專利名稱：α-烯烴減阻聚合物的乳化物及其制備方法和生產裝置的制作方法
涉及領域本發明是用于管輸油品的減阻。涉及高分子化合物的組合物和管道系統領域。
背景技術：
為了減小油品在管道中流動時的摩擦阻力，降低能耗或增大輸量，通常要在管道中加入減阻劑。目前國內外廣泛采用效果好的α-烯烴超高分子量聚合物減阻劑。但由于采用溶液聚合方法生產聚α-烯烴減阻劑時，所得產物的粘度極高，甚至超過50000厘泊。因此，給減阻劑的注入帶來很大困難；而采用本體聚合生產聚α-烯烴減阻劑時，所得產物為粘彈性固體物質，無法注入輸油管道，必須再經過后處理工序，使其變為具有流動性的液態產品，才能實際應用。為此，人們一直在研究使α-烯烴超高分子量聚合物減阻劑液態化的途徑。在上個世紀90年代先后發展了兩種減阻劑聚合物的后處理方法。第一種方法是針對溶液聚合反應方法發展的將高分子聚合物從聚合反應產物中分離出來的方法(見美國專利U.S.Patent5,376,697，1994年)。具體方法是將溶液聚合產物通過一種特殊的裝置進行處理，將聚合物從溶液中沉淀出來，然后在適當的溫度下烘干，放入低于聚合物玻璃化溫度的環境中，在有硬脂酸鈣等固體分散劑存在的條件下磨成一定細度的粉末，然后與水、醇、涂敷劑、表面活性劑、懸浮劑、增稠劑、殺菌劑、消泡劑等一起通過攪拌制成漿狀液體。第二種方法是針對本體聚合反應方法發展的直接將聚合反應產物在超低溫條件下粉碎后再與水、醇、涂敷劑、表面活性劑、懸浮劑、增稠劑、殺菌劑、消泡劑等一起通過攪拌制成漿狀液體的方法(見專利U.S.Patent 5,449,732，1995年；U.S.Patent 5,504,132，1996年；U.S.Patent 5,539,044，1996年；WO97/01582，1997年；U.S.Patent 5,733,953，1998年；WO98/1658，1998年；CN1233271A，1999年)。上述兩種方法獲得的減阻劑具有聚合物濃度相對較高、注入工藝簡單等優點，但它們含有固體非溶性分散劑，會對成品油性質產生影響，同時產品的靜置穩定性較差，放置一定時間后便會出現分層及聚合物聚結成塊的現象，給生產現場使用帶來諸多不便。
發明內容
本發明的目的是發明一種產品靜置穩定性極好、且不會將固體分散劑、水、醇等雜質帶進管輸油品，不影響油品性質，特別適用于成品油管道的α-烯烴減阻聚合物的乳化物減阻劑及其制備方法和生產裝置。
本發明的α-烯烴減阻聚合物的乳化物減阻劑是將α-烯烴超高分子量聚合物與由有機烴類、α-烯烴超高分子量聚合物不溶于其中的油溶性酯類或醚類物質組成的液態載體共同組合而成。這里所指的α-烯烴超高分子量聚合物指的是分子量超過106，且為非結晶型和油溶性的α-烯烴聚合物。液態載體中的有機烴類物質是柴油、汽油、苯、甲苯、二甲苯、己烷、庚烷、辛烷、環己烷或它們的混合物。而酯類或醚類物質是單硬脂酸甘油酯、混硬脂酸甘油酯、單軟脂酸甘油酯、混軟脂酸甘油酯、油酸甘油酯、脂肪酸甘油酯、二乙二醇二硬脂酸酯、二乙二醇單月桂酸酯、二乙二醇單硬脂酸酯、肉豆蔻酸異丙酯、三甘油辛-癸酸酯類和庚基酚聚氧乙(丙)烯醚、己基酚聚氧乙(丙)烯醚、庚基酚聚氧乙(丙)烯醚、辛基酚聚氧乙(丙)烯醚、壬基酚聚氧乙(丙)烯醚、油醇聚氧乙(丙)烯醚類。該乳化物的配比為α-烯烴超高分子量聚合物在混合物中的重量比為10～40％，液態載體在混合物中的重量比為40～90％；液態載體中有機烴類物質占液態載體的重量比為40～80％，酯類或醚類物質占液態載體的重量比為20～60％。本發明中，α-烯烴超高分子量聚合物不溶于其中的油溶性酯類或醚類物質使α-烯烴超高分子量聚合物微粒表面帶電，或者在聚合物微粒表面形成薄膜，以阻止α-烯烴超高分子量聚合物微粒在有機烴類溶劑中相互接觸，發生聚結，從而有效降低產品的表觀粘度和靜置穩定性。
