例如硫酸亚铁和硫酸亚铁铵的组合物。可选择地，可使用已知的热和辐射引发技术来产生自由基。
当使用水来形成反应混合物时，水优选为纯净水，例如蒸馏水或去离子水。但是，乳液的连续相也可包括极性有机液体或极性有机液体的水溶液，例如下列那些溶剂。
如上所述，反应混合物任选地包括至少一种溶剂和/或缓冲剂。优选地，该至少一种溶剂是有机溶剂，例如烃溶剂(例如戊烷、己烷、庚烷、苯、甲苯、二甲苯)、卤化溶剂(例如四氯化碳)、二醇(例如乙二醇、丙二醇、甘油)、醚(例如乙醚、二甘醇二甲醚、聚二醇、二醇醚)。更优选地，溶剂是烃溶剂，最优选地，溶剂是甲苯。缓冲剂可包括任何已知的与引发体系相容的缓冲剂，例如碳酸盐、磷酸盐和/或硼酸盐缓冲剂。
在形成反应混合物中，在基本上无氧气氛下混合单体、水、至少一种表面活性剂和任选的至少一种溶剂，该气氛保持在小于约1000ppmw氧，更优选小于约100ppmw氧。该无氧气氛可通过连续用惰性气体如氮气清洗反应容器来保持。优选地，体系的温度保持在连续相的凝固点至约60℃的水平，更优选约0℃至约45℃，最优选约0℃至约30℃。体系压力优选保持在约5-100psia之间，更优选约10-25psia之间，最优选约大气压。但是，最高约300psia的更高压力可以是使某些单体例如二烯聚合所必需的。接下来，可加入缓冲剂，如果需要的话，接着一次性全部加入或在一定时间内加入引发体系。聚合反应进行足够长时间以获得单体以重量计至少90％的转化率。通常，这个时间为约1-10小时之间，最优选约3-5小时之间。一直连续搅拌反应混合物。
下表列出了反应混合物中存在的成分的大约范围和优选量。
乳液聚合反应产生初始胶乳组合物。初始胶乳是包括分散相和连续相的稳定胶态分散体。分散相包括高分子量聚合物的胶态粒子和溶剂(如果存在的话)。胶态粒子占初始胶乳的约10-60重量％，最优选约40-50重量％。连续相优选包括水、至少一种高HLB表面活性剂、溶剂(如果存在的话)和所需要的缓冲剂。水占初始胶乳的约20-80重量％，更优选约40-60重量％。至少一种高HLB表面活性剂占初始胶乳的约0.1-10重量％，更优选约0.25-6重量％。如上表所示，缓冲剂存在的量为达到引发聚合反应所需pH所必需的量，并且取决于引发剂。通常，引发反应所需的pH为约6.5-10的范围内。
分散相的聚合物的重均分子量(Mw)优选为至少约1×106g/mol，更优选为至少约2×106g/mol，最优选为至少约5×106g/mol。胶态粒子的平均粒度优选小于约10微米，更优选小于约1000nm(1微米)，还更优选约10-500nm，最优选约50-250nm。至少约95重量％的胶态粒子大于约10nm且小于约500nm，更优选地，至少约95重量％的粒子大于约25nm且小于约250nm。优选地，分散相的聚合物表现出很少或没有支化或交联。
连续相的pH优选为约4-10，最优选约6-8，并且包含很少(如果有的话)多价阳离子。
为了使聚合物用作减阻剂，聚合物必须在烃流中溶解或基本上溶剂化。当直接加入到烃中时，乳液聚合物作为减阻剂的效能很大程度上取决于烃的温度。例如，在较低温度下，聚合物以较低速率溶解在烃中，因此获得较低程度的减阻。但是，当烃的温度高于约30℃，更优选高于约40℃时，聚合物更快地溶剂化并获得相当可观的减阻。如以下实施例所示，通过加入低HLB表面活性剂和/或溶剂来改性初始胶乳，减阻可在较大范围的温度下获得。所得的改性胶乳可以“单包装”体系的形式提供，其中对于烃流可在快得多的时间内获得聚合物的减阻性质。
除了增加聚合物的烃溶解速率以外，胶乳的改性用来提供长时间内不会絮凝或聚集的稳定胶态分散体，并确保胶乳不会变得完全打破或反相。通过向初始胶乳中加入至少一种低HLB表面活性剂和/或至少一种溶剂来形成改性的胶乳。优选用低HLB表面活性剂和溶剂改性初始胶乳。如此处所用的，“低HLB”表示小于7的HLB数。优选地，该低HLB表面活性剂的HLB数小于约6，还更优选小于约5，最优选约1-4之间。
示例性的合适的低HLB表面活性剂包括低HLB脱水山梨醇酯、PEG脂肪酸酯、乙氧基化甘油酯、乙氧基化脂肪胺、乙氧基化脱水山梨醇酯、嵌段环氧乙烷/环氧丙烷表面活性剂、醇/脂肪酸酯、乙氧基化醇、乙氧基化脂肪酸、烷氧基化蓖麻油、甘油酯、聚乙二醇、直链醇乙氧基化物、烷基酚乙氧基化物，和油溶性聚合物乳化剂例如聚异丁烯丁二酸酐共聚物二乙醇胺盐/酰胺或盐/酰胺混合物，和Hypermer B-206。
