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聚α-烯烃原油减阻剂的合成工艺条件研究及中试放大分析

马勇  
【摘要】:流体流动产生阻力的原因在于流体的粘性,流体阻力大部分产生在湍流区域。减阻剂的作用区域在流体的湍流区,它能有效的降低流体阻力增加流量。减阻作用早在19世纪末即已发现,但一直未引起足够重视,直到上世纪70年代减阻剂应用于原油输送中,其重要性才得以显现。特别是近年来能源的日益紧张及原油开采量的不断增大,为减阻剂的发展提供了广阔的应用发展空间。 减阻剂种类很多,用途也各不相同。论文研究的重点是油溶性聚α—烯烃减阻剂,它是目前应用范围最广、应用效果最好的油溶性减阻剂,具有分子量高(M>10~6)、油溶性好、减阻率高的特点。聚合α—烯烃散热量大,采用本体聚合方法必需解决好此问题,这就需要在低温条件下聚合,控制反应速度,提高产物分子量。论文自制反应器,采用Ziegler-Natta催化剂本体聚合α—烯烃。聚合条件对减阻剂的影响及条件优化实验利用正交试验表进行设计,选取影响聚合的五个因素进行系统考察。 聚合实验的结果分析显示: ① 随着助催化剂用量的增大,减阻率呈现递增发展趋势,达到最大值后又随着助催化剂用量的增大呈递减发展。 ② 随着主催化剂用量的增大,减阻率逐渐增大,达到最大值后又慢慢降低。 ③ 聚合温度升高,减阻率增大,到—8~—10℃达到减阻率最大值,而后又随着温度的升高减阻率急剧降低。 ④ 随着聚合时间的延长,减阻率一直呈递增发展,到48小时后递增效果就不再明显。 ⑤ 聚合单体最佳比例为3:1:1。 以上结论以减阻率为评判依据而得,论文同时以粘度为正交试验表的判定依据进行最优化计算,得出和上面一致的结论。对最优条件进行中试放大的结果显示,放大30倍的样品减阻率可达到48.65%,高于目前应用的减阻剂。 样品聚合过程中的不溶物经X—射线衍射检测,不是结晶物,后用沸腾正庚烷萃取发现可能为立构规整聚合物。收率检测的结果显示,减阻率和收率之间


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