一种减阻剂浆液及其制备方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及一种减阻剂浆液及其制备方法。
【背景技术】
[0002] 减阻剂是一种降低流体流动阻力的化学剂，对实现流体管输过程的节能降耗和提 高管线输量具有重要意义。
[0003] 针对原油和成品油输送过程的减阻，减阻效果最好的是a-烯烃的聚合物，烯烃 的含碳数为2-30,优选为8-14的a-烯烃。在使用量很小的情况下，长链的a-烯烃聚合 物就可以达到较高的减阻效果，其减阻效果随着a -烯烃聚合物分子量的增大而增大，通 常a-烯烃聚合物的分子量要达到106以上。
[0004] a -烯烃聚合物可以采用单一烯烃均聚，也可以采用不同烯烃共聚。早期的聚合方 式多采用溶液聚合的方法，并直接将溶液聚合的产物应用到输油管道，但由于聚合产物本 身黏度大，聚合物的含量较低，因此，给运输和使用带来了很大的困难。20世纪90年代中 期，发展了本体聚合方法。这种方法大大提高了单体的转化率和聚合物的分子量，减阻剂的 性能得到大幅度的提高，但本体聚合得到的是橡胶状减阻剂聚合物固体，必须通过低温粉 碎并与其它添加剂一起分散到水或水和醇的混合溶剂中，制成浆液才方便实用，这一过程 称为减阻剂的后处理。低温粉碎不仅消耗大量的液氮，而且设备需要较长时间的预冷，操作 繁琐，对操作人员有低温伤害并有造成窒息的危险。
[0005] 淤浆聚合是一种全新的减阻剂合成方法，即将a-烯烃分散在硅油等不良溶剂 中，在催化剂作用下进行淤浆聚合，得到悬浮在硅油中的减阻剂淤浆，并可直接应用于原油 和成品油管输减阻，从而省去了后处理过程，简化了生产工艺。淤浆聚合可得到分子量接近 本体聚合的聚a -烯烃，同时省去了低温粉碎等后处理环节。
【发明内容】
[0006] 本发明的目的是提供一种新的减阻剂浆液及其制备方法。
[0007] 本发明的发明人发现，采用淤浆聚合直接得到的减阻剂浆液，一方面由于硅油本 身的粘度较大（硅油黏度在l〇〇_ 2/s以上），导致最终浆液的粘度较高，给管道加注带来困 难，另一方面，硅油的价格较高，浆液中含较多的硅油，增加了减阻剂产品的成本。因此，发 明人试图通过将聚合得到的聚合物悬浮液中的一部分硅油分离后加入隔离剂、醇溶剂并选 择适当的表面活性剂以使淤浆聚合后得到相稳定的含有固体弹性体、醇溶剂以及少量硅油 的浆液体系。
[0008] 为了实现上述目的，本发明提供了一种减阻剂浆液的制备方法，该方法包括在硅 油中，对a-烯烃单体进行淤浆聚合，得到减阻剂聚合物悬浮液，其中，该方法还包括：将 得到的减阻剂聚合物悬浮液进行固液分离，分离出下层硅油相，并将上层固体弹性体相与 隔离剂和表面活性剂以及醇溶剂混合均匀，所述表面活性剂为阴离子-非离子型表面活性 剂。
[0009] 本发明还提供了一种减阻剂浆液，该减阻剂浆液为含有聚a-烯烃、硅油、醇溶 剂、隔离剂和表面活性剂的悬浮液，其中，所述表面活性剂为阴离子-非离子型表面活性 剂。
[0010] 采用本方法的优点在于，将得到的减阻剂聚合物悬浮液进行固液分离后，分离出 的部分硅油可以回用到聚合反应中，一方面减少了聚合反应使用的硅油的量，另一方面降 低了聚合物悬浮液的粘度。另外，补加适量醇溶剂，并添加适当的表面活性剂可以大幅降低 体系的粘度，并增加体系的相稳定性，使产品更易于加注到管道中。而且，由于醇溶剂的价 格只是硅油价格的一半，因此，在相同聚合物含量的前提下，降低了淤浆聚合最终产品的成 本。
[0011] 本发明的其他特征和优点将在随后的【具体实施方式】部分予以详细说明。
【具体实施方式】
[0012] 以下对本发明的【具体实施方式】进行详细说明。应当理解的是，此处所描述的具体 实施方式仅用于说明和解释本发明，并不用于限制本发明。