本α-烯烴超高分子量聚合物高溫乳化物的制備方法先將α-烯烴超高分子量聚合物和有機烴類物質按比例加入高溫高壓反應釜，密封反應釜，在一定壓力(2～10MPa)下邊攪拌邊逐步升溫，使混合物體系的溫度達到160～280℃，并保持5～48小時，再向其中加入酯類或醚類物質，繼續保持原來的溫度攪拌0.5～5小時即可。這里的加壓是采用氮氣加壓。而在添加酯類或醚類物質時，是在保持已達到的高壓和高溫條件下加入的。因此就對其生產裝置提出了特殊要求。
鑒于以上制備方法的要求，本α-烯烴減阻聚合物乳化物的生產裝置采用常用的高溫高壓反應釜顯然就不能滿足要求了。它除了常用的高溫高壓反應釜的反應釜體10、加熱器11、保溫層12、釜蓋8、主螺栓7、攪拌槳13、測溫套管14、熱電偶18、攪拌裝置19、壓力表15、加壓口16和爆破片裝置17外，還必須有一套高溫高壓下加料的裝置。最簡便、有效的方法是在現在常用的高溫高壓反應釜上再加裝一套高壓進料裝置。其具體構成是在高壓反應釜的釜蓋8上打孔焊入一根可通到釜底的管子9，在釜蓋8外的管頭連接閥門6，加料容器5后由三通管往上接閥門2和進料口1，往橫向接閥門4和加壓口3。由于是在高壓條件下，所以這里所用的閥門2、4和6、加料容器5和管子9均應是耐高壓的。該高溫高壓加料裝置在使用時，先關閉容器5下的閥門6，反應釜可加溫加壓，關閉加壓口3的閥門4，在反應加溫加壓前或后打開投料口1的閥門2加料(酯類或醚類物質)，加好后關閉投料口1的閥門2。待需要向反應釜加料時，打開加壓口3的閥門4和容器5下閥門6，加壓即可將料通過管子9加入反應釜底。
圖1α-烯烴減阻聚合物乳化物生產裝置構成圖其中1-進料口 2-閥門3-加壓口 4-閥門5-加料容器 6-閥門7-主螺栓 8-釜蓋9-管子 10-釜體11-加熱器12-保溫層13-攪拌槳14-測溫套管15-壓力表16-加壓口17-爆破片裝置18-熱電偶19-攪拌裝置具體實施實施例1將本體聚合得到的高級α-烯烴的超高分子量聚合物和二甲苯加入高溫高壓反應釜，壓力維持在8MPa，一邊攪拌一邊逐步升溫，使溫度達到250℃并維持36小時，向反應釜內添加油酸甘油酯，繼續在保持原壓力和溫度的條件下攪拌5小時。其中高級α-烯烴的超高分子量聚合物在混合物中的比例占35％，二甲苯在混合物中的比例占45％，油酸甘油酯在混合物中的比例占20％。這樣就可得到包含高級α-烯烴的超高分子量聚合物的淤漿狀液體減阻劑產品，粘度為3000厘泊，即可通過簡單的加藥系統注入輸油管道。
實施例2將本體聚合得到的高級α-烯烴的超高分子量聚合物、柴油和環己烷加入高溫高壓反應釜，壓力維持在2MPa，一邊攪拌一邊逐步升溫，使溫度達到180℃并維持5小時，向反應釜內添加壬基酚聚氧丙烯醚，繼續在保持原壓力和溫度的條件下攪拌1小時。其中高級α-烯烴的超高分子量聚合物在混合物中的比例占10％，柴油在混合物中的比例占25％，環己烷在混合物中的比例占20％，壬基酚聚氧丙烯醚在混合物中的比例占45％。這樣就可得到包含高級α-烯烴的超高分子量聚合物的淤漿狀液體減阻劑產品，粘度為1800厘泊，即可通過簡單的加藥系統注入輸油管道。
實施例3將本體聚合得到的高級α-烯烴的超高分子量聚合物和辛烷加入高溫高壓反應釜，壓力維持在5MPa，一邊攪拌一邊逐步升溫，使溫度達到230℃并維持16小時，向反應釜內添加三甘油辛-癸酸酯，繼續在保持原壓力和溫度的條件下攪拌3小時。其中高級α-烯烴的超高分子量聚合物在混合物中的比例占25％，辛烷在混合物中的比例占45％，三甘油辛-癸酸酯在混合物中的比例占30％。這樣就可得到包含高級α-烯烴的超高分子量聚合物的淤漿狀液體減阻劑產品，粘度為2400厘泊，即可通過簡單的加藥系統注入輸油管道。