合适的非阴离子低HLB表面活性剂的商业实例包括脱水山梨醇三油酸酯(可以SPANTM85从Uniqema，Wilmington，DE获得)、脱水山梨醇三硬脂酸酯(可以SPANTM65从Uniqema，Wilmington，DE获得)、脱水山梨醇倍半油酸酯(可以LUMISORBTM SSO从Lambent Technologies，Skokie，IL获得)、脱水山梨醇单油酸酯(可以ALKAMULSTM SMO从Rhodia Inc.，Cranbury，NJ获得)、脱水山梨醇单硬脂酸酯(可以SPANTM 60从Uniqema，Wilmington，DE获得)、乙二醇脂肪酸酯(可以MONOSTRIOLTM EN-C从Undesa，Barcelona，Spain获得)、聚乙二醇二油酸酯(例如来自Rhodia Inc.，Cranbury，NJ的ALKAMULSTM 600DO)、丙二醇单硬脂酸酯(可以MONOSTRIOLTM PR-A从Undesa，Barcelona，Spain获得)、甘油单硬脂酸酯(可以KEMFLUIDTM 203-4从Undesa，Barcelona，Spain获得)、聚异丁烯丁二酸酐共聚物二乙醇胺盐(可以LUBRIZOLTM 2700从The Lubrizol Corporation，Wickliffe，OH获得)和专有疏水聚合表面活性剂(例如从Uniqema，Wilmington，DE获得的HYPERMERTMB-206)。
改性初始胶乳所需的低HLB表面活性剂的量取决于期望的聚合物溶解速率以及所用溶剂的量。这提供依据管线条件调节溶解速率所需的灵活性。优选地，成品配制剂(Le.，改性的胶乳减阻剂)包含约1-95重量％的低HLB表面活性剂，更优选约1-50重量％，甚至更优选约1-30重量％，最优选约1-25重量％。
用于形成改性的胶乳减阻剂的合适溶剂包括芳族溶剂(例如苯、甲苯、二甲苯、乙苯、二苄基甲苯、苄基甲苯、丁基二甲苯、二苯基乙烷、二异丙基联苯、三异丙基联苯等)、部分或全部氢化的芳族溶剂(例如四氢化萘或十氢化萘)、二醇(例如乙二醇、 丙二醇、丁二醇、己二醇，聚二醇例如二乙二醇、三乙二醇、聚乙二醇、聚丙二醇和环氧乙烷环氧丙烷嵌段共聚物、乙二醇醚、聚丙二醇丁基醚、乙二醇丁基醚、丙二醇甲基醚、丙二醇丁基醚、丙二醇苯基醚、二乙二醇甲基醚、二丙二醇甲基醚、三乙二醇甲基醚)、酯(例如甲酸丁酯、乙酸乙酯、乳酸酯)、含氮溶剂(例如二甲基甲酰胺)、脂族和芳族醇(例如甲醇、乙醇、异丙醇、己醇、2-乙基己醇、苄醇、四氢糠醇)、酮(例如丙酮、甲基乙基酮、甲基异丁基酮、甲基异戊基酮、环己酮)、含硫溶剂(例如二甲亚砜)、四氢呋喃、烷基卤化物(例如二氯甲烷、1，1，1-三氯乙烷、四氯乙烯)及其组合。最优选的是低分子量二醇，其分子量小于约1000，更优选分子量为约100-600，最优选约200-500。也可使用分子量为约200的聚乙二醇。
所需溶剂的量取决于期望的聚合物溶解速率。溶剂的最小量是提供管线中最小期望溶解速率所必需的量，以使活性减阻聚合物的量最大化。优选地，改性的胶乳减阻剂包含约1-95重量％的溶剂，更优选约1-50重量％，甚至更优选约10-30重量％，最优选约15-25重量％。
初始胶乳乳液的改性通过简单的混合操作来完成。混合可使用简单的高架混合器来完成，或者可对物质进行计量，并根据改性所选物质的粘度，按比例加入到连续或静态混合器中。已经注意到，在物质具有高粘度的情况下，改性物质的加入顺序对制备的容易程度有影响。在这种情况下，通常最简单的是首先加入溶剂，接着加入表面活性剂，最后加入乳液。但是，在大多数情况下，加入顺序似乎对最终混合物的性质不产生影响。混合优选在约5-60℃，更优选约15-30℃的温度、在约大气压下进行。如果使用高粘度表面活性剂，可使用分散混合器，如用于制备颜料分散体的那些。混合时间很大程度上取决于使用材料的粘度。低粘度混合物可在几分钟内制备，但是高粘度表面活性剂的混合物可能需要延长的混合时间。
初始胶乳的聚合物的分子量基本上不受加入改性低HLB表面活性剂和溶剂影响。胶态粒子的粒度通常与初始胶乳中的相同，但是根据改性步骤中所用溶剂的类型，粒子的一些溶胀可能会发生。由于这种溶胀，粒度分布也可能受影响。胶乳减阻剂的粘度可能由于加入表面活性剂和溶剂而增加。表面活性剂和溶剂的最大浓度应该选择为使得改性的胶乳组合物保持相对容易泵送。
改性的胶乳在具有烃连续相的几乎任何液体中可用作减阻剂。例如，改性的胶乳可用于运送原油或各种精炼产品如汽油、柴油、燃油和石脑油的管线中。减阻剂理想地适合用于在湍流条件下运送流体的管线和管线中，并且可使用常规或控制管缆传送系统注入到管线或管线中。注入的减阻剂的量以聚合物在含烃流体中的浓度表示。优选地，聚合物在含烃流体中的浓度为约0.1-100ppmw，更优选地约0.5-50ppmw，甚至更优选地约1-20ppmw，最优选1-5ppmw。
