专利名称：一种减阻组合物及其制备方法
技术领域：
本发明涉及一种减阻组合物及其制备方法。
技术背景
油溶性的聚α -烯烃被广泛应用于管道输送油品的减阻剂。油溶性减阻剂是一种应用于原油和成品油管道输送的聚合物化学添加剂，将所述油溶性减阻剂溶解在油品中可以在输量不变的情况下，大幅降低流体的沿程摩擦阻力损失，降低管道运行的压力；并可以在管线运行压力不变的情况下，提高管线的输送量。使用减阻剂无需增加管线的固定设备， 是一种方便、经济的调节管道输送量的方法。自1979年美国康诺克公司生产的减阻剂首次应用于阿拉斯加原油管道取得成功以来，主要发展了两种获得聚α烯烃减阻剂的方法，即溶液聚合和本体聚合。
最初，减阻剂是通过溶液聚合的方法制备得到的。溶液聚合是指将α-烯烃单体和催化剂溶于溶剂中进行聚合，且生成的聚α-烯烃溶于溶剂而形成高分子溶液。由于采用该方法生产的聚α-烯烃的单体转化率低，聚合物分子量以及其在聚合物中的含量很低，而导致减阻剂的减阻效果相对较差。同时，溶液聚合的产物粘度极高，因此给减阻剂的注入带来很大困难。
90年代后发展了采用本体聚合获得聚α-烯烃的方法。本体聚合不加入其它介质，只是在催化剂的引发下使单体进行聚合。该方法大大提高了聚合产物的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，体系粘度极大，所以在实施聚合时必需将聚合反应物分装在相对较小的反应容器中，然后将其置于低温环境下反应，操作过程十分繁琐。此外，由于本体聚合产物为粘弹性固体物质，要将其注入管道，必须将得到的聚 α -烯烃进行处理使其变成流体状态。处理方法通常包括以下两个步骤首先将固体状态的聚α-烯烃在超低温条件下粉碎成一定细度的粉末(为防止粉碎后的聚合物又重新凝聚在一起，需要加入适量的分散剂，所述分散剂可以包括硬脂酸钙、氧化铝、黏土、磷酸钙、硬脂酸锌、石墨和各种硬脂酸酰胺类等)，一般不小于100目。分散剂本身对减阻效果并无促进作用，因此，在保持聚合物粉末不凝聚的前提下，应尽量少加，然后通过各种化学添加剂使其悬浮于醇的水溶液中，形成淤浆状流体，整个过程繁琐而复杂,且生产成本极高，同时会造成严重环境污染。另外，由此获得的淤浆状减阻剂产品的静置稳定性较差，聚α-烯烃很容易从醇的水溶液中相分离出来，因此，必需通过适当搅拌后才能使用。
CN1530377A公开了一种聚α -烯烃减阻剂的制备方法，该方法包括先将聚合单体加入到反应器中，在隔绝空气和有搅拌情况下添加催化剂，在反应开始的20小时内缓慢加入油溶性而α -烯烃聚合物不溶于其中的聚酯、聚醚或酯醚共聚物类反应基液，并在_50°C 至20°C下反应3-10天。采用该方法制备的聚α-烯烃聚合物减阻剂浆液粘度较低，减阻效果好，静置稳定性好，无需搅拌就可直接用于输油生产。
CN1536009A公开了一种α -烯烃减阻聚合物悬浮液及其制备方法，所述α -烯烃减阻聚合物悬浮液由α-烯烃聚合物和悬浮基液混合而成，该悬浮液基液是油溶性而α -烯烃聚合物不溶于其中的聚硅树脂、有机硅树脂、有机硅改性树脂、改性非离子性硅酮、 高分子羧酸、高分子羧酸与硅酮混合物、电中性聚羧酸胺盐、聚酯、电中性聚酰胺聚酯混合物、聚醚以及聚醚改性硅酮中的一种或几种的复配液。所述制备方法包括将α-烯烃减阻聚合物小块与油溶性而α-烯烃不溶于其中的悬浮基液按重量比1: 1-1 4混合(基液占50-75重量％ )，送入胶体磨研磨，直至达到2-50微米的加工细度。该减阻聚合物悬浮液的静置稳定性好，并可应用于成品油管道。此方法需将本体聚合物小块送入胶体磨研磨，需特殊的加工设备，工艺较复杂。
