分子模拟在溶液聚合溶剂筛选中的应用

为提高溶液聚合过程中筛选溶剂的效率,采用分子模拟软件分别构建聚1-十二烯、聚1-辛烯以及n(苯乙烯)∶n(1-十二烯)=2∶3的共聚物的结构模型,利用结构平衡后的轨迹数据计算其溶度参数,并依据模拟的结果筛选出溶液聚合的良溶剂,最后通过试验考察了在反应条件一致的情况下,溶度参数不同的溶剂在溶液聚合过程中对聚合物黏均相对分子质量以及结晶性的影响,发现随着溶剂与聚合物的溶度参数越是接近,聚合物黏均相对分子质量越大,结晶性越小。结果表明,用分子模拟软件模拟聚合物的溶度参数进而筛选合适的良溶剂是比较可靠,可以用来指导聚合物的合成。     

混合溶剂制备溶油性减阻剂的研究

依据溶度参数理论和分子模拟软件,配制溶度参数各异的混合溶剂,并用混合溶剂合成聚α-烯烃减阻剂。对减阻剂的黏均相对分子质量、加剂浓度与减阻率、混合溶剂的表观黏度的研究结果表明:当混合溶剂的溶度参数逐渐接近聚合物的溶度参数时,其合成出的减阻剂聚合物的相对分子质量与减阻率也随之增大。用一种脂肪烃(正己烷)和一种芳烃(甲苯)配制的混合溶剂除了溶度参数以外还需考虑溶剂的极性。溶度参数理论可以指导混合溶剂的配制。     

乙烯/1-十二烯共聚物的制备及减阻性能评价

采用溶液聚合法,以TiCl4/MgCl2为主催化剂、Al(i-Bu)3为助催化剂、乙烯和1-十二烯为聚合单体、正己烷为溶剂,制备了二元聚合物减阻剂。室内环道减阻性能评价结果表明,在1L反应釜内,1-十二烯和正己烷总体积为600mL、聚合温度为-2℃时,最优共聚条件为主催化剂用量0.4g、n(Al)/n(Ti)=80、V (1-十二烯)/ V (正己烷)=2/3、m(1-十二烯)/m(乙烯)=912,合成的聚合物减阻率为45.45%。采用13C-NMR、XRD对聚合物结构和结晶度进行表征,结果表明,乙烯单体的引入使聚合物的结晶性明显降低,有助于提高减阻剂在油品中的有效浓度,降低减阻剂溶液的用量。     

高聚物的溶度参数概念及其溶剂的精确选配方法

针对非极性或弱极性聚合物的溶解 ,以溶度参数理论为依据 ,利用电子计算机对 44种溶剂进行了组合和筛选 ,研制出与目标溶剂具有相同溶解能力的混合溶剂。结果表明 ,利用溶度参数理论的精确算法 ,可以快速、准确的选择性能更为理想的混合溶剂。     

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。     

聚长链α-烯烃减阻性能的影响因素研究

利用室内环道评价装置考察了聚长链α-烯烃减阻剂的溶解时间、雷诺数、加剂浓度、黏均相对分子质量和高聚物的抗剪切能力对减阻性能的影响。结果表明：聚合物的减阻率随溶解时间的延长而增大,达到一定值后趋于稳定;聚合物的凝聚状态以及颗粒的分散程度对减阻剂的溶解能力影响较大;加剂浓度在15 mg/L时减阻率达到最大值,加剂浓度与减阻率的关系基本符合Virk经验公式;存在最佳雷诺数,雷诺数大于或小于最佳雷诺数时,减阻能力减弱,直至无效;在一定的相对分子质量范围内,黏均相对分子质量与减阻率呈线性关系,相对分子质量越大,减阻率越好;聚合物经过齿轮泵剪切后会使减阻率急剧下降,经过管壁的初次剪切也会使减阻率下降40%左右。     