改性的和初始胶乳在含烃流体中的溶解度此处以烃溶解速率常数“k”描述。烃溶解速率常数(k)用以下实施例2中所述的方式测定。上述改性的胶乳的烃溶解速率常数(kln)大于初始(即未改性的)胶乳的烃溶解速率常数(kj)。优选地，改性的胶乳在煤油中20、40和/或60℃下的烃溶解速率常数(Icln)分别比初始胶乳在煤油中20、40和/或60℃下的烃溶解速率常数(kj)大至少约10％，更优选大至少约25％，还更优选大至少约50％，甚至更优选大至少约100％，最优选大至少500％。改性的胶乳在煤油中20℃下的烃溶解速率常数(Icln)优选为至少约0.004min-1，更优选至少约0.008min-1，最优选至少0.012min-1。改性的胶乳在煤油中40℃下的烃溶解速率常数(Ic111)优选为至少约0.01min-1，更优选至少约0.02min-1，最优选至少0.04min-1。改性的胶乳在煤油中60℃下的烃溶解速率常数(Ic111)优选为至少约0.05min-1，更优选至少约0.2min-1，最优选至少0.4min-1。初始胶乳在煤油中20℃下的烃溶解速率常数(kj)通常小于约0.004min-1，或者甚至小于约0.002min-1，或者甚至小于0.001min-1。初始胶乳在煤油中40℃下的烃溶解速率常数(ki)通常小于约0.01min-1，或者甚至小于约0.008min-1，或者甚至小于0.006min-1。初始胶乳在煤油中60℃下的烃溶解速率常数(kj)通常小于约0.004min-1，或者甚至小于约0.004min-1，或者甚至小于0.003min-1。
本发明的改性的胶乳减阻剂优选是相对稳定的，从而它们能够储存长时间，然后用作有效的减阻剂，而不进一步改性。如此处所用的，“保存稳定性”表示胶态分散体储存相当长的时间而没有相当量的分散固相溶解在液态连续相中的能力。改性的减阻剂优选表现出这样的保存稳定性，在6个月储存期内小于约25重量％的高分子量聚合物的固体粒子溶解在连续相中，其中改性的减阻剂在6个月储存期过程中在标准温度和压力(STP)下没有搅拌地储存。更优选地，改性的减阻剂表现出这样的保存稳定性，在6个月储存期内小于约10重量％的高分子量聚合物的固体粒子溶解在连续相中。最优选地，改性的减阻剂表现出这样的保存稳定性，在6个月储存期内小于约5重量％的高分子量聚合物的固体粒子溶解在连续相中。
如此处所用的，“溶解速率稳定性”表示减阻剂储存相当长的时间而没有显著改变减阻剂的烃溶解速率常数的能力。改性的胶乳减阻剂优选表现出这样的溶解速率稳定性，在6个月储存期结束时上述改性的胶乳减阻剂的烃溶解速率常数在6个月储存期开始时改性的胶乳减阻剂的烃溶解速率常数的约25％范围以内。更优选地，改性的胶乳减阻剂表现出这样的溶解速率稳定性，在6个月储存期结束时上述改性的胶乳减阻剂的烃溶解速率常数在6个月储存期开始时改性的胶乳减阻剂的烃溶解速率常数的约10％范围以内。最优选地，改性的胶乳减阻剂表现出这样的溶解速率稳定性，在6个月储存期结束时上述改性的胶乳减阻剂的烃溶解速率常数在6个月储存期开始时改性的胶乳减阻剂的烃溶解速率常数的5％范围以内。
根据本发明制备的减阻剂当注入到管线中时优选提供显著的减阻百分比(％DR)。减阻百分比(％DR)和它计算的方式在以下实施例2中更全面地描述。优选地，本发明的改性的减阻剂提供至少约2％减阻，更优选至少约5％减阻，最优选至少约8％减阻。
实施例
实施例1
甲基丙烯酸2-乙基己酯的使用氧化还原引发的乳液聚合
在此实施例中，制备本发明的初始胶乳。通常，甲基丙烯酸2-乙基己酯在包括水、表面活性剂、引发剂和缓冲剂的乳液中聚合。
更具体地，在具有冷凝器、机械搅拌器、热电偶、带隔膜端口和氮气入口/出口的300mL带夹套反应釜中进行聚合。该釜装入0.231g磷酸氢二钠、0.230g磷酸二氢钾和4.473g十二烷基磺酸钠。用氮气清洗该釜过夜。接着，该釜装入125g脱氧HPLC-级水，以300rpm搅拌釜的内容物，并且使用循环浴将釜温度设为5℃。然后纯化甲基丙烯酸2-乙基己酯单体(100mL，88.5g)，以除去任何存在的聚合抑制剂，脱氧(通过氮气穿过溶液鼓泡)，并转移到釜中。
在此实施例中，制备四种引发剂加入到釜中：通过在50.0mL水中溶解0.131g过硫酸铵(APS)制备的APS溶液；通过在100.0mL水中溶解0.175g甲醛次硫酸钠(SFS)制备的SFS溶液；通过在10.0mL水中溶解0.021gFeSO4·7H2O制备的硫酸亚铁溶液；和通过在50.0mL水中溶解0.076g70％TBHP制备的叔丁基过氧化氢(TBHP)溶液。
然后该釜装入1.0mL硫酸亚铁溶液，并且在两小时内同时加入1.0mLAPS溶液和1.0mLSFS溶液。在加入APS和SFS之后，在两小时内同时加入1.0mLTBHP溶液和1.0mLSFS溶液。
在温度冷却回到开始温度之后，收集最终的胶乳。最终的胶乳(216.58g)包括38.3％聚合物和少量凝结物(0.41g)。
实施例2
在此实施例中，在#2柴油燃料体系中评价实施例1中制备的38％聚甲基丙烯酸2-乙基己酯聚合物乳液的减阻能力。此实施例中使用的试验设备是如图1所述的二英寸工程回路再循环试验装置。这种试验可以评价当在流动回路中以非-预溶解形式注入到烃流体中时的减阻剂性能。该试验用来模拟性能状况和在3小时时间内现场管线中减阻剂在溶解、峰性能和减阻聚合物的劣化(degradation)方面的性质。
在两英寸管回路再循环试验中，将600加仑70
