CN105909976B - 一种用于提高水基油品减阻剂悬浮稳定性的添加剂及方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种用于提高水基油品减阻剂悬浮稳定性的添加剂及方法。其特征是由以下重量份的组分制成：阴离子表面活性剂10‑20份，非离子表面活性剂5‑10份，粘土0.5‑2份，石油产品5‑10，水100份，有益效果是：表面活性剂、粘土颗粒和石油产品液滴可以促进吸附于聚α烯烃颗粒表面，通过空间位阻和分子间相互作用阻碍聚α烯烃颗粒相互聚集，达到提高悬浮稳定性的目的。本发明解决了水基减阻剂在储存过程中由于聚α烯烃聚集和粘连造成的沉降问题。通过乳化稳定作用原理、空间位阻作用和分子间相互作用，阻碍聚烯烃颗粒相互聚连，有效地提高水基油品减阻剂悬浮液的稳定性和存储性能。
Description
技术领域
本发明涉及管道减阻输送工艺和减阻剂技术领域，特别涉及一种用于提高水基油品减阻剂悬浮稳定性的添加剂及方法。
背景技术
我国长输油气管道总里程已超过7万千米，通过管道输送的原油占全国陆上原油产量的90%以上，成品油管道输送能力超过1亿吨/年。对管道运营方，需要有效地解决管道运行过程中的安全、高效、经济性等问题，以保证石油及其产品按照供应和消费的需求合理调节，通过管道输送至终端市场。油品减阻剂是通过在管输油品中添加微量（＜100ppm）的减阻剂，实现了增加管道输量（增输率20%-60%），降低输送压力的目的。目前广泛使用的减阻剂是带有若干短侧链的长链聚α烯烃（分子量＞106）。通过油品的摩擦切应力定向，利用高分子链的弹性形变抑制流体微团径向脉动，减少了油品流动中摩擦能量损失，降低流动阻力，实现减阻增输的效果。
减阻聚合物为粘弹性固体，根据应用的需求，经后处理工艺，使其悬浮在油相、水相或醇相介质中，成为浆状悬浮流体态。一般的减阻聚合物的后处理是通过超低温研磨得到的聚合物颗粒悬浮分散在水基、醇基或油基的悬浮液中，悬浮态减阻剂可以更快速的溶解于油品中，起到减阻效果。其中油基悬浮液包含植物油、杀菌剂、紫外线吸收剂等组分，加入减阻颗粒后，通过高速搅拌形成乳化态减阻剂悬浮液。水基减阻剂是油品减阻剂的产品之一，采用水作为悬浮体系，缩短减阻剂的起效时间，可以用于含水原油的减阻输送过程。水基油品减阻剂悬浮液相对于油基和醇基，由于水的用量严格控制，易发生悬浮液中固体减阻颗粒容易发生聚沉和粘连，造成悬浮减阻剂的应用性能下降或失效。本发明针对聚α烯烃水基悬浮体系的特点，有针对性地开发的一种可以提高水基油品减阻剂悬浮稳定性能的添加剂。
发明内容
本发明的目的就是针对现有技术存在的上述缺陷，提供一种用于提高水基油品减阻剂悬浮稳定性的添加剂及方法。
本发明提到的一种用于提高水基油品减阻剂悬浮稳定性的添加剂，其特征是由以下重量份的组分制成：
阴离子表面活性剂10-20份，非离子表面活性剂5-10份，粘土0.5-2份，石油产品5-10，水100份，其中，阴离子表面活性剂为十二烷基醇聚氧乙烯醚硫酸钠或十二烷基硫酸钠，非离子表面活性剂为脂肪醇聚氧乙烯醚，石油产品为液体石蜡、柴油或石脑油。
上述的粘土为蒙脱土或皂锂石。
本发明提到的一种用于提高水基油品减阻剂悬浮稳定性的添加剂的制备方法，包括以下制作步骤：
第一步，按照质量比1:5～1:10将阴离子表面活性剂缓慢加入蒸馏水中，室温缓慢匀速搅拌20～50r/min，搅拌30min至混合完全，待用；
