CN1566168A - α－烯烃－苯乙烯超高分子量减阻共聚物及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明是输油管道的α－烯烃—苯乙烯超高分子量减阻共聚物及其制备方法。它是将在原料总重量中占80～99.9％的α－烯烃与占重量比为0.1～20％的苯乙烯充分混合，并在隔绝空气的反应装置中形成薄膜，同时将占重量比0.002～0.11％的Ziegler－Natta催化剂亦均匀分布在该薄膜上，控制反应温度，使其发生本体聚合反应，即得聚合产物。本发明聚合反应条件有改善，成本降低；聚合产物经分散工艺后固含量高，减阻效率提高；可运用于原油和成品油管道。
Description
涉及领域：
本发明是输油管道减阻的α-烯烃-苯乙烯超高分子量共聚物及其制备方法，涉及有机高分子化合物和管道系统领域。
背景技术：
目前用于输油管道的减阻剂主要是α-烯烃超高分子量聚合物。其先进的制备方法是上个世纪90年代中期发展起来的本体聚合方法。该方法虽然大大提高了聚合产物的单体转化率和聚合物的分子量，但由于本体聚合产生的反应热极高，因此，在实施聚合时必须将其置于低温环境下反应，操作过程亦十分烦琐；而且制得的聚合物产物为粘弹性固体物质，要使用还必须经过后处理工序使其变为流体状态，此后处理工序却又烦琐、复杂，成本又很高；同时其聚合产物在分散后也固含量较低，减阻效率不高。
发明内容：
本发明的目的是发明一种能克服上述已有技术不足的新型减阻聚合物及其制备方法，使制得的聚合产物在分散后固含量高，减阻效率高，可用于原油和成品油管道，且聚合环境温度提高，降低生产成本。
本发明是一种α-烯烃-苯乙烯超高分子量共聚物。它是由α-烯烃、苯乙烯加催化剂聚合而成，其配比为：α-烯烃在原料总重量中占80～99.9％，苯乙烯占原料总重量的0.1～20％，催化剂占原料总重量的0.002～0.11％。这里所用的α-烯烃的C数在4～40内，杂质含量小于0.0001％；苯乙烯的杂质的含量小于0.0001％。催化剂为Ziegler-Natta催化剂，它由过渡金属化合物与有机金属化合物组成。过渡金属化合物为过渡金属卤化物，包括Ticl3、Ticl4、Vocl等，在原料中占重量比为0.001～0.1％；有机金属化合物为烷基铝，包括Al(Et)3、Al(Et)2Cl等，在原料中占重量比为0.001～0.01％。
该种α-烯烃-苯乙烯超高分子量共聚物由于含有少量的苯环且随机分布，改善了该类线性高聚物的刚性，从而避免了长分子链发生缠绕，提高了其减阻性能。
本α-烯烃-苯乙烯超高分子量共聚物的制备方法是将α-烯烃与苯乙烯充分混合，通过加料器均匀地置入隔绝空气和要求温度环境下的反应装置的滚筒上形成薄膜，同时将催化剂通过另一加料器亦均匀分布在该薄膜上，控制反应温度，使其发生聚合反应。反应产物由刮刀刮下，即得到α-烯烃-苯乙烯超高分子量共聚物。在反应装置内由氮气将空气排出并充满其中，聚合反应温度控制在-20℃～20℃。而反应时间，即从催化剂均匀分布于薄膜上之后开始保持反应时间0.1～4小时。至于α-烯烃与苯乙烯的混合，应在混合后在有搅拌的条件下，搅拌6小时以上即达到充分混合。α-烯烃、苯乙烯与催化剂形成的薄膜厚度控制在10mm以下。
具体实施：
实施例1
称取C数为10的α-烯烃500kg，C数为12的α-烯烃460kg，苯乙烯40kg，混合均匀；另称取过渡金属催化剂TiCl3 506g、有机金属催化剂Al(Et)3 97g，混合均匀。
将冷却反应装置的转筒冷却至-10℃，通入氮气保护。然后将上述两种混合物分别通过大小加料器均匀分散于转筒表面，形成薄膜，并发生本体聚合反应。反应过程中控制转筒线速度为0.02m/min，保持聚合反应时间为1小时，
将上述聚合物采用α-烯烃-苯乙烯超高分子量共聚物悬浮分散工艺处理，形成上述聚合物固含量为40％的分散系统，即可作为原油和成品油的长输管道减阻剂使用。