的柴油从混合储罐穿过2英寸直径管回路再循环，并且回到储罐。管中的滞留大约为100加仑。使用低剪切前进式空腔泵(progressing cavity pump)以42.3gpm再循环柴油。在管回路的440英尺部分内测量压降。在非注入期间内测量“基础”情况的压降。在减阻剂样品的注入过程中和之后测量“处理”情况的压降。在两英寸管回路再循环试验中，将样品物质注入到储罐和泵下游紧接着的管中2分钟时间，并且注入的物质体积等于获得全部600加仑储罐的目标ppm所需要的体积。在注入之后继续监视压降3小时时间。在此具体实施例中，将足够的减阻剂聚合物乳液注入到试验回路中，以产生基于#2柴油为5ppm的聚甲基丙烯酸2-乙基己酯浓度(w/w)。在3小时再循环中记录测量不到压降。这等于0％减阻(％DR)。
减阻百分比是在恒定速率下基线压降(ΔP基础)与处理的压降(ΔP处理)之差与基线压降(ΔP基础)之比：
％DR＝(ΔP基础-ΔP处理)/ΔP基础
聚合物溶解到烃流中的速率是非常重要的性质。最有效的减阻直到聚合物在管线中溶解或基本上溶剂化才发生。聚合物溶解的速率可通过在各种温度下煤油中的旋涡抑制试验来测定。在恒定的搅拌速度下，旋涡的深度与聚合物在煤油中的溶解量成比例。溶解速率是一次函数：
d/dt(浓度未溶解的)＝-k×浓度未溶解的
其中k为溶解速率常数。一定分数聚合物溶解需要的时间T是如下的k的函数：
T％溶解的＝[In100/(100-％溶解的)]/k
图2示意性说明用来测定溶解速率常数的溶解速率试验装置。该溶解速率试验装置包括置于内径为48mm的带夹套250mL量筒中的旋转搅拌器。旋转搅拌器的上端连接到速度可变的电动机(未示出)。旋转搅拌器的具体构造在图3-5中详细说明。溶解速率试验中所用的旋转搅拌器是由耐油塑料浇铸制成的Black&Decker涂料搅拌器。搅拌头由45mm直径的圆盘形成，该圆盘由中心盘和外环组成。中心盘直径为20mm，厚1.5mm，并且中心在直径12mm、厚12mm的轮轴上。将轮毂在中心钻孔以将搅拌头连接到直径4mm的轴。在该轴形成27mm螺纹，从而两个小螺母将搅拌头固定到轴上。外环直径为45mm，宽9mm，厚1.5mm。外环通过13个13mm长、1mm厚的均匀间隔的弧连接到内盘上。外盘位于内盘水平面以下6mm。将外环连接到内盘的弧用作桨，以在试验筒内搅拌流体。将搅拌头连接到搅拌电动机(未示出)的轴长300mm。应该指出，如果使用不同的搅拌器构造，溶解速率试验结果可能有些变化。
为了进行溶解速率试验，将搅拌器放在筒内部，并调节使得搅拌头的底部离筒底部约5mm。然后用从循环水浴循环的水填充筒夹套，该循环水浴能够控制加热和冷却。选择期望的温度，并使水浴达到该温度。将带夹套量筒填充煤油至200mL线，并且搅拌器在适当的位置。开始冷却流体穿过量筒夹套的循环。将量筒内的煤油搅拌足够长的时间，以使温度平衡在设定温度，通常需要10-15分钟。用温度计检查煤油温度，以确保煤油在期望的试验温度。调节电动机的速度以足够快地搅拌，以在煤油中形成达到筒中125mL刻度的旋涡。
在形成旋涡时，向煤油中加入包含期望浓度聚合物的预溶解聚合物的等分试样。通过将胶乳乳液与具有适当溶解度参数的溶剂混合，以达到完全溶解，来制备预溶解聚合物。将具有乳液和溶剂的容器滚动过夜。在聚甲基丙烯酸2-乙基己酯乳液的情况下，20％异丙醇和80％煤油(v/v)的混合物可在此时间段内在室温下使聚合物完全溶解。例如，3％聚甲基丙烯酸2-乙基己酯的溶液这样制备：将7.83g38.3％聚合物乳液加入到92.17g20％异丙醇和80％煤油(v/v)中，接着摇动以在8盎司罐中分散乳液。溶剂体系很快变得粘稠。然后将罐放到低速旋转的滚筒上，并使之匀化过夜。
将预溶解聚合物的等分试样快速(即在约5秒以内)加入到量筒中搅拌的煤油中，以测定达到完全旋涡停止(close)所需的聚合物量，所述完全旋涡停止定义为量筒中175ml刻度处的停止。在实施例1中制备的38.3％聚甲基丙烯酸2-乙基己酯乳液的情况下，测定为需要200ppm活性聚合物来完全停止旋涡。
通过以下步骤，使用对于预溶解聚合物完全停止旋涡所需的相同聚合物浓度，测定没有预溶解的乳液的溶解速率。在期望的浓度和温度下，将改性的或未改性的乳液的等分试样加入到煤油中。用计时器监视和记录旋涡达到筒上130、135、140、145、150、155、160、165、170和175ml刻度的时间。但是，当时间超过30分钟时，停止测定。
这样计算溶解常数k：首先测定相对旋涡Rv，然后将达到各种旋涡刻度所需时间对相对旋涡的log作图。相对旋涡为125ml处完全旋涡的十进制分数(decimal fraction)。完全旋涡为200ml(量筒中的体积)与125ml处旋涡(即75ml)之差。
Rv＝(200-实际旋涡)/完全旋涡
例如，当实际旋涡为130ml时，相对旋涡为0.833。将达到各种旋涡刻度所需时间对相对旋涡的log作图。然后生成数据趋势线，并且在趋势线上进行回归。将趋势线的斜率乘以-2.303，以将数据转化回线性值。这是对于给定温度和活性聚合物浓度的溶解速率常数k。
使用溶解速率试验在500ppm活性聚合物下测定实施例1中制备的38.3％聚甲基丙烯酸2-乙基己酯乳液的溶解速率。结果表明，乳液聚合物
在20℃和30℃事实上没有溶解，在最高60℃的温度具有非常低的溶解速率。