第二步，按照与水质量比为1:10～1:20的比例，继续向烧杯中加入非离子表面活性剂，25～35℃下，缓慢匀速搅拌20～50r/min，搅拌60～120min，待用；
第三步：按照与水质量比为1:50～1:200的比例，向第二步的烧杯中缓慢添加粘土，温度25～35℃下，快速搅拌300～1000r/min，搅拌10～30min，实现粘土的充分分散；
第四步，按照与水体积比为1:10～1:20加入石油产品到第三步的溶液中，控制温度在25～35℃，快速搅拌1500～3000r/min，搅拌10～20min，形成乳化液即为本发明的添加剂；
其中，阴离子表面活性剂为十二烷基醇聚氧乙烯醚硫酸钠或十二烷基硫酸钠，非离子表面活性剂为脂肪醇聚氧乙烯醚。
上述的石油产品为液体石蜡、柴油或石脑油，所述的粘土为蒙脱土或皂锂石。
本发明提到的一种用于提高水基油品减阻剂悬浮稳定性的添加剂的使用方法：包括以下步骤：在容器中加入水基聚α烯烃减阻剂悬浮液100份，其中聚α烯烃固体含量30%，缓慢加入本发明用于提高水基油品减阻剂悬浮稳定性的添加剂4～8份，按500～1500r/min搅拌30～60min，使悬浮稳定添加剂能均匀分散到水基减阻剂浆液中，与聚α烯烃颗粒充分作用，形成悬浮性能更为优异的水基原减阻剂悬浮液。
本发明的有益效果是：本发明首先利用非离子表面活性剂、阴离子表面活性剂、少量粘土以及石油产品首先制备出乳化的悬浮稳定添加剂，其中表面活性剂、粘土颗粒和石油产品液滴可以促进吸附于聚α烯烃颗粒表面，通过空间位阻和分子间相互作用阻碍聚α烯烃颗粒相互聚集，达到提高悬浮稳定性的目的。悬浮稳定添加剂的组分通过表面活性剂和粘土颗粒之间、粘土颗粒和聚α烯烃颗粒之间、表面活性剂和聚α烯烃颗粒之间、聚α烯烃颗粒和石油产品液滴之间的相互作用和空间位阻来解决水基减阻剂在储存过程中由于聚α烯烃聚集和粘连造成的沉降问题。本发明的添加剂是通过乳化稳定作用原理、空间位阻作用和分子间相互作用，阻碍聚烯烃颗粒相互聚连，有效地提高水基油品减阻剂悬浮液的稳定性和存储性能。
具体实施方式
实施例1：本发明提到的一种用于提高水基油品减阻剂悬浮稳定性的添加剂，其制备方法如下：
在烧杯中加入100ml蒸馏水，称取十二烷基醇聚氧乙烯醚硫酸钠20g缓慢加入烧杯中，控温25℃，50r/min搅拌30min，混合完全待用。称取脂肪醇聚氧乙烯醚（AEO-9）10g，缓慢加入至烧杯中，25℃，50r/min搅拌120min，待用。称取商品蒙脱土2g，缓慢加入烧杯中，控制温度25℃，速率300r/min搅拌30min。此时称取10ml柴油，控温25℃，快速1500r/min搅拌20min；形成乳化的水基减阻剂悬浮稳定性添加剂。
称取现有市售的聚α烯烃（硬脂酸钙包覆）减阻剂水基悬浮液100g加入空烧杯中。缓慢加入悬浮稳定添加剂4g，按500r/min搅拌60min，形成具有长时间稳储性能的水基原油减阻剂悬浮溶液。
将加入悬浮稳定添加的水基减阻剂浆液和普通减阻剂浆液置于离心器中，调至离心器低档，离心30min，量出离心试管中减阻浆液的上层清液的高度，对比发现测得未加入添加的减阻剂上层清液占总体积的35%；加入悬浮稳定添加剂后，上层清液占总体积的12%，具有更为优异的悬浮稳定性。
