一种改性聚α-烯烃的制备方法与流程

文档序号:17345455发布日期:2019-04-09 20:20阅读:167来源:国知局

本发明是一种改性聚α-烯烃的制备方法,涉及有机高分子化合物和化工技术领域。



背景技术:

在用输送原油和成品油的管道中,为了增大各类油品在长距离运输过程中的运输量、减少其在过程中的运输时间和运输成本,需要在油品管道中加入少量减阻剂,以使油品的流动性质得到改善,而聚α-烯烃是一种常见的减阻剂,广泛应用于原油和成品油管道。在油品中注入微量聚α-烯烃化合物,可有效降低油品在管道中的流动阻力,提高流动速度,在不改变已有管道的基础上,可大幅提高管道的输送能力,进而降低输送成本,提高效益,同时,也可降低输送管线的压力,提升输油管道的安全系数。

然而,聚α-烯烃的分子结构对油品的减阻性能有很大影响,要求聚α-烯烃具有良好的油溶性,特别是非结晶性和良好的柔顺性,而且需要聚合物的分子量大于106,才能保证其具有减阻效益。目前聚α-烯烃的油溶性主要靠控制化合物的链长(即分子量)来实现,聚合度越大,分子量也越大,但是分子量太大后油溶性又受到一定影响。此外,聚α-烯烃在添加至输油管道中后,输送一定距离后由于油品在管道中受到一定强度的剪切力,使聚α-烯烃遭受剪切以致分子链断裂,导致减阻效果大幅减弱,这主要是由于聚α-烯烃的柔性不够造成的。

为了保证聚α-烯烃具有良好的柔顺性和非结晶性,同时达到减阻所需的分子量,需要对聚α-烯烃进行分子设计合成,以便对聚α-烯烃的分子量和结构加以调控,以便添加至输油管道中使其保持良好的柔顺性以及油溶性,进而提高其抗剪切能力,最终实现最大程度的减阻效果。同时,在合成过程中,对制备工艺及相关参数进行有效控制,以实现加入的反应原料能够有效聚合,同时也能实现对聚合物分子量的有效调控。



技术实现要素:

本发明的目的在于提供工艺简单、条件温和的制备具有良好油溶性、非结晶性以及柔顺性的一种改性聚α-烯烃的制备方法。

本发明是这样实现的:所用主料为c10-c14α-烯烃;辅料为乙酸乙烯、1,2-环氧己烷、1,2-环氧十二烷、6-溴-1,2-环氧己烷、10-烯基十一烷基三甲氧基硅烷、乙烯基三乙氧基硅烷、苯乙烯乙基三甲氧基硅烷中的一种或多种混合物;

具体包括以下几个步骤:

a、用氮气置换300l反应釜3次,使用制冷系统使反应釜内温度到达-10℃至-3℃之间;按质量份数加入,首先加入温度在-10℃至-3℃的主料c10-c14α-烯烃的一半,搅拌下加入齐格勒-纳塔催化剂,持续搅拌,接着加入温度在-10℃至-3℃的辅料,搅拌1分钟后,加入剩下的另一半c10-c14α-烯烃,控制最终反应釜内的主料c10-c14α-烯烃与辅料的质量比为2:1-100:1,齐格勒-纳塔催化剂与主料c10-c14α-烯烃的质量比在0.0002-0.2%范围;控制反应釜内温度在-10℃至-3℃之间,再搅拌3-10分钟,得到混合物;

b、将搅拌反应釜内的混合物依次转入氮气置换的塑料袋中,并在氮气保护下密封该塑料袋,每袋装入的混合物质量为1-2kg,同时需保证装袋过程在-10℃至-3℃的环境中进行;

c、将上述密封后的混合物塑料袋放置于-10℃至-3℃的低温环境中,保持20-30小时后,再转入到-3℃至0℃的环境中保持20-30小时;

d、将上述混合物塑料袋取出,在15-25℃环境中放置20-30小时,即得改性聚α-烯烃。

本发明与现有技术相比具有的特点在于:

1、所得改性聚α-烯烃分子量能够有效调控,经凝胶渗透色谱仪测定,所得聚合物的分子量mw在3.02×106-6.13×106

2、所得改性聚α-烯烃具有良好的油溶性,同时具有良好的非结晶性和柔顺性,抗剪切能力和减阻效果更好,实验室内模拟环道评价结果显示,所得聚合物的减阻率在45%-65%。

