管道科技中心进行复合油品减阻剂初步合成及性能测试



管道科技中心进行复合油品减阻剂初步合成及性能测试

管输成品油、原油中注入微量油品减阻剂可显著降低管道摩阻，从而增加管道输量。常见的油品减阻剂主要作用成分是α-烯烃长链聚合物，由于此类分子在管道高速流体剪切环境下极易断链分解而逐渐失去减阻性能，所以需不断补充减阻剂维持管输的减阻效果，导致输送成本的提高。

提高减阻剂的抗剪切性能可以提高减阻剂的使用寿命，减少减阻剂的投入，降低油品输送成本。近年来，微观复合材料发展极其迅速，为新型抗剪切减阻剂的设计研究和合成方法研究提供了大量的实验和理论参考。中石油研究人员就减阻剂抗剪切性能差的问题，引入纳米复合技术，进行复合油品减阻剂初步合成及性能测试研究，取得了良好的成果。

纳米复合材料的合成方法有插层复合法、原位聚合法、溶胶凝胶法和共混法（见表3）。本技术采用共混法进行复合减阻剂的合成，关于共混法反应效率较低的问题，本技术选用特定的复配型硅烷偶联剂对纳米粒子进行改性处理，使其达到均匀分散、长效稳定的目的。

表3 纳米复合材料的合成方法的特点及在复合减阻剂中的可行性

该复合减阻剂主要采用聚α-烯烃长链高分子直接与改性后的无机纳米粒子共混的方法进行合成，并利用经接枝的聚α-烯烃高分子作为界面相容剂，以增加有机物和无机物间的结合能力，同时尝试使用经改性后的纳米级SiO2、蒙脱土、V2O5、CaCO3、TiO2五种不同材料分别进行合成试验，来对比、筛选制备复合减阻剂所用的最优无机粒子。将制得的五种复合减阻剂通过环道测试系统进行增输率和减阻率测试，结果为纳米SiO2和纳米蒙脱土与聚α-烯烃复合效果最佳，抗剪切性能提高了200%，故推荐选用这两种无机粒子作为复合减阻剂的填料。

纳米蒙脱土是目前被大量研究的复合材料填料粒子，多用于高聚物的强度调整。实验室中制备的聚α-烯烃/纳米蒙脱土复合减阻剂增输率较聚α-烯烃/纳米SiO2复合减阻剂略有降低，但剪切剩余率尤其是二次剪切剩余率更大。分析认为，纳米蒙脱土粒子在偶联剂作用下发生了片层剥离，片层结构的蒙脱土较纳米SiO2具有更大的增韧能力，增强了聚α-烯烃长链高分子结构强度，抗剪切性能提高更明显，但片层蒙脱土结构尺寸较大，限制了聚α-烯烃分子在管道中的分散和展开，在一定程度上影响了增输率。

张雪琴 编辑自《油气储运》2016年10月

《复合油品减阻剂初步合成及性能测试》原作者代晓东等