管道科技中心進行復合油品減阻劑初步合成及性能測試

?

管道科技中心進行復合油品減阻劑初步合成及性能測試

管輸成品油、原油中注入微量油品減阻劑可顯著降低管道摩阻，從而增加管道輸量。常見的油品減阻劑主要作用成分是α-烯烴長鏈聚合物，由于此類分子在管道高速流體剪切環境下極易斷鏈分解而逐漸失去減阻性能，所以需不斷補充減阻劑維持管輸的減阻效果，導致輸送成本的提高。

提高減阻劑的抗剪切性能可以提高減阻劑的使用壽命，減少減阻劑的投入，降低油品輸送成本。近年來，微觀復合材料發展極其迅速，為新型抗剪切減阻劑的設計研究和合成方法研究提供了大量的實驗和理論參考。中石油研究人員就減阻劑抗剪切性能差的問題，引入納米復合技術，進行復合油品減阻劑初步合成及性能測試研究，取得了良好的成果。

納米復合材料的合成方法有插層復合法、原位聚合法、溶膠凝膠法和共混法（見表3）。本技術采用共混法進行復合減阻劑的合成，關于共混法反應效率較低的問題，本技術選用特定的復配型硅烷偶聯劑對納米粒子進行改性處理，使其達到均勻分散、長效穩定的目的。

表3 納米復合材料的合成方法的特點及在復合減阻劑中的可行性

該復合減阻劑主要采用聚α-烯烴長鏈高分子直接與改性后的無機納米粒子共混的方法進行合成，并利用經接枝的聚α-烯烴高分子作為界面相容劑，以增加有機物和無機物間的結合能力，同時嘗試使用經改性后的納米級SiO2、蒙脫土、V2O5、CaCO3、TiO2五種不同材料分別進行合成試驗，來對比、篩選制備復合減阻劑所用的最優無機粒子。將制得的五種復合減阻劑通過環道測試系統進行增輸率和減阻率測試，結果為納米SiO2和納米蒙脫土與聚α-烯烴復合效果最佳，抗剪切性能提高了200%，故推薦選用這兩種無機粒子作為復合減阻劑的填料。

納米蒙脫土是目前被大量研究的復合材料填料粒子，多用于高聚物的強度調整。實驗室中制備的聚α-烯烴/納米蒙脫土復合減阻劑增輸率較聚α-烯烴/納米SiO2復合減阻劑略有降低，但剪切剩余率尤其是二次剪切剩余率更大。分析認為，納米蒙脫土粒子在偶聯劑作用下發生了片層剝離，片層結構的蒙脫土較納米SiO2具有更大的增韌能力，增強了聚α-烯烴長鏈高分子結構強度，抗剪切性能提高更明顯，但片層蒙脫土結構尺寸較大，限制了聚α-烯烴分子在管道中的分散和展開，在一定程度上影響了增輸率。

張雪琴 編輯自《油氣儲運》2016年10月

《復合油品減阻劑初步合成及性能測試》原作者代曉東等