CN104710772A

CN104710772A - 一种新型耐剪切减阻物及其制备方法

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Publication number: CN104710772A
Application number: CN201510111957.8A
Authority: CN
Inventors: 程道明; 宋涛; 韩美好
Original assignee: Xi'an China Oil Makes Science And Technology Prosperous Art Development Corp Ltd
Current assignee: Xi'an China Oil Makes Science And Technology Prosperous Art Development Corp Ltd
Priority date: 2015-03-13
Filing date: 2015-03-13
Publication date: 2015-06-17

Abstract

本发明涉及石油技术领域，一种新型耐剪切减阻物，由以下重量百分含量的组分构成：分散剂5％～10％，改性聚氨酯与聚烯烃混合物＞40％，氢化聚异戊二烯12％～25％，聚丙烯酰胺3％～5％，防粘剂0.5～1wt％，防降解剂3～5wt％，所述分散剂选自肪醇聚氧乙烯醚、烷基苯聚氧乙烯醚、山梨醇聚氧乙烯醚、脂肪酸甘油酯、脂肪酸，月桂酸，高粘聚硅氧烷中的一种或多种。所述改性聚氨酯选自多元醇或多羟基化合物及二异氰酸酯或多异氰酸酯加聚而成，聚烯烃或其共聚物选自碳数为14～20的烯烃的均聚物或共聚物，改性聚氨酯与聚烯烃混合物中，改性聚氨酯含量为40％～90％，聚烯烃含量为20％～90％。

Description

一种新型耐剪切减阻物及其制备方法

技术领域

本发明涉及石油技术领域，尤其是超高分子量改性聚氨酯和聚烯烃混合物新型耐剪切减阻物及其制备方法。

背景技术

目前经常采用聚α-烯烃或其共聚物来减小输油管道阻力、降低输油能耗，因此聚α-烯烃或其共聚物被称为输油过程中的减阻物。但聚α-烯烃或其共聚物在输油管道中不耐剪切，所以消耗较大。

超高分子量聚α-烯烃或其共聚物粘度高，采用烃类溶剂溶解聚α-烯烃或其共聚物，是将聚合物切粒后用烃类溶剂溶解成胶状液体。聚α-烯烃或其共聚物含量低，大约10％，粘度高，注入困难，成本高。

低温粉碎后分散成的浆状悬浮液，该方法虽然提高了聚α-烯烃或其共聚物有效含量，但制备中需要另增加冷冻粉碎设备，并伴有一定的粉尘和空气污染。工人操作环境恶劣。

发明内容

本发明针对不足，提出一种新型耐剪切减阻物，其中聚合物的含量高。

一种新型耐剪切减阻物，由以下重量百分含量的组分构成：

分散剂 5％～10％，

改性聚氨酯与聚烯烃混合物＞ 40％，

氢化聚异戊二烯 12％～25％，

聚丙烯酰胺 3％～5％，

防粘剂 0.5～1wt％，

防降解剂 3～5wt％，

所述分散剂选自肪醇聚氧乙烯醚、烷基苯聚氧乙烯醚、山梨醇聚氧乙烯醚、脂肪酸甘油酯、脂肪酸，月桂酸，高粘聚硅氧烷中的一种或多种。

所述改性聚氨酯选自多元醇或多羟基化合物及二异氰酸酯或多异氰酸酯加聚而成，聚烯烃或其共聚物选自碳数为14～20的烯烃的均聚物或共聚物，改性聚氨酯与聚烯烃混合物中，改性聚氨酯含量为40％～90％，聚烯烃含量为20％～90％。

优选的，所述改性聚氨酯密度700kg/m3～900kg/m3，聚烯烃密度800kg/m3～900kg/m3。

优选的，所述改性聚氨酯软段比例为30～90％。

与现有技术相比，本发明新型耐剪切减阻物中改性聚氨酯与聚烯烃混合物含量高达40％以上，新型耐剪切减阻物在石油管道中的耐剪切能得到有效提高，；减阻率接近35％，能有效地提高减阻率。有利于降低成本。

本发明还提供一种新型耐剪切减阻物的制备方法，包括以下步骤：

①、按下述配比称取各组分：

分散剂 5％～10％，

改性聚氨酯与聚烯烃混合物＞ 40％，

氢化聚异戊二烯 12％～25％，

聚丙烯酰胺 3％～5％，

所述分散剂选自肪醇聚氧乙烯醚、烷基苯聚氧乙烯醚、山梨醇聚氧乙烯醚、脂肪酸甘油酯、脂肪酸，月桂酸，高粘聚硅氧烷中的一种或多种；

②、在5℃～40℃下进行改性聚氨酯和聚烯烃按照一定比例混合，混合均匀；

恒定温度在5℃～40℃下，取定量氢化聚异戊二烯和聚丙烯酰胺利用超声波纳米乳化10～15min,静置30min后取一定量改性聚氨酯和聚烯烃混合物与分散剂混匀，研磨；再和分散剂一起均质化，即得新型耐剪切减阻聚合物。

进一步地，步骤②中研磨是在液体传热介质中进行；

进一步地，所述液体传热介质选自水、二醇或两者的混合物；

进一步地，步骤②中研磨是采用转子和定子组合的研磨设备进行的；

进一步地，步骤②中均质化采用高剪切设备进行的。

本发明提供的制备新型耐剪切减阻物的方法，将颗粒状的改性聚氨酯与聚烯烃混合物预研磨和均质化过程。本发明涉及的预研磨和均质化过程均在常温状态下进行，不需要冷冻粉碎，不会造成粉尘和空气污染；得到的减阻物有效聚合物含量高、耐剪切，悬浮液粘度低，有利于运输、输送和注入。

