聚α-烯烃类油品减阻剂稳储用隔离剂的制备方法
技术领域
本发明涉及管道减阻输送工艺和减阻剂技术,特别涉及一种聚α-烯烃类油品减阻剂悬浮分散时所包覆的聚α-烯烃类油品减阻剂稳储用隔离剂的制备方法。
背景技术
常用油品减阻剂的有效组分为聚α-烯烃,可以通过分子链的弹性形变来降低油品流动中摩擦能量损失,减小流动阻力,能够在原管线达到最大输量后不添加增输设备时,增加输量;或在维持输量不变的情况下,降低输油管线的运行压力,减少安全风险,可以在一定程度上缓解管道弹性能力小与运输任务调整范围不匹配的问题。具有投入少、作用速度快、使用便捷的优点,能够在有限的经济投资范围内大幅度提升管道输运能力,安全高效经济地输运油气产品。
现今油品减阻剂常用的储存形式为悬浮液体系,即聚α-烯烃在微小颗粒状态下包覆一层隔离剂后分散于水或者有机溶液中,形成相对稳定的悬浮液。由于目前油品减阻剂悬浮液体系技术尚存在一定的缺陷,在工业生产过程中仍不可避免出现有效成分沉降、聚结和分层等问题,这一方面是由于未能很好的控制聚a-烯烃的分子量分布,另一方面也是由于后处理技术的工艺精细度不够以及隔离剂的制备方法不成熟、配方不完善。目前国内油品减阻剂悬浮稳定时间最长达6个月,有效期达2年;而国外先进产品的稳定不分层时间可达9~18个月,有效期超过两年。
工业化生产的减阻剂多为本体聚合法生产,产物一般为固体,不能作为产品直接添加到输油管道,生产过程中包括粉碎和隔离剂包覆等后处理手段,减阻剂的后处理首先冷冻粉碎,为了防止粉末微粒之间粘结,加入滑石、硬脂酸钙等一些隔离剂,保证分散效果。然后将粉碎后的粉末分散到溶剂中,制成流动性较好的悬浮浆液。隔离剂的配方和造粒工艺手段对油品减阻剂的使用效果影响极大。针对目前聚α-烯烃油品减阻剂的结构特点,在原有悬浮体系制备技术的基础上进行隔离剂配方的调整和造粒方案的优化,是提高不分层稳定储存时间及长期储存状态下的减阻剂增输减阻效果保持率的一种有效路径。
发明内容
本发明的目的就是针对目前现有聚α-烯烃减阻剂分散效果较差、悬浮体系稳定时长较短的问题,提供一种聚α-烯烃类油品减阻剂稳储用隔离剂的制备方法。
本发明提到的一种聚α-烯烃类油品减阻剂稳储用隔离剂的制备方法,包括以下制作步骤:
(1)将质量比为(10~35):(200~320):(1~1.2)的蒸馏水、醇、马来酸酐混合,加热至45℃~65℃,240rad/min~360rad/min搅拌5min~10min,冷却至室温,作为基液待用;
(2)将质量为步骤(1)中的基液质量5%~8%的硬脂酸钠皂、基液质量2%~5%的氯化钙混合加入基液,密闭容器里室温通氮气情况下60rad/min~90rad/min搅拌20min~25min;
(3)将黏土在900℃~1200℃下焙烧24h~72h,冷却至室温后加入步骤(1)的基液中,质量为步骤(1)中的基液质量25%~45%, 240rad/min~360rad/min搅拌30min~60min;
(4)将质量为步骤(1)中的基液质量20~30%的三氧化二铝、基液质量15~30%的滑石粉混合加入基液,室温90rad/min~120rad/min搅拌30min~60min;
(5)在步骤(4)中的溶液里加入质量为步骤(1)中的基液质量2%~3%的蜡晶、1%~1.5%的硅脂、0.5%~2%的增稠剂,60rad/min~120rad/min搅拌5min~10min,利用液氮急速冷却至-80℃以下,形成硬块状复配型隔离剂固体。