用該配方和方法制得的減阻劑產品，靜置穩定性極好，靜置數月時間均不會出現分層和聚結成塊現象，且粘度低于3000厘泊，可方便地用注入系統注入輸油管道。同時也沒有固體分散劑、水、醇等雜質帶進管輸油品，因此不但可以用于原油管線，也可以用于各種成品油管線的減阻增輸。
權利要求
1.一種輸油管道用以減阻的α-烯烴減阻聚合物乳化物，包括α-烯烴超高分子量聚合物和添加劑，其特征是采用α-烯烴超高分子量聚合物和由有機烴類物質與α-烯烴超高分子量聚合物不溶于其中的油溶性酯類或醚類物質組成的液態載體共同混合而成。
2.根據權利要求1所述的α-烯烴減阻聚合物乳化物，其特征是α-烯烴超高分子量聚合物在混合物中的重量比為10～40％，液態載體在混合物中的重量比為60～90％。
3.根據權利要求1、2所述的α-烯烴減阻聚合物乳化物，其特征是液態載體中有機烴類物質可為柴油、汽油、苯、甲苯、二甲苯、己烷、庚烷、辛烷、環己烷或它們的混合物，其在液態載體中的重量比為40～80％。
4.根據權利要求1、2所述的α-烯烴減阻聚合物乳化物，其特征是液態載體中的酯類和醚類物質有單硬脂酸甘油酯、混硬脂酸甘油酯、單軟脂酸甘油酯、混軟脂酸甘油酯、油酸甘油酯、脂肪酸甘油酯、二乙二醇二硬脂酸酯、二乙二醇單月桂酸酯、二乙二醇單硬脂酸酯、肉豆蔻酸異丙酯、三甘油辛-癸酸酯類和庚基酚聚氧乙(丙)烯醚、己基酚聚氧乙(丙)烯醚、庚基酚聚氧乙(丙)烯醚、辛基酚聚氧乙(丙)烯醚、壬基酚聚氧乙(丙)烯醚、油醇聚氧乙(丙)烯醚類，其在液態載體中的重量比為20～60％。
5.一種α-烯烴減阻聚合物乳化物的制備方法，其特征是先將α-烯烴超高分子量聚合物和有機烴類物質加入高溫高壓反應釜，密封加壓至2～10MPa，邊攪拌邊逐步升溫，在達到160～280℃后維持5～48小時，再向其中加入酯類或醚類物質，繼續保持原來的溫度和壓力攪拌0.5～5小時。
6.根據權利要求5所述的α-烯烴減阻聚合物乳化物的制備方法，其特征是采用氮氣加壓。
7.一種α-烯烴減阻聚合物乳化物的生產裝置，包括高溫高壓反應釜的反應釜體[10]、加熱器[11]、保溫層[12]、釜蓋[8]、主螺栓[7]、攪拌槳[13]、熱電偶[18]、攪拌裝置[19]、壓力表[15]、加壓口[16]和爆破片裝置[17]，其特征是在高溫高壓反應釜中又加裝一套高壓進料裝置，它是在高溫高壓反應釜蓋[8]上打孔焊入一根通到釜底的管子[9]，在釜蓋[8]外的管頭連接閥門[6]、加料容器[5]后由三通管往上接閥門[2]、進料口[1]，往橫向接閥門[4]和加壓口[3]。
8.根據權利要求7所述的α-烯烴減阻聚合物乳化物的生產裝置，其特征是三個閥門[2][4][6]均采用高壓閥，加料容器[5]和管子[9]耐高壓。
全文摘要
本發明是一種輸油管道用以減阻的α－烯烴減阻聚合物乳化物及其制備方法和生產裝置。它由α－烯烴減阻聚合物和有機烴類、油溶性酯或醚類物質組成的液態載體混合而成。制備方法是先將α－烯烴減阻聚合物和有機烴類物質加入高溫高壓反應釜，加壓至2～10MPa，邊攪拌邊升溫到160～280℃后保持5～48小時，再加入酯或醚類物質，繼續保持原溫度、壓力攪拌0.5～5小時。其生產裝置是在高溫高壓反應釜上加裝一高壓進料裝置。
文檔編號C08L23/00GK1536010SQ0310963
公開日2004年10月13日 申請日期2003年4月10日 優先權日2003年4月10日
發明者關中原, 稅碧垣, 李春漫, 常維鈍 申請人:中國石油天然氣股份有限公司