石油管道油品减阻剂的合成.pdf

研究与开发
合成树脂及塑料,2012,29(6):62
CHINA SYNTHETIC RESIN AND PLASTICS
石油管道油品减阻剂的合成
左艳梅12
(1.扬州工业职业技术学院化学工程系,江苏省扬州市225127
2.浙江大学高分子科学研究所,浙江省杭州市310027)
摘要:采用本体聚合,以球形 Ziegler.-Nata负载型催化剂为主催化剂,三异丁基铝为助催化剂,二苯基二甲
氧基硅烷为外给电子体,制备了长链α-烯烃共聚物,考察了共聚单体混合比及反应条件对共聚合的影响,并进行了
放大实验,测试了共聚物的减阻性能。结果表明:在n(AH)n(Ti)为100,n(Si)Mn(Ti)为5,1-十二烯与1ー辛烯质量
比为1:1,反应温度0~-2℃,反应时间15天的条件下,共聚物的特性黏数和共聚单体转化率较高。制备的超高相对
分子质量长链一烯烃共聚物对石油输送具有良好的减阻效果,增输率可达20.16%
关键词:-烯烃聚合物减阻剂长链超高相对分子质量共聚合
中图分类号:TB324文献标识码:B文章编号:1002-1396(2012)06-0062-04
长链α-烯烃聚合物可用作减阻剂,而减阻剂性,使用减阻剂可为原油的输送减少能耗、节约成
生产的技术关键是合成超高相对分子质量,高度本,具有良好的经济效益和社会效益。
的非结晶性(确保能够溶于烃类溶剂),良好的油
本工作采用本体聚合法,以球形 Ziegler- Natta
溶性、柔顺性、抗剪切性能的聚合物。长链α-烯负载型催化剂作为主催化剂,三异丁基铝(TBA)
烃因其聚合活性好,聚合物在室温下可溶于烃类为助催化剂,二苯基二甲氧基硅烷(DDS)为外给
溶剂,聚合过程不易发生扩散控制,有利于动力学电子体,通过在较低的温度及磁力搅拌下预聚合,
研究叫;有文献报道用长链α-烯烃聚合物作为减在冰柜中或者室温下继续聚合的工艺来制备超高
阻剂,α一烯烃的共聚物比均聚物的抗剪切能力相对分子质量的长链α一烯烃共聚物[反应见式
好。聚合物良好的溶解性说明其高度的非结晶(1)]。
CH2=CH+CHーCHDQ催化神(CH1-CH》(CH-CB
0-2
COH
CIO
CH
实验部分
1.3特性黏数(mn的測定
,1原料
在100mL容量瓶中加人定量聚合物、约70
1ー辛烯,1-十二烯,均经脱硫剂、氮气保抑、分mL甲苯及少量抗氧剂二丁基羟基甲苯,室温下放
子筛脱水剂净化后使用,市售;DQ型主催化剂置48h以上,放人100℃的油浴中至完全溶解,
(Ti-Mg载体型球形催化剂),北京石油化工研究再补加甲苯至刻度,摇匀,配制成质量分数约为
院生产;TIBA,DDS,均为试剂级,市售;石油醚,0.2%的聚合物甲苯溶液。取约30mL聚合物甲苯
60-90℃经分子筛脱水后使用,市售。
溶液加人非稀释型乌式黏度计中,在25℃的恒
1.2试样制备
所有聚合实验均在无水、无氧的条件下进
收稿日期:2012-05-27。
行,所有的玻璃仪器和搅拌用的磁子均在烘箱中
修回日期:2012-08-26。
(120℃)烘干过夜。聚合物经过滤,真空干燥至恒
作者简介:左艳梅,女,1981年生,硕士
重。共聚单体(1-辛烯、1ー十二烯)反应前需除水除
讲师,2006年毕业于浙江大学高分子科
氧,主催化剂、TBA直接使用。向聚合瓶中依次加
学研究所高分子化学与物理专业,主要从
事高分子材料应用技术相关教学科研T
入计量的单体、助催化剂、主催化剂,放入低温水
作。联系电话:13952753634;E-mail
浴中反应一定时间,用异丙醇终止反应。
第6期
左艳梅.石油管道油品减阻剂的合成
温水浴中测定溶液流过毛细管的时间,根据流出与1-辛烯的质量比为1:1时最好,共聚单体转
时间来计算共聚物的ml。
化率最高。同样,当1-十二烯和1-辛烯的质量比
1.4减阻性能测试
为1:1时,共聚物的[]最高。
用沉析法测得进口的商品化减阻剂(EP减阻
表2室温聚合时1ー+ニ烯和1ー辛烯质量比对
剂)的聚合物质量分数为30%,配制减阻剂时所制
共聚单体转化率的影响
长链α-烯烃共聚物的用量为6x10°pg/,与EP
the conversion of monomers at room temperal/t on
Ttab.2 Effect of the mass ratio of 1-dodecene to l-octene
减阻剂用量为20x10wgL的聚合物质量分数相
主催化剂用1-十二烯与共聚单体
当。在减阻率评定装置中加人85L的柴油,添
量gL)1-辛烯质量比转化率,%m(L:g
加6x10°g几聚合物,搅拌均匀,然后控制好输送
1:1
63.47
12.81
压力,用秒表测试稳定工况下输送50L的柴
52.70
油的时间,用式(2)计算增输率(Tの?。
0.35
42.22
10.26
0.35
1I(1-DRY-1RI
0.34
式中:DR为减阻率。
注:n(Alyn(T)为100,na(Si)n(T)为5,反应温度25℃,反
应时间4天
实验要求每次测试用的流体和管道相同,同
流速下摩阻系数只与摩阻压降有关,因此,式(2)中2.2放大实验
DR按式(3)计算。
为了模拟工业生产,考察聚合釜的的传质传
热情况,在1L聚合釜中进行放大实验,考察了放
DR-
Po-△Pm
A×100%
(3)
大实验的动力学影响因素。
式中:AB为初始摩阻压降,Pa;△P为减阻后摩2-2.1动力学实验
阻压降,Pa
在1L聚合釜中依次加入1-辛烯和1-十ニ
烯的混合单体598mL,TIBA6.10mL,DDS0.61
结果与讨论
mL,DQ型主催化剂0.1458g,在聚合过程中每
211ー辛烯与1ー十二烯共聚合
隔30min取一次样,测定转化率、黏度。从图1看
从表1可以看出:随着1-十二烯含量的增出:在聚合的初始阶段,聚合釜中共聚物的黏度随
加,共聚单体的转化率和[η先升后降。当1-+二时间延长呈线性增长;当聚合2.0h时,共聚物的
烯与1-辛烯的质量比为1:1时,共聚物的最高。貓度突增。这是因为随着反应的进行,聚合体系中
但在此聚合条件下共聚单体的转化率都低于黏度增大,聚合瓮中的反应热不能及时撤出,出现
50.00%
局部过热现象,导致聚合反应速率急剧升高,共聚
物的黏度也随之大幅增加。这说明共聚单体在聚
表1冰柜中聚合时1-十二烯和1-辛烯质
比对共聚单体转化率和η的影响
合総中的预聚时间不能超过2.0h,否则聚合物的
Tab 1 Effect of the mass ratio of 1-dodecene to 1-octene
黏度过高,不利于出料。
on the conversion of monomers in a refrigerator
主催化剂用1-十二烯与共聚单体
量gLり)1-辛烯质量比转化率,%leg
0.80
33.74
10.27
0.79