[0013] 根据本发明，所述减阻剂浆液的制备方法包括在硅油中，对a -烯烃单体进行淤 浆聚合，得到减阻剂聚合物悬浮液，其中，该方法还包括：将得到的减阻剂聚合物悬浮液进 行固液分离，分离出下层硅油相，并将上层固体弹性体相与隔离剂和表面活性剂以及醇溶 剂混合均匀，所述表面活性剂为阴离子-非离子型表面活性剂。
[0014] 优选情况下，所述阴离子-非离子型表面活性剂选自烷基酚聚氧乙烯醚磷酸酯、 烷基酚聚氧乙烯醚磺酸酯、脂肪醇聚氧乙烯磷酸酯、脂肪醇聚氧乙烯磺酸酯和脂肪醇聚氧 乙烯硫酸酯中的一种或多种。其中，所述烷基酚聚氧乙烯醚磷酸酯和烷基酚聚氧乙烯醚磺 酸酯中烷基的碳原子数一般为5-10,优选为8-10。所述烷基酚聚氧乙烯醚磷酸酯、烷基酚 聚氧乙烯醚磺酸酯、脂肪醇聚氧乙烯磷酸酯、脂肪醇聚氧乙烯磺酸酯和脂肪醇聚氧乙烯硫 酸酯中氧烯基的重复单元数，即_(CH 2CH20)n-中η值一般为5-70,优选为10-50。所述脂肪 醇聚氧乙烯磷酸酯、脂肪醇聚氧乙烯磺酸酯和脂肪醇聚氧乙烯硫酸酯脂肪醇的脂肪醇中的 碳原子数一般为10-20,优选为12-18。
[0015] 根据本发明，以所述上层固体弹性体相中的固体弹性体的质量为基准，所述表面 活性剂的用量为1-20重量％，优选为5-15重量％。
[0016] 根据本发明，所述隔离剂可以是各种可用于减阻剂浆液的隔离剂，优选情况下，所 述隔离剂选自硬脂酸盐、镁、钙或钡的磷酸盐、镁、钙或钡的硫酸盐、镁、钙或钡的碳酸盐、二 氧化硅、石墨、碳黑、粘土、氧化铝、滑石、硼酸、马来酸共聚物、聚酸酐聚合物、氧化聚乙烯、 聚苯乙烯、聚苯乙烯共聚物和亚乙基双十八烷酰胺中的一种或多种。
[0017] 其中，所述硬脂酸盐可以是本领域常用的各种硬脂酸盐，优选选自硬脂酸钙、硬脂 酸镁和硬脂酸锌中的一种或多种。所述二氧化硅可以是沉淀和热解二氧化硅和/或经过疏 水改性的二氧化硅，所述沉淀和热解二氧化硅以及所述经过疏水处理的二氧化硅，既可以 通过商购获得，也可以通过文献方法制备。例如，所述二氧化硅为用直链醇或直链羧酸处理 过的二氧化硅。所述直链醇的优化碳数范围在8-18之间；所述直链羧酸的优化碳数范围在 8-18之间。一种简单的疏水处理方法是：将二氧化硅与改性剂（醇、羧酸）和有机溶剂在 一定的压力、温度下，一起加热煮沸，然后分离、干燥即可。
[0018] 根据本发明，以所述上层固体弹性体相中的固体弹性体的质量为基准，所述隔离 剂的用量为1-20重量％，优选为5-15重量％。
[0019] 根据本发明，为了能够实现更好的相稳定效果，将上层固体弹性体相与隔离剂和 表面活性剂以及醇溶剂混合均匀的方法优选为：先将上层固体弹性体相与隔离剂混合均 匀，再与表面活性剂和醇溶剂混合均匀。
[0020] 本发明对加入隔离剂以及表面活性剂的混合时间没有特别的限定，只要能满足将 隔离剂充分吸附在聚α-烯烃颗粒表面，并使表面活性剂充分分散即可。与隔离剂和表面 活性剂分别混合的时间优选大于5min,更优选大于30min。
[0021] 根据本发明，所述醇溶剂能够代替硅油起到分散聚合物的作用，同时所述隔离剂 和特定的表面活性剂的加入保证了所述聚合物能够在硅油、醇溶剂体系中稳定而不分相。 其中，所述醇溶剂可以选自异丙醇、正丁醇、叔丁醇、戊醇、正辛醇、异辛醇、乙二醇和丙二醇 中的一种或多种。优选情况下，所述上层固体弹性体相中的固体弹性体与所述醇溶剂的质 量比为1:0. 1-5,优选为1:0. 5-1. 5。
[0022] 根据本发明，所述固液分离的方法可以采用本领域技术人员公知的各种能够分离 下层硅油层的方法，例如，自然沉降或离心。
[0023] 根据本发明，硅油是液态的聚硅氧烷，一般是线型结