实施例2：本发明提到的一种用于提高水基油品减阻剂悬浮稳定性的添加剂，其制备方法如下：
在烧杯中加入100ml蒸馏水，称取十二烷基醇聚氧乙烯醚硫酸钠10g缓慢加入烧杯中，控温25℃，20r/min搅拌30min，混合完全待用。称取脂肪醇聚氧乙烯醚（AEO-9）5g，缓慢加入至烧杯中，35℃，20r/min搅拌60min，待用。称取商品蒙脱土0.5g，缓慢加入烧杯中，控制温度35℃，速率1000r/min搅拌10min。此时称取5ml柴油，控温35℃，快速3000r/min搅拌10min；形成乳化的水基减阻剂悬浮稳定性添加剂。
称取现有市售的聚α烯烃（硬脂酸钙包覆）减阻剂水基悬浮液100g加入空烧杯中。缓慢加入悬浮稳定添加剂8g，按1500r/min搅拌30min，形成具有长时间稳储性能的水基原油减阻剂悬浮溶液。
将加入悬浮稳定添加的水基减阻剂浆液和普通减阻剂浆液置于离心器中，调至离心器低档，离心30min，量出离心试管中减阻浆液的上层清液的高度，对比发现测得未加入添加的减阻剂上层清液占总体积的35%；加入悬浮稳定添加剂后，上层清液占总体积的18%左右，具有更为优异的悬浮稳定性。
实施例3：本发明提到的一种用于提高水基油品减阻剂悬浮稳定性的添加剂，其制备方法如下：
在烧杯中加入100ml蒸馏水，称取十二烷基醇聚氧乙烯醚硫酸钠15g缓慢加入烧杯中，控温25℃，40r/min搅拌30min，混合完全待用。称取脂肪醇聚氧乙烯醚（AEO-9）7g，缓慢加入至烧杯中，30℃，40r/min搅拌90min，待用。称取商品蒙脱土1g，缓慢加入烧杯中，控制温度30℃，速率700r/min搅拌20min。此时称取5ml柴油，控温30℃，快速2000r/min搅拌15min；形成乳化的水基减阻剂悬浮稳定性添加剂。
称取现有市售的聚α烯烃（硬脂酸钙包覆）减阻剂水基悬浮液100g加入空烧杯中。缓慢加入悬浮稳定添加剂6g，按1000r/min搅拌40min，形成具有长时间稳储性能的水基原油减阻剂悬浮溶液。
将加入悬浮稳定添加的水基减阻剂浆液和普通减阻剂浆液置于离心器中，调至离心器低档，离心30min，量出离心试管中减阻浆液的上层清液的高度，对比发现测得未加入添加的减阻剂上层清液占总体积的35%；加入悬浮稳定添加剂后，上层清液占总体积的20%左右，具有更为优异的悬浮稳定性。
实施例4：本发明提到的一种用于提高水基油品减阻剂悬浮稳定性的添加剂，其制备方法如下：
在烧杯中加入100ml蒸馏水，称取十二烷基硫酸钠10g缓慢加入烧杯中，控温25℃，20r/min搅拌30min，混合完全待用。称取脂肪醇聚氧乙烯醚（AEO-10）5g，缓慢加入至烧杯中，25℃，50r/min搅拌60min，待用。称取商品皂锂石1g，缓慢加入烧杯中，控制温度35℃，速率1000r/min搅拌10min。此时称取10ml石脑油，控温30℃，快速1500r/min搅拌20min；形成乳化的水基减阻剂悬浮稳定性添加剂。
称取现有市售的聚α烯烃（硬脂酸钙包覆）减阻剂水基悬浮液100g加入空烧杯中。缓慢加入悬浮稳定添加剂4g，按1500r/min搅拌30min，形成具有长时间稳储性能的水基原油减阻剂悬浮溶液。
将加入悬浮稳定添加的水基减阻剂浆液和普通减阻剂浆液置于离心器中，调至离心器低档，离心30min，量出离心试管中减阻浆液的上层清液的高度，对比发现测得未加入添加的减阻剂上层清液占总体积的35%；加入悬浮稳定添加剂后，上层清液占总体积的15%左右，具有更为优异的悬浮稳定性。