CN101560301A公开了一种输油管道减阻聚合物悬浮液的乳化方法。它是按在总重量为100中，α-烯烃-苯乙烯共聚物占20-40%，包覆剂(饱和脂肪酸包覆剂)占 O. 04-6%，乳化剂(吐温、盘司、十八醇)占O. 02-4%，醇基体系占50-80%，冷冻剂(液氮、 液氦、液氩)适量的成分配比，先将α-烯烃-苯乙烯共聚物与包覆剂和冷冻剂混合，在低于聚合物颗粒玻璃化转变温度下研磨聚合物；再将按比例量的一种或几种乳化剂在高温下、在醇基体系中进行乳化；待乳化后体系温度降到常温时，在搅拌的情况下，按一定比例加入事先粉碎好的共聚物颗粒，搅拌，形成稳定的减阻悬浮液。该方法得到的减阻聚合物的固含量较高、粘度低。此方法需将本体聚合的产物，在低于其玻璃化转变温度进行研磨或粉碎，再制备稳定的减阻聚合物浆液。制作工艺复杂，操作繁琐。发明内容
本发明的目的在于提供一种新的减阻组合物及其制备方法，本发明提供的减阻组合物可以很好地用于输油管道的减阻。
本发明提供了一种减阻组合物，其中，所述减阻组合物为含有聚α-烯烃、硅油、 表面活性剂和溶剂的悬浮液；所述表面活性剂为油溶性表面活性剂，所述溶剂为极性溶剂。
本发明还提供了所述减阻组合物的制备方法，其中，该方法包括将聚α-烯烃与硅油、表面活性剂和溶剂混合均匀，得到悬浮液；所述表面活性剂为油溶性表面活性剂，所述溶剂为极性溶剂。
本发明还提供了所述减阻组合物的制备方法，其中，该方法包括下述步骤
(I)在烯烃聚合条件下以及在硅油的存在下，将α-烯烃单体与烯烃聚合催化剂体系接触，使得到特性粘度为10dL/g以上的聚α-烯烃和硅油的混合物；
(2)将步骤(I)得到的聚α -烯烃和硅油的混合物与表面活性剂和溶剂混合均匀， 得到悬浮液；所述表面活性剂为油溶性表面活性剂；所述溶剂为极性溶剂。
再者，本发明还提供了由上述方法制备得到的减阻组合物。
本发明提供的所述减阻组合物具有储存稳定性好、粘度低、流动性好以及注入容易的优点。按照本发明的优选的制备方法制备得到的减阻组合物不需要经过低温粉碎或研磨等复杂的后处理工艺即可以直接应用于输油管道的减阻，制备工艺简单，易于生 ，使用方便。
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
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。
按照本发明，所述减阻组合物为含有聚α -烯烃、硅油、表面活性剂和溶剂的悬浮液；所述表面活性剂为油溶性表面活性剂，所述溶剂为极性溶剂。
按照本发明，尽管所述减阻组合物中各组分的含量范围可以在较宽的范围内变化，但是，优选情况下，为了获得减阻效果更佳的减阻组合物，以所述减阻组合物的总重量为基准，所述聚α -烯烃的含量可以为5-45重量％，所述硅油的含量可以为1-50重量％， 所述表面活性剂的含量可以为O. 01-10重量％,所述溶剂的含量可以为O. 1-90重量％ ;更优选情况下，以所述减阻组合物的总重量为基准，所述聚α-烯烃的含量为10-40重量％， 所述硅油的含量为5-45重量％，所述表面活性剂的含量为1-8重量％，所述溶剂的含量为 10-80 重量％。
