CN102453297B - 一种超分子聚合物油品减阻剂及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明是用于管道油品减阻的一种超分子聚合物油品减阻剂及其制备方法。涉及高分子化合物的组合物和管道系统技术领域。它包括质子供体聚合物、阳离子给体聚合物、质子受体聚合物；质子供体聚合物与质子受体聚合物同质量或阳离子给体聚合物与质子受体聚合物同质量溶解于柴油中即生成超分子减阻聚合物。本发明反应条件温和、操作过程安全可靠、对生产设备要求不高、原料易得的。
Description
技术领域
本发明是用于管道油品减阻的一种超分子聚合物油品减阻剂及其制备方法。涉及高分子化合物的组合物和管道系统技术领域。
背景技术
油品管道运输是原油以及成品油的主要运输方式。国际上约90％的原油与成品油通过管道运输。管道运输减阻技术是制约管道建设成本、管道运营成本，乃至整个管道安全性的关键因素之一。国内外目前均采用添加油品减阻剂等技术方案解决上述问题。在油品管道输送减阻技术方案中，以高分子聚合物类的聚α-烯烃减阻剂占主导地位。该类聚合物通过超高分子量的聚α-烯烃溶解于油品管道中起到减阻作用。由于受到α-烯烃配位聚合技术的苛刻条件影响，尤其是生产该类聚合物需要在低温环境中，在无水无氧的条件下来完成，严重阻碍了该类聚合物的大规模工业生产。而且单纯通过聚合制得超高分子量的聚α-烯烃难度较大，也成为该类聚合物在减阻效率上的瓶颈。
发明内容
本发明的目的是得到一种反应条件温和、操作过程安全可靠、对生产设备要求不高、原料易得的一种超分子聚合物油品减阻剂及其制备方法。
本发明之减阻剂包括质子供体聚合物、阳离子给体聚合物、质子受体聚合物；质子供体聚合物与质子受体聚合物同质量或阳离子给体聚合物与质子受体聚合物同质量溶解于柴油中即生成超分子减阻聚合物。
质子供体聚合物以烷基丙烯酸酯与烷基丙烯酸以质量比90∶10-97∶3的配比制得。
阳离子给体聚合物是以烷基丙烯酸酯与烷基丙烯酸盐类以质量比95∶5-99∶1的配比制得。
质子受体聚合物是以烷基丙烯酸酯与乙烯基单体以质量比85∶15-95∶5的配比制得。
所述烷基丙烯酸酯为甲基丙烯酸己酯、甲基丙烯酸辛酯、甲基丙烯酸月桂酯等烷基丙烯酸酯类单体；
所述烷基丙烯酸及其盐类为甲基丙烯酸、甲基丙烯酸钠、甲基丙烯酸钾等烷基丙烯酸及其钠盐类单体；
所述乙烯基单体为苯乙烯、乙烯基吡啶、乙烯基吡咯、乙烯基苯磺酸钠等单体。
质子供体聚合物的制备方法是：
将质量比为90∶10-97∶3的烷基丙烯酸酯和烷基丙烯酸在30-80℃和氮气保护条件下，加入溶有表面活性剂十二烷基硫酸钠的水中，通过强力搅拌分散成为乳液。加入引发剂过硫酸钾和亚硫酸氢钠引发反应。反应6-12小时后，即得目标产物乳液。
阳离子给体聚合物的制备方法是：
将质量比为95∶5-99∶1的烷基丙烯酸酯和烷基丙烯酸盐类在30-80℃和氮气保护条件下，加入溶有表面活性剂十二烷基硫酸钠的水中，通过强力搅拌分散成为乳液。加入引发剂过硫酸钾和亚硫酸氢钠引发反应。反应6-12小时后，即得目标产物乳液。
质子受体聚合物的制备方法是：
将质量比为85∶15-95∶5烷基丙烯酸酯与乙烯基单体在30-80℃和氮气保护条件下，加入溶有表面活性剂十二烷基硫酸钠的水中，通过强力搅拌分散成为乳液。加入引发剂过硫酸钾和亚硫酸氢钠引发反应。反应6-12小时后，即得目标产物乳液。
将上述乳液中的目标产物用乙醇沉淀出并烘干，称取相同质量的质子供体聚合物与质子受体聚合物分别溶解于柴油中，再将二者一同加入减阻率测试？柴油中，二者通过质子给体与质子受体形成氢键从而形成超分子聚合物来起到减阻效果；或者称取相同质量的阳离子给体聚合物与质子受体聚合物分别溶解于柴油中，再将二者一同加入减阻率测试柴油中，二者通过阳离子与质子受体形成离子键从而形成超分子聚合物来起到减阻效果。
本发明反应条件温和、操作过程安全可靠、对生产设备要求不高、原料易得的。
具体实施方式
以下述实例来说明本发明的具体实施方式并对本发明作进一步的说明。
实施例1.