3、聚α-烯烃的柔顺性可通过加入另一种辅料得到改善,而其柔顺性主要由聚α-烯烃加入到油品中后(添加量为10mg/l),不同过泵剪切次数下的减阻率来体现。而未添加辅料的聚α-烯烃加入到油品中(添加量为10mg/l),经过6次过泵剪切后减阻率降低到1%以下,失去了减阻效果,而本方法所制得的改性聚α-烯烃,经过12次过泵剪切减阻率仍保持在20%以上。

具体实施方式

本发明结合以下实例作进一步的说明,但本发明的内容不仅限于实例中所涉及的内容。

实施例1

用高纯氮气置换300l反应釜3次,使用制冷系统使反应釜内温度到达-10℃。先加入-10℃的70kgc10α-烯烃,搅拌下加入0.28g齐格勒-纳塔催化剂,持续搅拌,接着加入温度在-10℃的乙酸乙烯70kg,搅拌1分钟后,再加入70kgc10的α-烯烃。控制反应釜内温度在-10℃,再搅拌3分钟。将反应釜内的混合物依次转入氮气置换的塑料袋中,并在氮气保护下密封该塑料袋,每袋装入的质量为1kg,保证装袋过程在-10℃环境中进行。将密封后的塑料袋放置于-10℃的低温环境中,保持20小时后,再转入到-3℃的环境中保持20小时后取出塑料袋,在15℃环境中放置20小时,即得改性聚α-烯烃,所得聚合物的分子量mw为3.02×106,实验室内模拟环道评价结果显示,所得聚合物的减阻率为45%。

实施例2

用高纯氮气置换300l反应釜3次,使用制冷系统使反应釜内温度到达-3℃。先加入-3℃的80kgc12α-烯烃,搅拌下加入320g齐格勒-纳塔催化剂,持续搅拌,接着加入温度在-3℃的乙酸乙烯40kg,搅拌1分钟后,再加入80kgc12的α-烯烃。控制反应釜内温度在-3℃,再搅拌10分钟。将反应釜内的混合物依次转入氮气置换的塑料袋中,并在氮气保护下密封该塑料袋,每袋装入的质量为1.5kg,保证装袋过程在-3℃的环境中进行。将密封后的塑料袋放置于-3℃的低温环境中,保持30小时后,再转入到0℃的环境中保持30小时后取出塑料袋,在25℃环境中放置30小时,即得改性聚α-烯烃,所得聚合物的分子量mw为4.51×106,实验室内模拟环道评价结果显示,所得聚合物的减阻率为52%。

实施例3

用高纯氮气置换300l反应釜3次,使用制冷系统使反应釜内温度到达-5℃。先加入-5℃的75kgc14α-烯烃,搅拌下加入120g齐格勒-纳塔催化剂,持续搅拌,接着加入温度在-5℃的1,2-环氧己烷50kg,搅拌1分钟后,再加入75kgc10的α-烯烃。控制反应釜内温度在-10℃,再搅拌5分钟。将反应釜内的混合物依次转入氮气置换的塑料袋中,并在氮气保护下密封该塑料袋,每袋装入的质量为1.2kg,保证装袋过程在-5℃环境中进行。将密封后的塑料袋放置于-5℃的低温环境中,保持20小时后,再转入到-2℃的环境中保持25小时后取出塑料袋,在20℃环境中放置26小时,即得改性聚α-烯烃,所得聚合物的分子量mw为6.13×106,实验室内模拟环道评价结果显示,所得聚合物的减阻率为65%。

实施例4

用高纯氮气置换300l反应釜3次,使用制冷系统使反应釜内温度到达-8℃。先加入-8℃的80kgc10α-烯烃,搅拌下加入100g齐格勒-纳塔催化剂,持续搅拌,接着加入温度在-8℃的6-溴-1,2-环氧己烷60kg,搅拌1分钟后,再加入80kgc12的α-烯烃。控制反应釜内温度在-8℃,再搅拌4分钟。将反应釜内的混合物依次转入氮气置换的塑料袋中,并在氮气保护下密封该塑料袋,每袋装入的质量为1.3kg,保证装袋过程在-8℃的环境中进行。将密封后的塑料袋放置于-8℃的低温环境中,保持24小时后,再转入到-1℃的环境中保持24小时后取出塑料袋,在22℃环境中放置24小时,即得改性聚α-烯烃,所得聚合物的分子量mw为5.96×106,实验室内模拟环道评价结果显示,所得聚合物的减阻率为53%。