在实施例3-5中，将各种溶剂和表面活性剂结合到实施例1中制备的胶乳乳液中，以测定其对乳液聚合物在烃中溶解速率的影响。
实施例3
向600ml烧杯中加入甲苯(104.15g)，并将烧杯放在装有直径2英寸的3叶片螺旋桨的高架搅拌器下方。将搅拌器调节至250rpm，加入41.675g脱水山梨醇倍半油酸酯(可以Lumisorb SSO从Lambent Technologies，Skokie，IL获得)，并混合10分钟，直到其溶解。然后加入一部分实施例1中制备的乳液(104.175g)，混合该体系20分钟。该组合物的密度为0.939g/ml，使用#4转子在12rpm下测定的Brookfield LVDVII+粘度为3700mPa-s。以重量百分比计的组成如下：
来自实施例1的乳液 41.67％
甲苯 41.66％
脱水山梨醇倍半油酸酯 16.67％
使用上述溶解速率试验测定这种材料的溶解速率。结果表明，改性的乳液聚合物具有随温度升高而提高的良好溶解性质。
实施例4
向600ml烧杯中加入甲苯(104.15g)，并将烧杯放在装有直径2英寸的3叶片螺旋桨的高架搅拌器下方。将搅拌器调节至250rpm。然后加入一定量实施例1中制备的乳液(145.85g)，混合该体系20分钟。该组合物的密度为0.937g/ml。Brookfield LVDVII+粘度太高而不能使用此仪器在12rpm下测定。以重量百分比计的组成如下：
来自实施例1的乳液 58.34％
甲苯 41.66％
脱水山梨醇倍半油酸酯 0％
使用上述溶解速率试验测定这种材料的溶解速率。结果表明，乳液聚合物在20℃和30℃没有溶解，在最高60℃的温度具有非常低的溶解速率。
实施例5
向600ml烧杯中加入一定量实施例1中制备的乳液(208.325g)，并将烧杯放在装有直径2英寸的3叶片螺旋桨的高架搅拌器下方。将搅拌器调节至250rpm，然后加入41.675g脱水山梨醇倍半油酸酯，并混合该体系20分钟。该组合物的密度为0.991g/ml，Brookfield LVDVII+粘度太高而不能使用此仪器在12rpm下测定。该混合物具有光滑的糊状稠度。以重量百分比计的组成如下：
来自实施例1的乳液 83.33％
甲苯 0％
脱水山梨醇倍半油酸酯 16.67％
使用上述溶解速率试验测定这种材料的溶解速率。结果表明，乳液聚合物在20℃和30℃没有溶解，在最高60℃的温度具有非常低的溶解速率。
以上三个实施例(实施例3、4和5)说明，通过使用表面活性剂和溶剂来改性所讨论乳液聚合物在烃中的溶解性质，实现了溶解速率的显著提高。通过使用表面活性剂和溶剂可获得比通过单独使用一类添加剂可获得的溶解快得多的溶解。图6中示出了溶解速率因子k对所用烃(煤油)的温度的图。
实施例6
在此实施例中，向600mL烧杯中加入75g丙酮，并将烧杯放在装有直径2英寸的3叶片螺旋桨的高架搅拌器下方。将搅拌器调节至250rpm，加入50g脱水山梨醇倍半油酸酯，并混合10分钟，直到其溶解。然后加入一定量实施例1中制备的乳液(125g)，混合该体系20分钟。该组合物的密度为0.94g/mL，使用#4转子在12rpm下测定的Brookfield LVDVII+粘度为6700mPa＞＞s。以重量百分比计的组成如下：
来自实施例1的乳液 50％
丙酮 30％
脱水山梨醇倍半油酸酯 20％
使用上述溶解速率试验测定这种材料的溶解速率。结果表明，改性的乳液聚合物具有随温度升高而提高的良好溶解性质。
此实施例说明，在较低温度下如何可使用替代溶剂来获得较快的溶解性质。这在许多管线应用中可以是重要的，在这些应用中在较低温度下输送原油或精炼产品。
实施例7
向600mL烧杯中加入一定量的分子量为200的聚乙二醇(PEG-200)(96.15g)，并将烧杯放在装有直径2英寸的3叶片螺旋桨的高架搅拌器下方。将搅拌器调节至250rpm，加入57.7g聚异丁烯丁二酸酐共聚物二乙醇胺盐(PIBSA)，并混合该体系30分钟，直到PIBSA溶解。接着加入96.15g实施例1中制备的乳液，混合该体系20分钟。该组合物的密度为0.971g/ml，使用#4转子在6rpm下测定的Brookfield LVDVII+粘度为32000mPa＞＞s。该组合物具有稠密的糊状稠度。以重量百分比计的组成如下：
来自实施例1的乳液 38.46％
PEG-200 38.46％
PIBSA 23.08％
使用上述溶解速率试验测定这种材料的溶解速率。结果表明，改性的乳液聚合物具有随温度升高而提高的良好溶解性质。
此实施例说明，可使用不可燃的、比甲苯或丙酮的危险性低的溶剂，并且仍然可获得在宽温度范围内提高的溶解性质。
实施例8
在此实施例中，向600mL烧杯中加入50gPEG-200，并将烧杯放在装有直径2英寸的3叶片螺旋桨的高架搅拌器下方。将搅拌器调节至250rpm，加入12.5g乙氧基化牛脂胺(Rhodameen PN-430)和37.5g聚异丁烯丁二酸酐共聚物二乙醇胺盐，并混合20分钟，直到溶解。接下来，然后加入150g实施例1中制备的乳液，混合该体系20分钟。该组合物的密度为1.0078g/ml，使用#4转子在30rpm下测定的Brookfield LVDVII+粘度为1120mPa*s。以重量百分比计的组成如下：