将170kg去离子水加入反应釜中，加入200g十二烷基硫酸钠、开动搅拌并保持搅拌速度500r/min，10min后通入氮气，继续搅拌10min，加入60kg甲基丙烯酸十二酯和5.5kg甲基丙烯酸，继续搅拌10min，开启升温，逐渐升温至45℃，将搅拌速度降至100r/min，加入200g过硫酸钾和127.8g亚硫酸氢钠引发反应；保持45℃反应8小时，得质子供体聚合物乳液。
将170kg去离子水加入反应釜中，加入200g十二烷基硫酸钠、开动搅拌并保持搅拌速度500r/min，10min后通入氮气，继续搅拌10min，加入60kg甲基丙烯酸十二酯和4kg甲基丙烯酸钠，继续搅拌10min，开启升温，逐渐升温至37℃，将搅拌速度降至100r/min，加入215g过硫酸钾和132g亚硫酸氢钠引发反应；保持37℃反应8小时，得阳离子给体聚合物乳液。
将170kg去离子水加入反应釜中，加入200g十二烷基硫酸钠、开动搅拌并保持搅拌速度500r/min，10min后通入氮气，继续搅拌10min，加入60kg甲基丙烯酸十二酯，3kg苯乙烯和3kg乙烯基吡啶，继续搅拌10min，开启升温，逐渐升温至50℃，将搅拌速度降至100r/min，加入215g过硫酸钾和132g亚硫酸氢钠引发反应；保持50℃反应8小时，得质子受体聚合物乳液。
将230g质子供体聚合物乳液与230g质子受体聚合物乳液中加入乙醇，沉淀出聚合物，分别加入1000mL柴油中，搅拌速度保持在120r/min，溶解24小时，加入100L柴油中，检测减阻率，测得减阻率为35.27％。
实施例2.阳离子给体聚合物乳液与质子受体聚合物乳液的制备方法同实施例1。
将230g阳离子给体聚合物乳液与230g质子受体聚合物乳液中加入乙醇，沉淀出聚合物，分别加入1000mL柴油中，搅拌速度保持在120r/min，溶解24小时，加入100L柴油中，检测减阻率，测得减阻率为37.46％。
本发明制备目标产物的具体实施过程简单，原料易得，反应条件相对烯烃配位聚合制备油品减阻剂的反应条件温和，操作过程安全可靠，对生产设备要求不高，适合批量工业生产。
Claims (8)
1.一种超分子聚合物油品减阻剂，其特征是它为质子供体聚合物、阳离子给体聚合物、质子受体聚合物;质子供体聚合物与质子受体聚合物同质量或阳离子给体聚合物与质子受体聚合物同质量溶解于柴油中即生成超分子减阻聚合物；所述质子供体聚合物以烷基丙烯酸酯与烷基丙烯酸以质量比90:10-97:3的配比制得；所述阳离子给体聚合物是以烷基丙烯酸酯与烷基丙烯酸盐类以质量比95:5-99:1的配比制得；所述质子受体聚合物是以烷基丙烯酸酯与乙烯基单体以质量比85:15-95:5的配比制得。
2.根据权利要求1所述的一种超分子聚合物油品减阻剂，其特征是所述烷基丙烯酸酯为甲基丙烯酸己酯、甲基丙烯酸辛酯、甲基丙烯酸月桂酯的烷基丙烯酸酯类单体。
3.根据权利要求1所述的一种超分子聚合物油品减阻剂，其特征是所述烷基丙烯酸和烷基丙烯酸盐类为甲基丙烯酸、甲基丙烯酸钠、甲基丙烯酸钾的烷基丙烯酸及其钠盐类单体。
4.根据权利要求1所述的一种超分子聚合物油品减阻剂，其特征是所述乙烯基单体为苯乙烯、乙烯基吡啶、乙烯基吡咯、乙烯基苯磺酸钠单体。
5.一种制备权利要求1所述超分子聚合物油品减阻剂的方法，其特征是将质子供体聚合物与质子受体聚合物乳液中的目标产物用乙醇沉淀出并烘干，称取相同质量的质子供体聚合物与质子受体聚合物分别溶解于柴油中，再将二者一同加入减阻率测试柴油中，二者通过质子给体与质子受体形成氢键从而形成超分子聚合物来起到减阻效果;或将阳离子给体聚合物与质子受体聚合物乳液中的目标产物用乙醇沉淀出并烘干，称取相同质量的阳离子给体聚合物与质子受体聚合物分别溶解于柴油中，再将二者一同加入减阻率测试柴油中，二者通过阳离子与质子受体形成离子键从而形成超分子聚合物来起到减阻效果。
6.根据权利要求5所述的一种超分子聚合物油品减阻剂的制备方法,其特征是所述质子供体聚合物的制备方法是：
将质量比为90:10-97:3的烷基丙烯酸酯和烷基丙烯酸在30-80℃和氮气保护条件下，加入溶有表面活性剂十二烷基硫酸钠的水中，通过强力搅拌分散成为乳液;加入引发剂过硫酸钾和亚硫酸氢钠引发反应;反应6-12小时后，即得目标产物乳液。
7.根据权利要求5所述的一种超分子聚合物油品减阻剂的制备方法,其特征是所述阳离子给体聚合物的制备方法是：
将质量比为95:5-99:1的烷基丙烯酸酯和烷基丙烯酸盐类在30-80℃和氮气保护条件下，加入溶有表面活性剂十二烷基硫酸钠的水中，通过强力搅拌分散成为乳液。加入引发剂过硫酸钾和亚硫酸氢钠引发反应;反应6-12小时后，即得目标产物乳液。
8.根据权利要求5所述的一种超分子聚合物油品减阻剂的制备方法,其特征是所述质子受体聚合物的制备方法是：
将质量比为85:15-95:5烷基丙烯酸酯与乙烯基单体在30-80℃和氮气保护条件下，加入溶有表面活性剂十二烷基硫酸钠的水中，通过强力搅拌分散成为乳液;加入引发剂过硫酸钾和亚硫酸氢钠引发反应;反应6-12小时后，即得目标产物乳液。
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