实施例5

用高纯氮气置换300l反应釜3次,使用制冷系统使反应釜内温度到达-6℃。先加入-4℃的100kgc10α-烯烃,搅拌下加入0.4g齐格勒-纳塔催化剂,持续搅拌,接着加入温度在-8℃的1,2-环氧十二烷2kg,搅拌1分钟后,再加入100kgc12的α-烯烃。控制反应釜内温度在-6℃,再搅拌6分钟。将反应釜内的混合物依次转入氮气置换的塑料袋中,并在氮气保护下密封该塑料袋,每袋装入的质量为1.6kg,保证装袋过程在-6℃的环境中进行。将密封后的塑料袋放置于-6℃的低温环境中,保持22小时后,再转入到-1℃的环境中保持22小时后取出塑料袋,在26℃环境中放置22小时,即得改性聚α-烯烃,所得聚合物的分子量mw为4.68×106,实验室内模拟环道评价结果显示,所得聚合物的减阻率为60%。

实施例6

用高纯氮气置换300l反应釜3次,使用制冷系统使反应釜内温度到达-9℃。先加入-9℃的90kgc14α-烯烃,搅拌下加入4g齐格勒-纳塔催化剂,持续搅拌,接着加入温度在-9℃的10-烯基十一烷基三甲氧基硅烷12kg,搅拌1分钟后,再加入90kgc14的α-烯烃。控制反应釜内温度在-9℃,再搅拌3分钟。将反应釜内的混合物依次转入氮气置换的塑料袋中,并在氮气保护下密封该塑料袋,每袋装入的质量为1.2kg,保证装袋过程在-9℃的环境中进行。将密封后的塑料袋放置于-9℃的低温环境中,保持25小时后,再转入到-3℃的环境中保持25小时后取出塑料袋,在28℃环境中放置25小时,即得改性聚α-烯烃,所得聚合物的分子量mw为5.02×106,实验室内模拟环道评价结果显示,所得聚合物的减阻率为54%。

实施例7

用高纯氮气置换300l反应釜3次,使用制冷系统使反应釜内温度到达-7℃。先加入-7℃的80kgc13α-烯烃,搅拌下加入15g齐格勒-纳塔催化剂,持续搅拌,接着加入温度在-7℃的10-烯基十一烷基三甲氧基硅烷和苯乙烯乙基三甲氧基硅烷各30kg,搅拌1分钟后,再加入80kgc13的α-烯烃。控制反应釜内温度在-7℃,再搅拌3分钟。将反应釜内的混合物依次转入氮气置换的塑料袋中,并在氮气保护下密封该塑料袋,每袋装入的质量为1.5kg,保证装袋过程在-7℃的环境中进行。将密封后的塑料袋放置于-7℃的低温环境中,保持24小时后,再转入到-3℃的环境中保持24小时后取出塑料袋,在25℃环境中放置24小时,即得改性聚α-烯烃,所得聚合物的分子量mw为5.99×106,实验室内模拟环道评价结果显示,所得聚合物的减阻率为64%。

实施例8

用高纯氮气置换300l反应釜3次,使用制冷系统使反应釜内温度到达-9℃。先加入-7℃的70kgc14α-烯烃,搅拌下加入30g齐格勒-纳塔催化剂,持续搅拌,接着加入-9℃的乙烯基三乙氧基硅烷和乙酸乙烯各35kg,搅拌1分钟后,再加入70kgc14的α-烯烃。控制反应釜内温度在-9℃,再搅拌5分钟。将反应釜内的混合物依次转入氮气置换的塑料袋中,并在氮气保护下密封该塑料袋,每袋装入的质量为1kg,保证装袋过程在-9℃的环境中进行。将密封后的塑料袋放置于-9℃的低温环境中,保持24小时后,再转入到-3℃的环境中保持24小时后取出塑料袋,在25℃环境中放置24小时,即得改性聚α-烯烃,所得聚合物的分子量mw为6.10×106,实验室内模拟环道评价结果显示,所得聚合物的减阻率为64.5%。

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