高聚物型减阻剂减阻性能的研究

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τw*、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δ。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τw*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δ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。     

基于巯基三唑化合物的复配天然气减阻剂性能研究

目前,天然气管输减阻剂已成为天然气输送领域研究的新热点。为此,根据天然气减阻剂的减阻机理,合成了巯基三唑化合物,经复配得到一种新型天然气减阻剂。该减阻剂中,巯基三唑化合物分子中含有N、S、O等电负性较大的原子,能够吸附在输气管道内表面上并形成一层光滑的弹性分子薄膜,其他复配物中含有N、O等电负性较大的原子,也有很好的协同吸附作用。在天然气减阻剂室内评价系统上对复配天然气减阻剂进行了减阻率测试,通过扫描电子显微镜观察到了减阻剂在钢铁表面上生成薄膜的形态,检验了减阻剂的成膜性能。试验结果表明：构成复配型减阻剂的2种组分单独使用时减阻效果不大,但复配后其减阻性能得到极大提高,在25 ℃、前端压力为520～650 kPa时,平均减阻率达到8.4%。     

淤浆法制备油溶性减阻剂

以1-辛烯为原料,采用淤浆聚合法合成了聚合物减阻剂（DRA）。考察了助催化剂种类及用量、外给电子体用量对所得减阻剂特性黏度的影响,并采用室内环道评价装置测定了所得减阻剂的减阻率。结果表明,淤浆聚合法工艺简便,聚合物产品的特性黏度为17.3 dL/g,减阻率最高达到58.7%,与市售品相近。     

α-烯烃高分子减阻剂的性能研究

采用本体聚合法,以TiCl4为主催化剂、Al(i-Bu)3为助催化剂合成α-己烯/α-十二烯减阻剂.用IR,1 HNMR,TG等手段对聚合物结构进行表征,考察了主催化剂用量、助催化剂用量对减阻剂特性黏度的影响,并采用室内环道评价装置对减阻率进行测试.结果表明:在主催化剂用量为0.09 g、助催化剂用量为0.12 mL、...     

油气管输中减阻剂的应用现状及发展趋势

减阻剂广泛应用于原油、成品油和天然气管道输送,它是提高管道流通能力和降低能耗的重要手段。综述了目前减阻剂的分类和用途,油品、天然气管输减阻剂国内外发展概况,阐述了减阻剂在原油、成品油和天然气管输中的应用实例及未来发展趋势。     

TiCl_4／Al(i-Bu)_3催化α-烯烃合成原油减阻剂

研究了TiCl4含量不同的两种TiCl4／Al(i-Bu)3催化剂的配比、起始反应温度、后续反应温度对聚合物性能的影响。采用凝胶渗透色谱(GPC)和核磁共振(1H NMR)法对聚合物进行了表征,结合实验室内模拟环道评价装置测定了聚合物的减阻率、抗剪切性能。实验结果表明,在TiCl4含量不同的两种TiCl4／Al(i-Bu)3催化剂的质量比为1:1、起始反应温度为3℃、后续反应温度为10-20℃的条件下合成的聚合物,经GPC测定,其重均相对分子质量达到4．54×106,相对分子质量分布宽度指数接近 2．9;1H NMR测定结果表明该聚合物是典型的聚烯烃类化合物,纯度达到98％以上。该聚合物在柴油中有良好的溶解性,减阻率达到28．9％,经一次高强度机械剪切后其减阻率减少20％-30％,经5次高强度机械剪切后剩余减阻率为8％,可用于工业原油的输送。     

耐盐型悬浮分散聚合物体系的制备及在盐水基变黏滑溜水体系中的应用

通过水溶液聚合体系研制出含双尾疏水单体的两性离子型聚合物分子P-DHZ,黏均分子量达到1000万以上,其具有极佳的耐盐型、减阻性与成胶性,可作为页岩气水力压裂液减阻剂或稠化剂利用高矿化返排液直接配液,耐盐能力可达6×104 mg/L。为满足页岩气压裂现场连续混配的工艺需求,将研制出的P-DHZ制成粉剂,分散于烃类连续相中形成稳定的悬浮体系,并优选出最佳的粉剂粒径、分散剂、转向剂及烃类连续相,制备出可用于现场连续混配的悬浮体系,粉剂比例占体系的45%,在高矿化度返排液中的溶解时间低于30 s,其最高减阻率达到75%以上,并可通过调整浓度实现实时变黏,迅速由滑溜水体系转变为胶液体系。      