上述的蒸馏水为电导率≤5μs/cm的去离子水。
上述的醇为乙醇、乙二醇、丁醇质量比为(20~25):(80~90):(25~35)的复配醇。
上述的黏土为高岭土、膨润土、活性白土、伊利石、蛭石中的一种。
上述的增稠剂为山梨糖醇、聚丙烯酸酯、瓜尔胶中的一种。
本发明提到的一种聚α-烯烃类油品减阻剂稳储用隔离剂的应用,包括以下步骤:
(a)将聚α-烯烃块状固体升温至60℃~80℃,保持24h~30h,然后急速冷却至-140℃以下,保持10min~30min;
(b)将步骤(5)中的硬块和步骤(a)中的硬块按质量比为1:3~1:5共混,同步进入球磨机,在-40℃以下进行快速研磨,同时加入质量为步骤(5)中的硬块质量为10%~30%的研磨助剂,研磨细粒即为所得的已包覆隔离剂的聚α-烯烃颗粒,可直接分散于悬浮液中制备得到稳储型的油品减阻剂。
上述的研磨助剂为淀粉、固体碳酸酯、硬脂酸钙、硬脂酸锌、硬脂酸钾、甘油三硬脂酸酯、二甘醇二硬脂酸酯中的一种或几种复配。
本发明的有益效果是:本发明在原有悬浮体系制备技术的基础上进行稳储复配型隔离剂制备方法的开发和造粒方案的优化,能够提高油品减阻剂悬浮液体系中聚α-烯烃微粒的分散度,将目前减阻剂悬浮体系的不分层稳定储存时间增加50%-80%,作用有效期增加50%-110%,同时通过后处理配方的调整优化,能够解决目前减阻剂作用时间短、抗剪切效果差的问题,保证长期储存状态下的减阻剂增输减阻效果。
具体实施方式
实施例1:本发明提到的一种聚α-烯烃类油品减阻剂稳储用隔离剂的制备方法,包括以下步骤:
在烧杯中加入200g蒸馏水、400g乙醇、1600g乙二醇、700g丁醇、10g马来酸酐,50℃下360rad/min搅拌5min,冷却到室温,作为基液待用;
加入150g硬脂酸钠皂、140g氯化钙, 密闭以后通氮气在90rad/min下搅拌20min;
加入870g冷却至室温后的1200℃下焙烧30h的高岭土,360rad/min搅拌60min;
再加入590g三氧化二铝、580g滑石粉,120rad/min搅拌30min;
加入59g蜡晶、30g硅脂、29g山梨糖醇,120rad/min继续搅拌5min,烧杯放入液氮中冷却至-80℃以下,打破烧杯得到硬块状复配型隔离剂固体。
本发明提到的一种聚α-烯烃类油品减阻剂稳储用隔离剂的应用,为造粒过程中的应用方法,包括以下步骤:
将聚α-烯烃块状固体升温至80℃,保持30h,然后急速冷却至-140℃以下,保持10min,得到玻璃化转变温度以下的聚α-烯烃硬块。
将1000g聚α-烯烃硬块与300g复配型隔离剂硬块同步放入球磨机,在-40℃以下进行快速研磨,同时加入质量为150g的淀粉作为研磨助剂,研磨细粒即为所得的已包覆隔离剂的聚α-烯烃颗粒,可直接分散于悬浮液中制备得到稳储型的油品减阻剂。
实施例2:本发明提到的一种聚α-烯烃类油品减阻剂稳储用隔离剂的制备方法,包括以下步骤:
在烧杯中加入200g蒸馏水、600g乙醇、2700g乙二醇、900g丁醇、20g马来酸酐,60℃下360rad/min搅拌10min,冷却到室温;加入230g硬脂酸钠皂、200g氯化钙, 密闭以后通氮气在60rad/min下搅拌25min,加入1700g冷却至室温后的1100℃下焙烧24h的膨润土,360rad/min搅拌60min,再加入890g三氧化二铝、670g滑石粉,120rad/min搅拌30min,加入89g蜡晶、45g硅脂、45g山梨糖醇,120rad/min继续搅拌5min,烧杯放入液氮中冷却至-80℃以下,打破烧杯得到硬块状复配型隔离剂固体。