来自实施例1的乳液 60％
PEG-200 20％
Rhodameen PN-430 5％
PIBSA 15％
使用上述溶解速率试验测定这种材料的溶解速率。结果表明，改性的乳液聚合物具有随温度升高而提高的良好溶解性质。
此实施例说明，使用多于一种的低HLB表面活性剂获得比单独的乳液提高的溶解速率，并可使用较低浓度的溶剂和低HLB表面活性剂来获得一定温度下给定的溶解速率。
实施例9
在此实施例中，向1000mL烧杯中加入60gPEG-200、60g三丙二醇甲基醚和6g1-己醇，并将烧杯放在装有直径3英寸的3叶片螺旋桨的高架搅拌器下方。将搅拌器调节至250rpm。接下来，加入30g乙氧基化牛脂胺(Rhodameen PN-430)和90g聚异丁烯丁二酸酐共聚物二乙醇胺盐，并混合30分钟，直到溶解。然后，加入354g实施例1中制备的乳液，混合该体系20分钟。该组合物的密度为0.9979g/ml，使用#4转子在30rpm下测定的Brookfield LVDVII+粘度为3071mPa＞＞s。以重量百分比计的组成如下：
来自实施例1的乳液 59％
PEG-200 10％
三丙二醇甲基醚 10％
1-己醇 1％
Rhodameen PN-430 5％
PIBSA 15％
使用上述溶解速率试验测定这种材料的溶解速率。结果表明，改性的乳液聚合物具有随温度升高而提高的良好溶解性质。
此实施例说明，使用多于一种的低HLB表面活性剂和多于一种的溶剂获得比单独的乳液提高的溶解速率，并可使用较低浓度的溶剂和低HLB表面活性剂来获得一定温度下给定的溶解速率。
图7是实施例7、8和9的溶解速率对温度的图。各种体系的这种溶解速率的比较说明，使用多于一种的溶剂或低HLB表面活性剂可用来获得类似的溶解性质。在实施例7的情况下，使用单一表面活性剂和溶剂来获得仅仅最低限度的溶解速率提高需要高得多的添加剂浓度。通过使用多种表面活性剂和/或溶剂以能够使用较低浓度的添加剂，也可获得具有较低粘度的混合物。
实施例10
在此实施例中，向600mL烧杯中加入104.15g甲苯，并将烧杯放在装有直径2英寸的3叶片螺旋桨的高架搅拌器下方。将搅拌器调节至250rpm，加入41.675g脱水山梨醇倍半油酸酯，并混合该体系10分钟，直到溶解。接着加入104.175g实施例1中制备的乳液，并混合20分钟。该组合物的密度为0.939g/ml，使用#4转子在12rpm下测定的Brookfield LVDVII+粘度为3700mPa＞＞s。以重量百分比计的组成如下：
来自实施例1的乳液 41.67％
甲苯 41.66％
脱水山梨醇倍半油酸酯 16.67％
将以上制备的混合物注入到实施例2中所述的二英寸工程回路再循环试验装置中，注入的量足以产生基于#2柴油重量为3ppm的聚甲基丙烯酸2-乙基己酯浓度(w/w)。在注入之后，试验回路的压力快速开始下降。在600秒(10分钟)内测得等于10.75％DR的压降。
实施例11
在此实施例中，向600mL烧杯中加入104.15g甲苯，并将烧杯放在装有直径2英寸的3叶片螺旋桨的高架搅拌器下方。将搅拌器调节至250rpm，然后加入145.85g实施例1中制备的乳液，混合20分钟。该组合物的密度为0.937g/ml，Brookfield LVDVII+粘度太高而不能使用此仪器在12rpm下测定。以重量百分比计的组成如下：
来自实施例1的乳液 58.34％
甲苯 41.66％
脱水山梨醇倍半油酸酯 0％
将以上制备的混合物注入到实施例2中所述的二英寸工程回路再循环试验装置中，注入的量足以产生基于#2柴油重量为3ppm的聚甲基丙烯酸2-乙基己酯浓度(w/w)。在3小时试验过程中没有测得显著的减阻。
实施例12
在此实施例中，向600mL烧杯中加入208.325g实施例1中制备的乳液，并将烧杯放在装有直径2英寸的3叶片螺旋桨的高架搅拌器下方。将搅拌器调节至250rpm，然后加入41.675g脱水山梨醇倍半油酸酯，并混合20分钟。该组合物的密度为0.991g/ml，Brookfield LVDVII+粘度太高而不能使用此仪器在12rpm下测定。该混合物具有光滑的糊状稠度。以重量百分比计的组成如下：
来自实施例1的乳液 58.34％
甲苯 0％
脱水山梨醇倍半油酸酯 16.67％
将以上制备的混合物注入到实施例2中所述的二英寸工程回路再循环试验装置中，注入的量足以产生基于#2柴油重量为3ppm的聚甲基丙烯酸2-乙基己酯浓度(w/w)。在3小时试验过程中，没有测得显著的减阻。
图8是实施例2、10、11和12的2英寸工程回路再循环试验中减阻的图。在这个％减阻对循环时间的图中，在100秒时注入到再循环流体中。在接下来的120秒过程中，以较高的浓度(对于改性的乳液是21.5ppm聚合物，对于未改性的乳液是35.8ppm)和如下计算的、与柴油穿过循环的一次经过流量成比例的速率注入改性的乳液：