高分子减阻剂共聚物的合成与表征

采用本体聚合法,以TiCl4／MgCl2-Al(i-Bu)3 为催化剂对1-辛烯/1-十二烯的长链α-烯烃进行共聚,考察不同的聚合条件对减阻率的影响,来提高二元聚合物的减阻率,最终确定最佳工艺条件。聚合物环道减阻测试的结果表明,当1-辛烯在反应物中体积分数为33%左右时,减阻率高达52.3%,通过凝胶色谱、1H-NMR、IR等方法对聚合物进行表征,证明用该方法可以制得重均相对分子质量为6.58×106 ,数均相对分子质量为2.41×106,相对分子质量分布宽度指数为2.73的原油用聚合物减阻剂,聚合较完全。     

α-己烯/α-辛烯/α-十二烯三元聚合物特性黏数研究

采用本体聚合法,以TiCl4/Al(Et)3为复合催化剂、α-烯烃为单体,合成α-己烯/α-辛烯/α-十二烯三元聚合物,考察反应条件对聚合物特性黏数的影响。采用FT-IR,1HNMR,XRD等表征手段对聚合物结构进行表征。结果表明,在主催化剂TiCl4用量0.095 g、助催化剂Al(Et)3用量0.12 mL、聚合温度－3 ℃、V（α-十二烯）∶V（α-辛烯）∶V（α-己烯）为4∶2∶1（单体总体积40 mL）、聚合时间48 h的最佳聚合条件下,聚合物的特性黏数达到15.40 dL/g。表征结果表明:聚合物可以看成是拟合成的物质,经乙醇洗涤后可以得到基本不含单体的烯烃聚合物;合成的聚合物为结晶度较低的α-烯烃聚合物。     

The drag reduction and degradation characteristics of poly α olefin in diesel via rotating disk apparatus

Poly α olefin/diesel system was studied by experiments with a rotating disk apparatus, to investigated drag reduction and degradation behavior. Four different concentrations were tested with time, rotating speed, temperature, mechanical and ultrasound treatment. The results show that there is a optimum time and maximum DR% for drag reduction, and DR% increases slowly with temperature in diesel. The higher concentration possesses shorter optimum time but higher rotating speed to take effect. Also higher DRA concentration shows better degradation resistance at intensive shear and ultrasound circumstance. This phenomenon could be attributed to poly α olefin prefer to form more clusters than single molecule forms at high concentration, comparing with lower one.     

原油高效减阻剂的制备及其性能

采用本体聚合方法,以TiCl4/Al(Et)2Cl为催化体系,C10～C14长链α-烯烃为单体,合成了原油管输高效减阻剂,对该减阻剂的制备、后处理等工业化方法进行了探讨。对聚合物进行了FTIR、1HNMR、XRD、TG表征,对浆料进行了减阻性能测试。结果表明,该聚合物为无定型半透明弹性体,相对分子质量410×104,最初分解温度300℃。将聚合物冷冻粉碎后,可配制出质量分数为47%、凝点低于-50℃、流动性较好、难挥发的高碳醇基减阻剂浆料。当减阻剂在柴油中的质量浓度为0.01kg/m3时,减阻率可达40.1%。     