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。     

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%。     

原油输送减阻技术与减阻效率

原油在管道中输送时,加入少量ppm的减阻剂,增输量可达到10%以上。用作减阻剂的油溶性聚合物,分子量一般高达几百万到上千万。按分子数计算,减阻剂在原油中占的比例微小,因此不会改变原油的粘度。减阻效率决定于聚合物在溶液中的形态,空间尺寸,聚合物的溶解性能以及使用减阻剂的技术。实验表明(1)减阻效率随减阻剂添加量而增加,但减阻剂浓度达到一定值后,减阻率提高缓慢;(2)流体的流速增加,使减阻效率显著增加,但对不同的聚合物影响结果不一样;(3)在管径相同的条件下,流体的雷诺数增加,减阻效率增加;(4)在一定范围内壁剪切应力增加,减阻率也随之增加,但过大的剪切力会使高聚物降解,分子量降低,减阻率下降;(5)原油中含微量水份会影响减阻率。当含水量超过一定值时,因聚合物溶解性不好,反而导致减阻剂失效。目前工业上使用的减阻剂品种主要是超高分子量的聚α—烯烃,在油中的添加量为φn×10ppm以内,使减阻率在20%左右,增输15%左右,可以明显增加经济效益。     

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、...     

聚丙烯酸-苯乙烯分散剂的合成及其对纳米二氧化锆分散性能的影响

采用溶液聚合法以水为溶剂、过硫酸钾为引发剂,合成了低相对分子质量聚丙烯酸-苯乙烯聚合物分散剂。在中性水溶液,pH=2的酸性水溶液和2 mol/L KCl电解质溶液3种环境下,以纳米ZrO_2颗粒的分散粒径为分析依据对合成条件进行了优化探索。结果表明,在反应温度80℃,单体苯乙烯与丙烯酸摩尔比为1: 1,引发剂K_2S_2O_8用量为4%(质量分数),反应时间2 h条件下,制得的分散剂具有良好的分散效果。     

压裂用减阻剂及其减阻机理研究进展*

减阻剂是致密砂岩、页岩等非常规储层改造压裂液的关键添加剂,其性能直接影响压裂施工效果。通过介 绍聚合物类减阻剂、表面活性剂类减阻剂和多元减阻剂,分析比较了3种减阻剂的优缺点及研究进展,重点阐述 了减阻剂的减阻机理及减阻失效机理,归纳总结了纳米材料在压裂减阻中的应用研究进展。指出在高温、高剪 切、复杂介质等非常规储层压裂环境中,同时具有储层伤害小、携砂能力强、减阻稳定且高效、易返排、易回收利 用等优点的新型多功能复合减阻剂将是今后研究的重要方向。     

HG减阻剂在输油管道上分散时间的研究

减阻剂是输油管道专用的一种化学添加减阻剂。该研究使用C6~C16的α-烯烃为单体,本体聚合得到黏均分子量大于300×104的HG减阻剂聚合物。现场试验表明,减阻剂不能在全管段起作用,仅在已分散好的管段起到减阻增输的效果。减阻剂的作用效果与分散时间密切相关,输送介质不同,减阻剂的分散时间不同。减阻剂在临濮线管输阿曼原油、娄孟成品油管线输送柴油和汽油时分散时间分别为240、60和40min。在实际应用减阻剂工艺时,需要充分考虑分散时间对减阻剂作用效果的影响,必要时可采用减少分散时间的方法,提高减阻剂的使用效率,这一点对于短距离输油管道特别是用于码头快速装卸油等场所尤其重要。     