初始浓度(ppm)＝注入速率/(注入速率+回路速率)
这与柴油在储罐中的余量平衡，从而在约300秒过去的总时间内，聚合物为所述的平衡浓度(即对于改性的乳液是3ppm聚合物，对于未改性的乳液是5ppm)。如下计算平衡浓度：
平衡浓度(ppm)＝聚合物质量/柴油质量
这个图说明，在聚合物平衡浓度为3ppm时，用甲苯和脱水山梨醇倍半油酸酯(实施例10)改性的乳液比仅用甲苯(实施例11)或仅用脱水山梨醇倍半油酸酯(实施例12)改性的乳液的减阻速率快。此外说明了在聚合物平衡浓度为5ppm时未改性的乳液的减阻性能。该图表明，用甲苯和脱水山梨醇倍半油酸酯改性的乳液在此试验回路中显示出减阻性质的快速产生，然而未改性的和单独用甲苯或脱水山梨醇倍半油酸酯改性的物质不产生任何可测量到的减阻。
上述本发明的优选形式仅用作说明，不应该以限制性的意义用来解释本发明的范围。本领域技术人员能够容易地对上述示例性实施方式进行明显改变，而不偏离本发明的精神。
因此本发明人意图根据等价原则来确定和评定本发明的合理公平范围，因为它涉及实质上不偏离但是在如下权利要求所述的本发明字面范围外的任何装置。
Claims (32)
1.一种胶乳减阻剂，其包括
(a)连续相；和
(b)多个分散在所述连续相中的高分子量聚合物的粒子，其中所述聚合物粒子通过乳液聚合形成，
所述胶乳减阻剂在20℃煤油中的烃溶解速率常数为至少0.004min-1，
所述连续相包括至少一种高HLB表面活性剂和至少一种低HLB表面活性剂，
其中“高HLB”指HLB数为7以上，“低HLB”指HLB数小于7；
其中所述高分子量聚合物的重均分子量Mw为至少1×106g/mol。
2.权利要求1的胶乳减阻剂，
其中所述高分子量聚合物的重均分子量Mw为至少2×106g/mol。
3.权利要求1的胶乳减阻剂，
其中所述高分子量聚合物的重均分子量Mw为至少5×106g/mol。
4.权利要求1至3中任一项的胶乳减阻剂，
所述至少一种高HLB表面活性剂的HLB数为至少8，
所述至少一种低HLB表面活性剂的HLB数小于6。
5.权利要求1至3中任一项的的胶乳减阻剂，
所述至少一种高HLB表面活性剂包括选自以下物质的高HLB表面活性剂：高HLB烷基硫酸盐、烷基醚硫酸盐、二烷基磺基琥珀酸盐、烷基磷酸盐、烷基芳基磺酸盐、肌氨酸盐、脱水山梨醇酯、PEG脂肪酸酯、乙氧基化甘油酯、乙氧基化脂肪胺、乙氧基化脱水山梨醇酯、嵌段环氧乙烷/环氧丙烷表面活性剂、乙氧基化醇、乙氧基化脂肪酸、烷氧基化蓖麻油、甘油酯和烷基酚乙氧基化物，
所述至少一种低HLB表面活性剂包括选自以下物质的一种或多种低HLB表面活性剂：低HLB脱水山梨醇酯、乙氧基化甘油酯、乙氧基化脂肪胺、乙氧基化脱水山梨醇酯、乙氧基化醇、乙氧基化脂肪酸、烷氧基化蓖麻油、甘油酯、聚乙二醇、烷基酚乙氧基化物和油溶性聚合物乳化剂。
6.权利要求5的胶乳减阻剂，
其中所述乙氧基化醇是直链醇乙氧基化物。
7.权利要求5的胶乳减阻剂，
其中所述油溶性聚合物乳化剂为PEG脂肪酸酯或嵌段环氧乙烷/环氧丙烷表面活性剂。
8.一种胶乳减阻剂，其包括：
(a)连续水相，其包括至少一种高HLB表面活性剂、至少一种低HLB表面活性剂和至少一种溶剂；和
(b)多个分散在所述连续相中的高分子量聚合物的粒子，其中所述聚合物粒子通过乳液聚合形成，
其中“高HLB”指HLB数为7以上，“低HLB”指HLB数小于7；
其中所述高分子量聚合物的重均分子量Mw为至少1×106g/mol。
9.权利要求8的胶乳减阻剂，所述高分子量聚合物由选自以下物质的一种或多种单体的聚合形成：
其中R1是H或C1-C10烷基，R2是H或C1-C30烷基；
其中R3是CH＝CH2或CH3-C＝CH2，R4是H或C1-C30烷基；
其中R5是H或C1-C30烷基；
其中R6是H或C1-C30烷基；
其中R7是H或C1-C18烷基，R8是H或C1-C18烷基；
其中R9和R10独立地为H、C1-C30烷基、芳基、环烷基或杂环基团；
其中R11和R12独立地为H、C1-C30烷基、芳基、环烷基或杂环基团；
其中R13和R14独立地为H、C1-C30烷基、芳基、环烷基或杂环基团；
其中R15是H、C1-C30烷基、芳基、环烷基或杂环基团。
10.权利要求9的胶乳减阻剂，所述单体是甲基丙烯酸2-乙基己酯。
11.权利要求8的胶乳减阻剂，
所述至少一种高HLB表面活性剂的HLB数为至少8，
所述至少一种低HLB表面活性剂的HLB数小于6。
12.权利要求8的胶乳减阻剂，
所述至少一种高HLB表面活性剂包括选自以下物质的高HLB表面活性剂：高HLB烷基硫酸盐、烷基醚硫酸盐、二烷基磺基琥珀酸盐、烷基磷酸盐、烷基芳基磺酸盐、肌氨酸盐、脱水山梨醇酯、PEG脂肪酸酯、乙氧基化甘油酯、乙氧基化脂肪胺、乙氧基化脱水山梨醇酯、嵌段环氧乙烷/环氧丙烷表面活性剂、乙氧基化醇、乙氧基化脂肪酸、烷氧基化蓖麻油、甘油酯和烷基酚乙氧基化物，
