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管道科技中心進(jìn)行復(fù)合油品減阻劑初步合成及性能測(cè)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(zhǎng)鏈聚合物，由于此類分子在管道高速流體剪切環(huán)境下極易斷鏈分解而逐漸失去減阻性能，所以需不斷補(bǔ)充減阻劑維持管輸?shù)臏p阻效果，導(dǎo)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(lái)，微觀復(fù)合材料發(fā)展極其迅速，為新型抗剪切減阻劑的設(shè)計(jì)研究和合成方法研究提供了大量的實(shí)驗(yàn)和理論參考。中石油研究人員就減阻劑抗剪切性能差的問(wèn)題，引入納米復(fù)合技術(shù)，進(jìn)行復(fù)合油品減阻劑初步合成及性能測(cè)試研究，取得了良好的成果。

納米復(fù)合材料的合成方法有插層復(fù)合法、原位聚合法、溶膠凝膠法和共混法（見表3）。本技術(shù)采用共混法進(jìn)行復(fù)合減阻劑的合成，關(guān)于共混法反應(yīng)效率較低的問(wèn)題，本技術(shù)選用特定的復(fù)配型硅烷偶聯(lián)劑對(duì)納米粒子進(jìn)行改性處理，使其達(dá)到均勻分散、長(zhǎng)效穩(wěn)定的目的。

表3 納米復(fù)合材料的合成方法的特點(diǎn)及在復(fù)合減阻劑中的可行性

該復(fù)合減阻劑主要采用聚α-烯烴長(zhǎng)鏈高分子直接與改性后的無(wú)機(jī)納米粒子共混的方法進(jìn)行合成，并利用經(jīng)接枝的聚α-烯烴高分子作為界面相容劑，以增加有機(jī)物和無(wú)機(jī)物間的結(jié)合能力，同時(shí)嘗試使用經(jīng)改性后的納米級(jí)SiO2、蒙脫土、V2O5、CaCO3、TiO2五種不同材料分別進(jìn)行合成試驗(yàn)，來(lái)對(duì)比、篩選制備復(fù)合減阻劑所用的最優(yōu)無(wú)機(jī)粒子。將制得的五種復(fù)合減阻劑通過(guò)環(huán)道測(cè)試系統(tǒng)進(jìn)行增輸率和減阻率測(cè)試，結(jié)果為納米SiO2和納米蒙脫土與聚α-烯烴復(fù)合效果最佳，抗剪切性能提高了200%，故推薦選用這兩種無(wú)機(jī)粒子作為復(fù)合減阻劑的填料。

納米蒙脫土是目前被大量研究的復(fù)合材料填料粒子，多用于高聚物的強(qiáng)度調(diào)整。實(shí)驗(yàn)室中制備的聚α-烯烴/納米蒙脫土復(fù)合減阻劑增輸率較聚α-烯烴/納米SiO2復(fù)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(rèn)為，納米蒙脫土粒子在偶聯(lián)劑作用下發(fā)生了片層剝離，片層結(jié)構(gòu)的蒙脫土較納米SiO2具有更大的增韌能力，增強(qiáng)了聚α-烯烴長(zhǎng)鏈高分子結(jié)構(gòu)強(qiáng)度，抗剪切性能提高更明顯，但片層蒙脫土結(jié)構(gòu)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(chǔ)運(yùn)》2016年10月

《復(fù)合油品減阻劑初步合成及性能測(cè)試》原作者代曉東等