原油输送中减阻剂聚合物的特性对减阻率的影响

本文讨论了减阻剂聚合物的分子量、分子量分布、分子结构以及不同物性的原油对减阻率的影响。讨论了聚合物降解的情况及对减阻的影响。     

1-十二烯经高温低聚制备低黏度聚α-烯烃合成油

采用高温溶剂回流和溶液聚合法对无水AlCl3催化1-十二烯齐聚反应进行研究,合成了一种低黏度聚α-烯烃合成油（PAO)。通过催化剂用量、反应温度、反应时间对1-十二烯转化率、PAO收率以及产物分布的影响,确定的最佳工艺条件为：AlCl3添加量1.0％,反应时间2 h,反应温度110 ℃。在最佳工艺条件下,1-十二烯转化率为93％,溶剂损失率为15％左右,PAO收率为83％左右,产品PAO 100 ℃运动黏度为6.80 mm2/s左右,黏度指数为151左右,倾点为-43 ℃,开口闪点为240 ℃,是一种低黏度、高黏度指数、低倾点、高闪点的聚α-烯烃合成润滑油基础油,产品主要由二聚体、三聚体、四聚体以及少量的五聚体组成。该工艺具有较好的实验重复性。     

油品管道减阻剂

中国石油管道分公司研制的威普牌EP系列减阻剂是世界著名的减阻剂品牌之一,拥有先进的α-烯烃系列减阻剂工业生产线,年产量可达5000m2。自主研发的EP—W、EP—A、EP—O、EP—P、EP—S系列油品减阻剂,可在15。30mg／L的添加量下,使原油管道增输15％～35％,成品油管道增输30％～50％。产品的生产采用先进的本体聚合催化工艺,合成的超高分子量减阻聚合物相对分子质量可达千万级,     

α-烯烃合成减阻剂的研究

在管输流体中加入减阻剂是提高输送能力的有效方法。以α-烯烃为原料,利用正交试验法确定减阻高聚物α-烯烃的最优配方和合成条件,分析了主催化剂、助催化剂用量、反应温度和反应时间等因素对聚合产物的影响程度,制定出可行的试验方案。在优化条件下合成的减阻剂,对于对0号柴油,流体雷诺数6000,添加量10μg/g时,减阻效果优于同类产品。     

聚α烯烃型原油减阻剂在油田的应用

将聚α烯烃型原油减阻剂HYJZ-06在渤海锦州25-1南油田进行了成功应用,当其加注浓度为60 mg/L时,减阻率达到39.14%,增输率达到31.80%,解决了现场原油的减阻增输问题。本文结合聚α烯烃型原油减阻剂HYJZ-06在渤海锦州25-1南油田的实际应用情况,总结了该类型减阻剂在应用过程中对原油流动状态、原油含水率、管线停留时间、减阻剂加注设备及加注点的要求及注意事项。     

聚丙烯酸酯类降凝剂的最佳合成条件

采用溶液聚合法合成了丙烯酸酯类聚合物降凝剂。用正交试验设计法和极差分析法研究了单体配比、溶剂及其用量、引发剂用量、聚合温度和聚合时间对丙烯酸酯类聚合物降凝效果的影响。     

光诱导活性沉淀聚合法合成聚甲基丙烯酸甲酯的研究

本文以2-羟基-2-甲基-1-苯基-1-丙酮(1173)为光引发剂,Fe Cl3·6H2O作为催化剂,六次甲基四胺作为配体,维生素C作为还原剂,在无水乙醇溶剂中进行聚合反应。通过光诱导原子转移自由基沉淀聚合法合成了聚甲基丙烯酸甲酯。研究了反应时间、光引发剂用量、还原剂用量、配体用量、催化剂用量等因素对聚合反应收率的影响。聚合物的红外谱图证实得到目标产物聚甲基丙烯酸甲酯。热分析结果表明该种方法得到的聚甲基丙烯酸甲酯金属残留量较低。并通过改变实验参数得到了甲基丙烯酸甲酯均聚的最佳反应条件:反应时间12 h,引发剂1173与单体总量的摩尔比为1:25,还原剂维生素C与单体总量的摩尔比为3:4,催化剂Fe Cl3·6H2O与单体总量的摩尔比为3:250,配体六次甲基四胺与单体总量的摩尔比为3:100。