所述至少一种低HLB表面活性剂包括选自以下物质的一种或多种低HLB表面活性剂：低HLB脱水山梨醇酯、乙氧基化甘油酯、乙氧基化脂肪胺、乙氧基化脱水山梨醇酯、乙氧基化醇、乙氧基化脂肪酸、烷氧基化蓖麻油、甘油酯、聚乙二醇、烷基酚乙氧基化物和油溶性聚合物乳化剂，
所述溶剂选自芳族溶剂、部分或全部氢化的芳族溶剂、二醇、二醇醚、酯、含氮溶剂、脂族和芳族醇、酮、含硫溶剂、四氢呋喃、烷基卤化物及其组合。
13.权利要求12的胶乳减阻剂，
其中所述乙氧基化醇是直链醇乙氧基化物。
14.权利要求12的胶乳减阻剂，
其中所述油溶性聚合物乳化剂为PEG脂肪酸酯或嵌段环氧乙烷/环氧丙烷表面活性剂。
15.权利要求8的胶乳减阻剂，所述连续相还包括足够量的缓冲剂，使得所述连续相具有4-10的pH。
16.权利要求8的胶乳减阻剂，所述聚合物的重均分子量为至少1×106g/mol。
17.权利要求8的胶乳减阻剂，所述减阻剂在20℃煤油中的烃溶解速率常数为至少0.004min-1。
18.一种制备减阻剂的方法，所述方法包括以下步骤：
(a)混合水、至少一种高HLB表面活性剂和至少一种单体，由此形成反应混合物；
(b)使所述反应混合物在小于60℃的聚合温度下进行乳液聚合，由此提供包括减阻聚合物粒子的初始胶乳，该减阻聚合物的重均分子量为至少5×106g/mol，其中所述粒子的平均粒度小于1微米；和
(c)向所述初始胶乳中加入至少一种低HLB表面活性剂和至少一种溶剂，其量足以提高所述初始胶乳的烃溶解速率常数，而基本上不打破所述初始胶乳或使所述初始胶乳反相，
其中“高HLB”指HLB数为7以上，“低HLB”指HLB数小于7。
19.权利要求18的方法，所述至少一种低HLB表面活性剂包括选自以下物质的一种或多种低HLB表面活性剂：低HLB脱水山梨醇酯、乙氧基化甘油酯、乙氧基化脂肪胺、乙氧基化脱水山梨醇酯、乙氧基化醇、乙氧基化脂肪酸、烷氧基化蓖麻油、甘油酯、聚乙二醇、烷基酚乙氧基化物和油溶性聚合物乳化剂。
20.权利要求19的方法，
其中所述乙氧基化醇是直链醇乙氧基化物。
21.权利要求19的方法，
其中所述油溶性聚合物乳化剂为PEG脂肪酸酯或嵌段环氧乙烷/环氧丙烷表面活性剂。
22.权利要求18的方法，所述至少一种溶剂选自芳族溶剂、部分和全部氢化的芳族溶剂、二醇、二醇醚、酯、含氮溶剂、脂族和芳族醇、酮、含硫溶剂、四氢呋喃、烷基卤化物及其组合。
23.权利要求18的方法，所述至少一种单体包括甲基丙烯酸2-乙基己酯。
24.权利要求18的方法，
步骤(c)导致胶乳的烃溶解速率常数增加至少10％，其中所述烃溶解速率常数在20℃煤油中测定。
25.权利要求18的方法，在加入所述至少一种低HLB表面活性剂和所述溶剂之后，所述胶乳在20℃煤油中的烃溶解速率常数为至少0.004min-1。
26.权利要求18的方法，
所述至少一种高HLB表面活性剂的HLB数为至少8，
所述至少一种低HLB表面活性剂的HLB数小于6。
27.一种减少与流体通过管线的湍流相关的阻力的方法，所述方法包括：
向所述流体中加入减阻剂，
所述减阻剂是包括分散在连续相中的高分子量聚合物粒子的胶态分散体，
所述聚合物粒子通过乳液聚合形成，
所述减阻剂在20℃煤油中的烃溶解速率常数为至少0.004min-1，
所述连续相包括至少一种高HLB表面活性剂、至少一种低HLB表面活性剂和至少一种溶剂，
其中“高HLB”指HLB数为7以上，“低HLB”指HLB数小于7；
其中所述高分子量聚合物的重均分子量Mw为至少1×106g/mol。
28.权利要求27的方法，
所述至少一种高HLB表面活性剂的HLB数为至少8，
所述至少一种低HLB表面活性剂的HLB数小于6。
29.权利要求27的方法，
所述至少一种高HLB表面活性剂的HLB数为至少10，
所述至少一种低HLB表面活性剂的HLB数小于5。
30.权利要求27的方法，
所述至少一种高HLB表面活性剂包括选自以下物质的高HLB表面活性剂：高HLB烷基硫酸盐、烷基醚硫酸盐、二烷基磺基琥珀酸盐、烷基磷酸盐、烷基芳基磺酸盐、肌氨酸盐、脱水山梨醇酯、PEG脂肪酸酯、乙氧基化甘油酯、乙氧基化脂肪胺、乙氧基化脱水山梨醇酯、嵌段环氧乙烷/环氧丙烷表面活性剂、乙氧基化醇、乙氧基化脂肪酸、烷氧基化蓖麻油、甘油酯和烷基酚乙氧基化物，
所述至少一种低HLB表面活性剂包括选自以下物质的一种或多种低HLB表面活性剂：低HLB脱水山梨醇酯、乙氧基化甘油酯、乙氧基化脂肪胺、乙氧基化脱水山梨醇酯、乙氧基化醇、乙氧基化脂肪酸、烷氧基化蓖麻油、甘油酯、聚乙二醇、烷基酚乙氧基化物和油溶性聚合物乳化剂，
所述至少一种溶剂选自芳族溶剂、部分或全部氢化的芳族溶剂、二醇、二醇醚、酯、含氮溶剂、脂族和芳族醇、酮、含硫溶剂、四氢呋喃、烷基卤化物及其组合。
31.权利要求30的方法，
其中所述乙氧基化醇是直链醇乙氧基化物。
32.权利要求30的胶乳减阻剂，
其中所述油溶性聚合物乳化剂为PEG脂肪酸酯或嵌段环氧乙烷/环氧丙烷表面活性剂。
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