高聚物型减阻剂减阻性能的研究_富雯婷.pdf

石油炼制与化工
2009年5月PETROLEUMPROCESSINGANDPETROCHEMICALS第40卷第5期

高聚物型减阻剂减阻性能的研究

富雯婷,管民,李惠萍,胡子昭
(新疆大学化学化工学院,乌鲁木齐830008)

摘要对高聚物减阻剂的减阻性能进行研究,考察了高聚物减阻剂的相对分子质量、起始点的
*
管壁切应力Sw、减阻剂添加量、雷诺数及高聚物减阻剂的降解对减阻效果的影响。根据高聚物减
阻剂的摩阻系数与雷诺数关系曲线,拟合得到高聚物减阻剂的斜率增量D。结果表明,减阻剂的减
阻率随相对分子质量的增大而提高;减阻剂的均方回转半径Rg越大,减阻起始点要求的管壁切应
*
力Sw值越小,减阻效果越好;减阻剂的减阻率随添加量的增加而增大;减阻剂的斜率增量D越大,
减阻效果越好;高聚物减阻剂在一定剪切力下都会发生一定程度的降解,使减阻率下降。

关键词:高聚物减阻剂减阻率雷诺数

1前言等[6]合成了具有超高相对分子质量的聚合物减阻
对于石油行业,管道运输是油品运输的主要传剂,其性能指标达到了国际同类产品的先进水平。
输途径,管道运输具有投资省、能耗低、建设速度快本课题主要讨论自制油品高聚物减阻剂的减阻
等优点,但也存在输送量适应范围小的缺点,会导性能。
致泵站数量增加、能耗增加、成本增加等问题。目2实验
前节能降耗已成为国家发展的基本出发点,在开发2.1试剂和仪器

能源的同时节能降耗被放在重要位置。如何增大A-C12烯烃,Shell香港有限公司生产;主催化

石油及各种物品在长距离运输过程中的运输量、减剂为负载型TiCl4/MgCl2;助催化剂为Al(i-Bu)3,
少其在过程中的运输时间和运输成本、提高效率是进口剂;调整剂(外给电子体)为二苯基二甲氧基硅
需要完成和改善的问题。解决上述问题最好的方烷;正己烷、正庚烷和环己烷均为分析纯试剂;0号
法是使用减阻剂,通过在油品管道中加入少量减阻柴油,新疆三永投资贸易有限公司提供。
剂,使油品的流动性质得到改善。对于管道运输而带搅拌的1L常压聚合反应釜,天津鹏翔有限
言,油品减阻剂是一种广泛应用于原油和成品油管公司制造;GPC150C型凝胶色谱仪,美国Waters
道输送的化学添加剂,它可方便地提高管道的输公司;减阻剂室内模拟评价装置[7],自行设计校核
量,降低管线的压力,节约能源,提高管线运行的安安装;4-0.64乌氏粘度计,上海宝山玻璃仪器厂。
全系数。因此,使用减阻剂可使管道由/刚性0变为2.2实验方法
/弹性0,既可使管道迅速实现增输,又无须承担很聚A-烯烃减阻剂聚合方法见文献[8-9]。用减
大的风险,如果使用得当,其总费用完全可能低于阻剂室内模拟环道评价装置测量所得到的聚A-烯
其它增输手段。高聚物是效果良好的油品减阻剂。烃减阻剂的减阻率。环道测试条件为:测试温度
[1]
Toms首次发现高分子聚合物在紊流时的减阻现20e,溶液质量浓度10mg/L,输送压力0.083MPa。
象,引起了流体力学界和高分子学界的广泛注意。用凝胶色谱测量减阻剂的相对分子质量及相对分
随后又陆续研制出聚异丁烯、苯乙烯共聚物、聚乙子质量分布;用乌氏粘度计测量聚A-烯烃减阻剂
烯-丙烯共聚物等烯烃的聚合物和聚甲基丙烯酸的特性粘数。通过以上的测量结果评价自制油品
[2]
酯、聚丙烯酸酯等非烃聚合物系列减阻剂。国外聚A-烯烃减阻剂的减阻性能。
自1979年首次应用CONOCO公司的CDR减阻
[3-5]
剂后对减阻剂的研究十分广泛,而国内对聚合收稿日期:2008-10-22;修改稿收到日期:2008-12-22。
物减阻剂的研制则起步较晚。1982年,浙江大学作者简介:富雯婷(1982-),女,在读硕士研究生,主要从事油
开始进行减阻剂的开发和试验。近年来,关中原品输送的研究工作。
第5期富雯婷等.高聚物型减阻剂减阻性能的研究67

3结果与讨论柔性好,这也表明高聚物的减阻效果与溶液聚合物
3.1相对分子质量对减阻效果的影响分子的伸展状态有关。
凝胶色谱能快速简便地测定高聚物的相对分由于溶液聚合产物本身粘度大,聚合物含量
子质量,对合成的聚合物进行GPC分析得到聚合低,要耗费很大能量将溶剂脱去,给运输和使用带
物的重均相对分子质量Mw和数均相对分子质量来极大的困难,所以目前使用较多的是通过本体聚
Mn(见表1)。表1中LD代表用溶液聚合方法制合法制得的减阻剂。
得的样品,D代表用本体聚合方法制得的样品。由3.3加剂量和雷诺数对减阻效果的影响
表1可以看出,高聚物减阻样品的相对分子质量大加剂量对减阻效果的影响见图1,环道实验测
都在百万以上,均有明显的减阻效果,溶液聚合得试条件为:测定温度(20?2)e,流速3m/s,雷诺
到的高聚物减阻剂的减阻率大于本体聚合得到的高数9000,输送压力0.0