在测定减阻剂减阻性能的专用环道中，以20#柴油为流动液体，按5克/吨的加入量加入上述α-烯烃-苯乙烯超高分子量共聚物悬浮分散液，测得减阻率为35％。若以10克/吨的加入量加入上述减阻剂，测的减阻率为48％。
实施例2
称取C数为8的α-烯烃600kg，C数为16的α-烯烃380kg，苯乙烯20kg，混合均匀；另称取过渡金属催化剂TiCl3 438g、有机金属催化剂Al(Et)2Cl 121g，混合均匀。
将冷却反应装置的转筒冷却至0℃，通入氮气保护。然后将上述两种混合物分别通过大小加料器均匀分散于转筒表面，形成薄膜，并发生本体聚合反应。反应过程中控制转筒线速度为0.012m/min，保持聚合反应时间为1小时，聚合物通过安装于加料器后方的刮刀刮下。
将上述聚合物采用α-烯烃-苯乙烯超高分子量共聚物悬浮分散工艺处理，形成上述聚合物固含量为45％的分散系统，即可作为原油和成品油的长输管道减阻剂使用。
在测定减阻剂减阻性能的专用环道中，以20#柴油为流动液体，按5克/吨的加入量加入上述α-烯烃-苯乙烯超高分子量共聚物悬浮分散液，测得减阻率为41％。若以10克/吨的加入量加入上述减阻剂，测的减阻率为58％。
本发明由于采用α-烯烃与苯乙烯共聚物作减阻聚合物，其聚合虽然也属本体聚合，但由于其成分、配比及聚合工艺的不同，却带来了聚合条件的改善，即反应控制温度有所提高，可以提升到20℃，大大降低了聚合反应的成本；聚合产物经分散工艺后固含量有较大提高，故使减阻效率提高，减阻率可达30～70％；而且该减阻聚合物不但可以运用于原油管道，也可运用于成品油管道。
Claims (12)
1、一种输油管道减阻的α-烯烃—苯乙烯超高分子量减阻共聚物，其特征是其成分为α-烯烃、苯乙烯和催化剂。
2、根据权利要求1所述的α-烯烃—苯乙烯超高分子量减阻聚合物，其特征是α-烯烃—苯乙烯超高分子量减阻聚合物各成分的配比为：α-烯烃在原料总重量中占80～99.9％，苯乙烯占原料总重量的0.1～20％，催化剂占原料总重量的0.002～0.11％。
3、根据权利要求1、2所述的α-烯烃—苯乙烯超高分子量减阻共聚物，其特征是α-烯烃的C数在4～40内，杂质含量小于0.0001％。
4、根据权利要求1、2所述的α-烯烃—苯乙烯超高分子量减阻共聚物，其特征是苯乙烯的杂质含量小于0.0001％。
5、根据权利要求1、2所述的α-烯烃—苯乙烯超高分子量减阻共聚物，其特征是催化剂为Ziegler-Natta催化剂，它由过渡金属化合物与有机金属化合物组成，其中过渡金属化合物占原料总重量的0.001～0.1％，有机金属化合物占原料总重量的0.001～0.01％。
6、根据权利要求5所述的α-烯烃—苯乙烯超高分子量减阻共聚物，其特征是所述过渡金属化合物为过渡金属卤化物，包括Ticl3、Til4、Vocl。
7、根据权利要求5所述的α-烯烃—苯乙烯超高分子量减阻共聚物，其特征是所述有机金属化合物为烷基铝，包括Al(Et)3、Al(Et)2Cl。
8、一种α-烯烃—苯乙烯超高分子量减阻共聚物的制备方法，其特征是将α-烯烃与苯乙烯充分混合，均匀地置入隔绝空气和要求温度条件下的反应装置的滚筒上形成薄膜，同时将催化剂亦均匀分布在该薄膜上，控制反应温度，使其发生聚合反应，从反应装置中取出反应产物，即得到α-烯烃—苯乙烯超高分子量共聚物。
9、根据权利要求8所述的α-烯烃—苯乙烯超高分子量减阻共聚物的制备方法，其特征是反应装置内由氮气将空气排出并充满其中，聚合反应温度控制在-20℃～20℃。
10、根据权利要求8所述的α-烯烃—苯乙烯超高分子量减阻共聚物的制备方法，其特征是在催化剂均匀分布于薄膜上后，控制反应温度，反应0.1～4小时。
11、根据权利要求8所述的α-烯烃—苯乙烯超高分子量减阻共聚物的制备方法，其特征是α-烯烃与苯乙烯混合后，搅拌6小时以上。
12、根据权利要求8所述的α-烯烃—苯乙烯超高分子量减阻共聚物的制备方法，其特征是α-烯烃、苯乙烯与催化剂所形成的薄膜厚度控制在10mm以下。
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