按照本发明，所述聚α-烯烃可以为用于输油管道的减阻领域中常规使用的各种聚α-烯烃。所述聚α-烯烃具有“超高分子量”。据估算，特性粘度为10dL/g的聚α-烯烃大致相当于至少200万-300万的粘均分子量。对于本发明来说，可以使用乌氏粘度计 (O. 02g聚合物/50mL甲苯，40°C )来测量聚α _烯烃的特性粘度，以表征聚α _烯烃的粘均分子量。优选情况下，所述聚α-烯烃为由α-烯烃单体聚合形成的特性粘度为10dL/g以上，更优选为10_25dL/g的聚合物。
其中，所述α-烯烃单体可以为用于制备用于输油管道的减阻领域中常规使用的各种聚α-烯烃中的各种α-烯烃单体，例如，可以选自C2-C3tl的α-烯烃单体中的一种或多种，优选选自C4-C2tl的α-烯烃单体中的一种或多种。换言之，本发明所采用的聚α-烯烃可以是由一种α-烯烃单体自聚合得到的，也可以是由多种α-烯烃单体共聚合得到的； 即，所述聚α-烯烃可以为α-烯烃均聚物和/或α-烯烃共聚物(例如，可以为α _烯烃二元共聚物、α-烯烃三元共聚物或α-烯烃三元以上共聚物；所述共聚物包括嵌段共聚物、无规共聚物和交替共聚物中的一种或多种)。
按照本发明，所述α-烯烃单体包括线型直链α-烯烃单体和非线型α -烯烃单体。
例如，所述的α -烯烃单体包括乙烯基芳香单体，如苯乙烯，以及具有I至10个碳原子的烷基基团的烷基苯乙烯、乙烯基萘等单体。
优选情况下，所述α -烯烃单体选自C2-C3tl的线型直链α -烯烃中的一种或多种； 进一步优选情况下，所述α-烯烃单体选自C4-C2tl的线型直链α-烯烃中 的一种或多种。
按照本发明，优选情况下，典型的α -烯烃均聚物可以选自聚1-丁烯、聚1-己烯、 聚1-辛烯、聚1-癸烯、聚1-十二烯、聚1-十六碳烯和聚1-二十碳烯中的一种或多种。典型的α -烯烃二元共聚物可以选自丙烯-1-十二烯共聚物、1- 丁烯-1-十二烯共聚物、1-己烯-1-癸烯共聚物、1-己烯-1-十二烯共聚物和1-辛烯-1-十四烯共聚物等中的一种或多种。
按照本发明，所述硅油通常指室温(20_30°C )下保持液体状态的线型聚硅氧烷产品，它是由二甲基二氯硅烷加水水解制得初缩聚环体，环体经裂解、精馏制得低环体，然后把环体、封端剂、催化剂一起调聚得到各种不同聚合度的混合物，经减压蒸馏除去低沸物后得到硅油。所述硅油具有如下结构式
权利要求
1.一种减阻组合物，其特征在于，所述减阻组合物为含有聚α-烯烃、硅油、表面活性剂和溶剂的悬浮液；所述表面活性剂为油溶性表面活性剂，所述溶剂为极性溶剂。
2.根据权利要求1所述的减阻组合物，其中，以所述减阻组合物的总重量为基准，所述聚α-烯烃的含量为5-45重量％,所述娃油的含量为1-50重量％,所述表面活性剂的含量为O. 01-10重量％，所述溶剂的含量为O. 1-90重量％。
3.根据权利要求2所述的减阻组合物，其中，以所述减阻组合物的总重量为基准，所述聚α-烯烃的含量为10-40重量％,所述娃油的含量为5-45重量％,所述表面活性剂的含量为1-8重量％，所述溶剂的含量为10-80重量％。
4.根据权利要求1所述的减阻组合物，其中，所述聚α-烯烃的颗粒直径为小于1000微米。
5.根据权利要求1-4中任意一项所述的减阻组合物，其中，所述聚α-烯烃为由α-烯烃单体聚合形成的特性粘度为10dL/g以上的聚合物。