本发明提到的一种聚α-烯烃类油品减阻剂稳储用隔离剂的应用,为造粒过程中的应用方法,包括以下步骤:
将聚α-烯烃块状固体升温至80℃,保持24h,然后急速冷却至-140℃以下,保持20min,得到玻璃化转变温度以下的聚α-烯烃硬块。
将1000g此硬块与400g复配型隔离剂硬块同步放入球磨机,在-40℃以下进行快速研磨,同时加入质量均为75g的硬脂酸钙、硬脂酸锌作为研磨助剂,研磨细粒即为所得的已包覆隔离剂的聚α-烯烃颗粒,可直接分散于悬浮液中制备得到稳储型的油品减阻剂。
实施例3:本发明提到的一种聚α-烯烃类油品减阻剂稳储用隔离剂的制备方法,包括以下步骤:
在烧杯中加入200g蒸馏水、400g乙醇、1600g乙二醇、700g丁醇、12g马来酸酐,50℃下360rad/min搅拌10min,冷却到室温;加入200g硬脂酸钠皂、100g氯化钙, 密闭以后通氮气在90rad/min下搅拌20min,加入750g冷却至室温后的1200℃下焙烧30h的活性白土,360rad/min搅拌60min,再加入700g三氧化二铝、600g滑石粉,120rad/min搅拌30min,加入87g蜡晶、35g硅脂、30g山梨糖醇,120rad/min继续搅拌5min,烧杯放入液氮中冷却至-80℃以下,打破烧杯得到硬块状复配型隔离剂固体。
本发明提到的一种聚α-烯烃类油品减阻剂稳储用隔离剂的应用,为造粒过程中的应用方法,包括以下步骤:
将聚α-烯烃块状固体升温至80℃,保持30h,然后急速冷却至-140℃以下,保持10min,得到玻璃化转变温度以下的聚α-烯烃硬块,将1000g此硬块与500g复配型隔离剂硬块同步放入球磨机,在-40℃以下进行快速研磨,同时加入质量为200g的硬脂酸钾作为研磨助剂,研磨细粒即为所得的已包覆隔离剂的聚α-烯烃颗粒,可直接分散于悬浮液中制备得到稳储型的油品减阻剂。
实施例4:本发明提到的一种聚α-烯烃类油品减阻剂稳储用隔离剂的制备方法,包括以下步骤:
在烧杯中加入200g蒸馏水、600g乙醇、2700g乙二醇、900g丁醇、24g马来酸酐,60℃下360rad/min搅拌10min,冷却到室温;加入300g硬脂酸钠皂、200g氯化钙, 密闭以后通氮气在60rad/min下搅拌25min,加入1300g冷却至室温后的1100℃下焙烧24h的膨润土,360rad/min搅拌60min,再加入900g三氧化二铝、700g滑石粉,120rad/min搅拌30min,加入90g蜡晶、50g硅脂、50g山梨糖醇,120rad/min继续搅拌5min,烧杯放入液氮中冷却至-80℃以下,打破烧杯得到硬块状复配型隔离剂固体。
本发明提到的一种聚α-烯烃类油品减阻剂稳储用隔离剂的应用,为造粒过程中的应用方法,包括以下步骤:
将聚α-烯烃块状固体升温至80℃,保持24h,然后急速冷却至-140℃以下,保持20min,得到玻璃化转变温度以下的聚α-烯烃硬块,将1000g此硬块与500g复配型隔离剂硬块同步放入球磨机,在-40℃以下进行快速研磨,同时加入质量均为100g的甘油三硬脂酸酯、二甘醇二硬脂酸酯作为研磨助剂,研磨细粒即为所得的已包覆隔离剂的聚α-烯烃颗粒,可直接分散于悬浮液中制备得到稳储型的油品减阻剂。
实施例5,本发明提到的一种聚α-烯烃类油品减阻剂稳储用隔离剂的制备方法,包括以下步骤:
在烧杯中加入350g蒸馏水、500g乙醇、1900g乙二醇、800g丁醇、12g马来酸酐,65℃下360rad/min搅拌10min,冷却到室温;加入256g硬脂酸钠皂、160g氯化钙, 密闭以后通氮气在60rad/min下搅拌25min,加入1440g冷却至室温后的1100℃下焙烧24h的伊利石,360rad/min搅拌60min,再加入960g三氧化二铝、960g滑石粉,120rad/min搅拌30min,加入96g蜡晶、48g硅脂、64g瓜尔胶,120rad/min继续搅拌5min,烧杯放入液氮中冷却至-80℃以下,打破烧杯得到硬块状复配型隔离剂固体。
将聚α-烯烃块状固体升温至80℃,保持24h,然后急速冷却至-140℃以下,保持20min,得到玻璃化转变温度以下的聚α-烯烃硬块,将1000g此硬块与200g复配型隔离剂硬块同步放入球磨机,在-40℃以下进行快速研磨,同时加入质量均为60g的固体碳酸酯作为研磨助剂,研磨细粒即为所得的已包覆隔离剂的聚α-烯烃颗粒,可直接分散于悬浮液中制备得到稳储型的油品减阻剂。
实施例6,本发明提到的一种聚α-烯烃类油品减阻剂稳储用隔离剂的制备方法,包括以下步骤:
在烧杯中加入200g蒸馏水、600g乙醇、2400g乙二醇、1000g丁醇、20g马来酸酐,45℃下360rad/min搅拌10min,冷却到室温;加入200g硬脂酸钠皂、80g氯化钙, 密闭以后通氮气在60rad/min下搅拌25min,加入1440g冷却至室温后的1100℃下焙烧24h的蛭石,360rad/min搅拌60min,再加入800g三氧化二铝、600g滑石粉,120rad/min搅拌30min,加入80g蜡晶、40g硅脂、20g聚丙烯酸酯,120rad/min继续搅拌5min,烧杯放入液氮中冷却至-80℃以下,打破烧杯得到硬块状复配型隔离剂固体。
本发明提到的一种聚α-烯烃类油品减阻剂稳储用隔离剂的应用,为造粒过程中的应用方法,包括以下步骤:
将聚α-烯烃块状固体升温至80℃,保持24h,然后急速冷却至-140℃以下,保持20min,得到玻璃化转变温度以下的聚α-烯烃硬块,将900g此硬块与300g复配型隔离剂硬块同步放入球磨机,在-40℃以下进行快速研磨,同时加入质量均为120g的固体碳酸酯作为研磨助剂,研磨细粒即为所得的已包覆隔离剂的聚α-烯烃颗粒,可直接分散于悬浮液中制备得到稳储型的油品减阻剂。
另外,上述多个实施例中提到的蜡晶为石油产品在低温下凝固形成的蜡晶,为现有市售产品,可以直接从市场上购买到;当然该蜡晶也可以自己制作,其制备方法为:极寒地区原油输送管道管壁刮取结蜡物质,在实验室中加热至45℃~58℃后,通过双层滤纸过滤掉残渣及胶质沥青质,轻组分转移至烧杯,冷却至10℃~15℃,将可流动组分去除,余下的粘附在烧杯壁及杯底的物质作为本发明所用的蜡晶。另外硅脂也是市售产品;上述的球磨机采用陶瓷耐磨球进行研磨,该陶瓷耐磨球可以为球形,也可以为正二十面体研磨体或正十二面体研磨体。
本发明在原有悬浮体系制备技术的基础上进行稳储复配型隔离剂制备方法的开发和造粒方案的优化,能够提高油品减阻剂悬浮液体系中聚α-烯烃微粒的分散度,将目前减阻剂悬浮体系的不分层稳定储存时间增加50%-80%,作用有效期增加50%-110%,同时通过后处理配方的调整优化,能够解决目前减阻剂作用时间短、抗剪切效果差的问题,保证长期储存状态下的减阻剂增输减阻效果。
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。