实施例5：本发明提到的一种用于提高水基油品减阻剂悬浮稳定性的添加剂，其制备方法如下：
在烧杯中加入100ml蒸馏水，称取十二烷基硫酸钠15g缓慢加入烧杯中，控温25℃，20r/min搅拌30min，混合完全待用。称取脂肪醇聚氧乙烯醚（AEO-10）5g，缓慢加入至烧杯中，25℃，50r/min搅拌60min，待用。称取商品皂锂石1.5g，缓慢加入烧杯中，控制温度35℃，速率1000r/min搅拌10min。此时称取10ml液体石蜡，控温35℃，快速1500r/min搅拌20min；形成乳化的水基减阻剂悬浮稳定性添加剂。
称取现有市售的聚α烯烃（硬脂酸钙包覆）减阻剂水基悬浮液100g加入空烧杯中。缓慢加入悬浮稳定添加剂8g，按1500r/min搅拌40min，形成具有长时间稳储性能的水基原油减阻剂悬浮溶液。
将加入悬浮稳定添加的水基减阻剂浆液和普通减阻剂浆液置于离心器中，调至离心器低档，离心30min，量出离心试管中减阻浆液的上层清液的高度，对比发现测得未加入添加的减阻剂上层清液占总体积的35%；加入悬浮稳定添加剂后，上层清液占总体积的12%左右，具有更为优异的悬浮稳定性。
本例由于添加了阴离子表面活性剂、非离子表面活性剂、粘土颗粒以及石油产品，高速搅拌条件下表面活性剂和粘土颗粒可以包覆在油滴表面，可以在油—水两相溶液中形成乳状液。在加入水基减阻悬浮液中之后，油滴附着在减阻剂颗粒，表面活性剂分子、粘土颗粒继续在油滴表面附着，通过空间位阻和分子间相互作用阻碍减阻剂颗粒的相互聚集粘连，提高了水基减阻悬浮液的稳定性。
以上所述，仅是本发明的部分较佳实施例，任何熟悉本领域的技术人员均可能利用上述阐述的技术方案加以修改或将其修改为等同的技术方案。因此，依据本发明的技术方案所进行的任何简单修改或等同置换，尽属于本发明要求保护的范围。
Claims (2)
1.一种用于提高水基油品减阻剂悬浮稳定性的添加剂的制备方法，其特征是包括以下制作步骤：
第一步，按照质量比1:5～1:10将阴离子表面活性剂缓慢加入蒸馏水中，室温缓慢匀速搅拌20～50r/min，搅拌30min至混合完全，待用；
第二步，按照与水质量比为1:10～1:20的比例，继续向烧杯中加入非离子表面活性剂，25～35℃下，缓慢匀速搅拌20～50r/min，搅拌60～120min，待用；
第三步：按照与水质量比为1:50～1:200的比例，向第二步的烧杯中缓慢添加粘土，温度25～35℃下，快速搅拌300～1000r/min，搅拌10～30min，实现粘土的充分分散；
第四步，按照与水体积比为1:10～1:20加入石油产品到第三步的溶液中，控制温度在25～35℃，快速搅拌1500～3000r/min，搅拌10～20min，形成乳化液即为用于提高水基油品减阻剂悬浮稳定性的添加剂；
其中，阴离子表面活性剂为十二烷基醇聚氧乙烯醚硫酸钠或十二烷基硫酸钠，非离子表面活性剂为脂肪醇聚氧乙烯醚。
2.根据权利要求1所述的用于提高水基油品减阻剂悬浮稳定性的添加剂的制备方法，其特征是：所述的石油产品为液体石蜡、柴油或石脑油，所述的粘土为蒙脱土或皂锂石。
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