甲基丙烯酸十二酯-甲基丙烯酸十八酯共聚物的可控合成及其降凝性能

以甲基丙烯酸十二酯（LMA）、甲基丙烯酸十八酯（SMA）为原料,Salen-N-Salicylaldehyde配合物/偶氮二异丁腈(AIBN)为催化体系,在甲苯溶剂中,通过溶液聚合,在Schlenk装置上合成了甲基丙烯酸十二酯-甲基丙烯酸十八酯共聚物(PHMA)。采用红外光谱、核磁共振氢谱表征了共聚物的结构,利用凝胶渗透色谱(GPC)测定了共聚物的相对分子质量及其分布,并对其降凝性能进行了评价。结果表明：当甲基丙烯酸十八酯与甲基丙烯酸十二酯摩尔比为5∶1、助催化剂(偶氮二异丁腈(AIBN))与催化剂(Salen-N-Salicylaldehyde)摩尔比为6∶1、反应温度为90 ℃、反应时间为10 h、单体总量与催化剂摩尔比为3600∶1时,催化剂的活性为11.035×10.4 g/(mol·h)。合成的共聚物(PHMA)的数均相对分子质量范围为0.864×10⁵～2.532×10⁵,相对分子质量分布指数较窄,反应可控。当油品中共聚物(PHMA)加剂质量分数为0.5%时,可将300～350℃柴油馏分和380～400℃润滑油馏分凝点分别降低7～10 ℃和10～15 ℃,且共聚物的降凝效果比相应均聚物的共混物降凝效果好。     

一种降阻剂与水作用力机理研究、合成及性能评价

以分子动力学方法对比了3种聚合物与水的相互作用能,由径向分布函数得到,聚合物中氧原子与水中氢原子形成的氢键是聚合物与水作用的主要来源。验证实验中以一种非离子表面活性剂型疏水单体与丙烯酰胺、丙烯酸共聚得到一种阴离子型三元疏水缔合聚丙烯酰胺作为降阻剂,核磁氢谱证明合成是成功的,光散射法测得三元聚合物分子量为2.83×106 g/mol。以清水在管道中流动的摩阻为空白组,计算降阻率。在聚合物加量0.025%条件下,PAM的降阻率最高仅达到40%,P（AM-AA-MPEG）的降阻率可达65%。与水相互作用能强的聚合物,降阻性能越好,聚合物在水中形成网状结构是降阻的直接原因,聚合物的长侧链也能提高降阻率。      

Rheological properties and storage stability of asphalt modified with nanoscale polyurethane emulsion

Nanoscale polyurethane emulsion which synthesized in previous work was used as polymer modifying agent herein to prepare modified asphalt by gentle agitation method. Rheological properties, storage stability, microstructure and polymer dispersibility of WPU-modified asphalt were investigated using dynamic shear rheological (DSR), segregation test, and fluorescence microscopy. Due to the reaction of active NCO groups in WPU and active hydrogen atoms in asphalt, the modified asphalt system can be stable stored at high temperature. In addition, the nano-particle size of polyurethane emulsion makes polymer uniformly dispersed in modified asphalt and work better.     

低温粉碎对烯烃聚合物相对分子质量的影响

以金属配合物为催化剂,采用本体聚合法合成了一类油溶性的超高相对分子质量的烯烃类聚合物,用核磁共振、凝胶渗透色谱(GPC)和循环管道减阻测定装置分别表征聚合物的构成、相对分子质量和减阻率。研究了在液氮环境中,将聚合物磨成粉末后,聚合物相对分子质量的变化和减阻率的变化,并考察了低温粉碎温度对聚合物相对分子质量和减阻率的影响。结果表明,烯烃聚合物经液氮低温粉碎后,其重均分子量由5 852 320下降到4 893 092,分散系数由2.821 167增加到3.637 814,同时减阻率下降约10.49%。     

基于十八醇磷酸酯单乙醇铵盐的天然气减阻剂室内评价

目前,降低天然气输送阻力、提高管道输送能力的方法包括管道内涂层减阻技术和天然气管输减阻剂技术。由于内涂层技术在施工上存在种种缺陷,因而对天然气管输减阻剂的研究成为天然气输送领域的新热点。为此,根据天然气管输减阻剂的减阻机理,在已有的高碳醇磷酸酯盐合成工艺的基础上,设计合成了十八醇磷酸酯单乙醇铵盐（OPEM）作为天然气管输减阻剂样品,利用室内环道评价系统对其0.1、0.2、0.3 g/100 mL的乙醇溶液减阻效果进行了评价。结果表明,该样品具有一定的减阻效果,在0.2 g/100 mL浓度时其减阻效果最好,减阻率在140 m^3/h流量条件下达到最大值8.0%。并采用L₁₆（5⁴）正交表设计了正交实验对其合成工艺进行了优化,得到最佳工艺条件为：酯化时间为6 h,酯化温度为70 ℃,物料比为3.5∶1,加水比为1∶1,水解温度为90 ℃。     