6.根据权利要求5所述的减阻组合物，其中，所述α-烯烃单体选自C2-C3tl的线型直链α-烯烃中的一种或多种。
7.根据权利要求1-3中任意一项所述的减阻组合物，其中，所述硅油具有如下结构式
8.根据权利要求7所述的减阻组合物，其中，所述硅油选自甲基硅油、乙基硅油、甲基苯基硅油、甲基氯苯基硅油和苯基硅油中的一种或多种；所述硅油在25°C的粘度为5厘泊-5000厘泊。
9.根据权利要求1-3中任意一项所述的减阻组合物，其中，所述油溶性表面活性剂选自吐温表面活性剂、司盘表面活性剂和壬基酚聚氧乙烯醚表面活性剂中的一种或多种。
10.根据权利要求1-3中任意一项所述的减阻组合物，其中，所述溶剂选自醇、醚、酮、醇的水溶液、醚的水溶液以及酮的水溶液中的至少一种。
11.一种减阻组合物的制备方法，其特征在于，该方法包括将聚α-烯烃与硅油、表面活性剂和溶剂混合均匀，得到悬浮液；所述表面活性剂为油溶性表面活性剂，所述溶剂为极性溶剂。
12.根据权利要求11所述的制备方法，其中，所述聚α-烯烃的特性粘度为10dL/g以上，颗粒直径为小于1000微米。
13.一种减阻组合物的制备方法，其特征在于，该方法包括下述步骤 (1)在烯烃聚合条件下以及在硅油的存在下，将α-烯烃单体与烯烃聚合催化剂体系接触，使得到特性粘度为10dL/g以上的聚α-烯烃和硅油的混合物； (2)将步骤(I)得到的聚α-烯烃和硅油的混合物与表面活性剂和溶剂混合均匀，得到悬浮液；所述表面活性剂为油溶性表面活性剂；所述溶剂为极性溶剂。
14.根据权利要求11或13所述的制备方法，其中，以所述减阻组合物的总重量为基准，各物质的用量使得到的减阻组合物中，聚α-烯烃的含量为5-45重量％，硅油的含量为1-50重量％，表面活性剂的含量为O. 01-10重量％，溶剂的含量为O. 1-90重量％。
15.根据权利要求14所述的制备方法，其中，以所述减阻组合物的总重量为基准，各物质的用量使得到的减阻组合物中，聚α-烯烃的含量为10-40重量％，硅油的含量为5-45重量％，表面活性剂的含量为1-8重量％，溶剂的含量为10-80重量％。
16.根据权利要求13所述的制备方法，其中，所述烯烃聚合催化剂体系为Ziegler-Natta催化剂体系和/或茂金属催化剂体系。
17.根据权利要求13所述的制备方法，其中，步骤(I)中，所述烯烃聚合条件包括在惰性气体保护下并在搅拌下，将α -烯烃单体与烯烃聚合催化剂体系接触，接触温度为零下20°C至40°C，接触压力为O. Ol-lOMPa，接触时间为10小时以上。
18.—种减阻组合物，其特征在于，该减阻组合物是由权利要求13-17中任意一项所述的方法制备得到。
全文摘要
本发明提供了一种减阻组合物及其制备方法。所述减阻组合物为含有聚α-烯烃、硅油、表面活性剂和溶剂的悬浮液；所述表面活性剂为油溶性表面活性剂，所述溶剂为极性溶剂。本发明提供的减阻组合物具有储存稳定性好、粘度低、流动性好以及注入容易等优点。
文档编号C08J3/09GK103030854SQ20111029472
公开日2013年4月10日 申请日期2011年9月29日 优先权日2011年9月29日
发明者谢婧新, 荣峻峰, 王振宇, 李峰, 楚喜丽, 周旭华 申请人:中国石油化工股份有限公司, 中国石油化工股份有限公司石油化工科学研究院