具体实施方式

下面结合具体实施例对本发明进行详细描述，本部分的描述仅是示范性和解释性，不应对本发明的保护范围有任何的限制作用。

下述实施例所用的，改性聚氨酯和聚烯烃混合物分子量Mw＞1×106g/mol，为非晶聚合物，烃类可溶。

研磨所选的分散剂是不溶解新型减阻聚合物的液体。可选用的分散剂可以是肪醇聚氧乙烯醚、烷基苯聚氧乙烯醚、山梨醇聚氧乙烯醚、脂肪酸甘油酯、脂肪酸，月桂酸，高粘聚硅氧烷中的一种或多种.为了保证研磨效果可以选择由上述分散剂组成的混合物，其比例并无特别限制可按密度要求和相容性进行调节。

预研磨工序要在液体传热介质中进行，液体传热介质可以是但不限于水、二醇或他们的混合物，传热介质可以通过过滤、冷却循环使用。

均质化所选的分散剂是不溶解新型耐剪切减阻聚合物的液体。可选用的分散剂可以是肪醇聚氧乙烯醚、烷基苯聚氧乙烯醚、山梨醇聚氧乙烯醚、脂肪酸甘油酯、脂肪酸，月桂酸，高粘聚硅氧烷中的一种或多种.为了保证分散效果可以选择由上述分散剂组成的混合物，其比例并无特别限制可按密度要求和相容性进行调节。

下述实施例所用到的分散剂只是上面所列举的有限几种，但本发明并非限于实施例所列举的，其它分散剂均可类似应用。

实施例1

首先在1/1的水、乙二醇冷却介质中，改性聚氨酯和聚烯烃混合物用胶体磨将颗粒预研磨，过滤得到600μm以下的改性聚氨酯和聚烯烃混合物，改性聚氨酯和聚烯烃混合物研磨时加入占改性聚氨酯和聚烯烃混合物重量8％脂肪酸甘油酯,5％高粘聚硅氧烷，冷却介质水用量为改性聚氨酯和聚烯烃混合物重量的2倍；最后将30kg肪醇聚氧乙烯醚、20kg山梨醇聚氧乙烯醚，40kg预研磨后改性聚氨酯和聚烯烃的在高剪切设备中均质化30min，得到稳定的悬浮分散体系。

实施例2

首先在1/1的水、乙二醇冷却介质中，用胶体磨将改性聚氨酯和聚烯烃混合物颗粒预研磨，研磨时加入占改性聚氨酯和聚烯烃混合物重量6％月桂酸，5％脂肪酸，冷却介质乙二醇用量为改性聚氨酯重量的2倍，过滤除去部分冷却介质，得到改性聚氨酯和聚烯烃混合物固含量60％、分散尺度600μm以下的改性聚氨酯和聚烯烃混合物浆体；最后将20kg烷基苯聚氧乙烯醚、70kg预研磨后的改性聚氨酯和聚烯烃混合物浆体在高剪切设备中均质化60min，得到稳定的悬浮分散体系。

对产品的性能检测：

实施例1得到的悬浮分散体系：25℃下粘度1100厘泊，1年内不分层；以0号柴油作为评价流体，加入量15mg/L，100kPa流动压力下，减阻率35％。

实施例2得到的悬浮分散体系：25℃下粘度2200厘泊，1年内不分层；以0号柴油作为评价流体，加入量15mg/L，100kPa流动压力下，减阻率33％。

总结说明：

本发明新型耐剪切减阻物与烃类减阻物相比，在石油管道中耐剪切性能优良，相同的使用量，减阻率更高，有效降低成本。与烃类溶解技术相比得到的减阻产品有效成分含量更高、粘度更低、更容易加注、运输成本更低；与颗粒分散悬浮技术相比，设备投资低、无粉尘和空气污染、易操作、成本低。

以上仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims

1.一种新型耐剪切减阻物，由以下重量百分含量的组分构成：

分散剂5％～10％，

改性聚氨酯与聚烯烃混合物＞40％，

氢化聚异戊二烯12％～25％，

聚丙烯酰胺3％～5％，

防粘剂0.5～1wt％，

防降解剂3～5wt％，

2.根据权利要求1所述的一种新型耐剪切减阻物，其特征在于：所述改性聚氨酯密度700kg/m3～900kg/m3，聚烯烃密度800kg/m3～900kg/m3。

3.根据权利要求1所述的一种新型耐剪切减阻物，其特征在于：所述改性聚氨酯软段比例为30～90％。

4.一种新型耐剪切减阻物的制备方法，包括以下步骤：

①、按下述配比称取各组分：

分散剂5％～10％，

改性聚氨酯与聚烯烃混合物＞40％，

氢化聚异戊二烯12％～25％，

聚丙烯酰胺3％～5％，

5.根据权利要求4所述的一种新型耐剪切减阻物的制备方法，其特征在于：步骤②中研磨是在液体传热介质中进行。

6.根据权利要求5所述的一种新型耐剪切减阻物的制备方法，所述液体传热介质选自水、二醇或两者的混合物。

7.根据权利要求4所述的一种新型耐剪切减阻物的制备方法，步骤②中研磨是采用转子和定子组合的研磨设备进行的。

8.根据权利要求4所述的一种新型耐剪切减阻物的制备方法，步骤②中均质化采用高剪切设备进行的。