一体化多功能减阻剂的研究与应用

传统压裂液一般是以减阻剂为核心,配合使用防膨剂、助排剂等多种添加剂而形成的溶液体系,配液流程复杂,体系配伍性以及稳定性不佳,并且对储层伤害高。为解决传统压裂液存在的问题,文章以反相乳液聚合法合成了一种兼具减阻、携砂、助排、防膨、低伤害等性能的一体化多功能减阻剂JHFR-Ⅱ,并对其进行室内试验及现场施工。室内实验结果表明：JHFR-Ⅱ溶液黏度在1.0～90.0 mPa·s可调,岩心渗透率的伤害率低于20.0%。优选出0.10%的JHFR-Ⅱ溶液作为减阻水,在储层矿化度下,减阻率达73.2%;优选出0.40%的JHFR-Ⅱ溶液作为携砂液,其携砂能力为清水的90倍,破胶液黏度低于5.0 mPa·s,表面张力低于28.0 mN/m,防膨率高于85%。通过现场施工表明,JHFR-Ⅱ减阻剂不但能够满足致密油气藏大规模体积压裂施工的减阻和携砂需求,还可以用于常规以及其他非常规油气藏的复杂缝网压裂中。一体化多功能减阻剂JHFR-Ⅱ具有一剂多效的特点,其单剂水溶液即可作为压裂施工液体,在压裂施工作业中可有效简化操作流程,降低施工成本。     

石油减阻聚合物相对分子质量及其分布对其性能的影响

实验采用复配Cp2ZrCl2/Ziegler-Natta催化剂,以本体聚合法制备了系列具有超高相对分子质量的油溶性聚合物。采用凝胶渗透色谱表征聚合物相对分子质量及其分布,并考察了其对聚合物溶液特性粘度的影响。结果表明,当减阻聚合物的相对分子质量达到某一定值时,聚合物的多分散指数对其减阻效果有明显影响;仅通过提高聚合物的相对分子质量来改善其减阻性能,也许并不是行之有效的方法。研究初步认为,高效的减阻聚合物不仅要具备超高相对分子质量,还应有超高的相对分子质量分布。     

双物料预聚法合成减阻剂及性能评价

采用可控予聚的方式合成了HG-2成品油减阻剂,聚合物的黏均相对分子质量大于3.0?106。 对柴油中加入50 mg/L HG-2减阻剂进行指标评价及台架试验和行车试验。结果表明：加入50 mg/L的减阻剂,对柴油性质影响不大,能符合GB252-2011普通柴油的要求;作为燃料,对车辆整体性能无明显的影响。在洛郑驻成品油管道进行了现场试验,加剂10 mg/L,柴油增输率可增加30.1%,加剂量8 mg/L,雷诺数为52 411,70 940,78 087时,对应的增输率分别为26.8%,30.2%,38.6%,增输效果较好。     

新型酸液稠化剂MDNC的反相乳液聚合及性能研究

以甲基丙烯酰氧基乙基三甲基氯化铵(DMC)、丙烯酰胺(AM)和N,N-亚甲基双丙烯酰胺为原料,采用反相乳液聚合法合成了新型酸液稠化剂MDNC。通过实验,研究了引发剂浓度、乳化剂浓度、单体摩尔配比及单体浓度等对聚合反应的影响,确定出了最佳聚合反应条件;并对MDNC稠化剂酸液性能进行了评价。MDNC稠化剂在酸液中增粘性能好,热稳定性较好,抗盐、抗剪切能力强,具有较好的应用前景。