研究開(kāi)發(fā)有機(jī)硅石油助劑(姜承永)(編輯修改稿)
2024-10-10 21:53 本頁(yè)面
【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 創(chuàng)建自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)， 當(dāng)今已具備有利條件， 開(kāi)發(fā)有機(jī)硅石油助劑，促進(jìn) 我國(guó)石油工業(yè)的壯大與發(fā)展，造福社會(huì)和人民。 有機(jī)硅石油助劑的現(xiàn)狀與未來(lái) 開(kāi)發(fā)有機(jī)硅石油助劑的理論依據(jù)與預(yù)測(cè) 元素 Si 和元素 C 同屬元素周期表的第 Ⅳ 周期 A 族元素，但 與 C 相比較 ,Si的 電負(fù)性較低， Si 既可與電負(fù)性較高的元素 （如 F、 Cl、 O） 等結(jié)合，也可與電負(fù)性較低的 基團(tuán)（如 H、 CH C6H5等 ） 結(jié)合， 或同時(shí)與兩類(lèi)基團(tuán)結(jié)合，因此可以合成多種多樣的 有機(jī)硅化合物或聚合物 。帶有不同取代基或官能團(tuán)的有機(jī)硅化合物或聚合物，各自可發(fā)揮其特定功能，依此可以制備 具有特定功能的各種有機(jī)硅石油助劑。 就聚合 反應(yīng)的熱效應(yīng)比較，合成有機(jī)硅聚合物的熱效應(yīng)遠(yuǎn)低于碳鏈聚合物的熱效應(yīng)， 可以應(yīng)用簡(jiǎn)便的合成工藝 制得高分子量的有機(jī)硅聚合物 。根據(jù)輸油減阻機(jī)理， 石油減阻劑 的 基體聚合物 必須達(dá)到 足夠長(zhǎng) 的 聚合物高分子鏈（ 高分子量 ） ，才可能起到抑制油流湍動(dòng) 的 減阻效果。 因此，容易得到高分子量有機(jī)硅聚合物 的特性 為其用 作 減阻劑 的應(yīng)用 提供了 有利條件，不僅如此 ， 硅 — 氧鍵鍵能遠(yuǎn) 4 遠(yuǎn)高于碳 — 碳鍵的鍵能（ SiO 鍵能 ， CC 鍵能 kJ/mol），因而與通常由碳 — 碳鍵構(gòu)成的有機(jī)化合物聚合物相比，有機(jī)硅材料顯示突出的耐熱和抗機(jī)械 剪切穩(wěn)定 特 性。 以高分子量有機(jī)硅聚合物為基材的減阻劑、降凝劑等石油助劑，在長(zhǎng)距離管道輸送過(guò)程中， 可以達(dá)到 耐受輸油泵的機(jī)械剪切而不失效，即有機(jī)硅石油助劑可以達(dá)到既高效特效、又保持長(zhǎng)效。 而通常的碳鏈聚合物，特別是高分子量聚合物都不耐機(jī)械剪切，目前國(guó)內(nèi)外在用的 碳鏈聚合物 減阻劑普遍存在剪切降解的缺點(diǎn)，即通過(guò)輸油泵后由于剪切作用導(dǎo)致分子量降低而減效或失效。 有機(jī)硅石油助劑 獨(dú)具的 耐剪切 特性 是任何碳鏈聚合物石油助劑所無(wú)法比擬的。 有機(jī)硅聚合物具有半無(wú)機(jī)半有機(jī)特殊高分子結(jié)構(gòu) ，它的類(lèi)似硅酸鹽結(jié)構(gòu)的高分子骨架， 賦予 它 耐高溫、耐氣候老化等突出穩(wěn)定特性 。 有機(jī)硅聚合物的有機(jī)基團(tuán)側(cè)鏈，賦予 它 與 主要由 碳鏈 聚合物構(gòu)成的石油烴類(lèi)的良好相容性，這樣特殊結(jié)構(gòu)的有機(jī)硅石油助劑，既能與原油或加工油品良好互溶，形成宏觀均相體系，保證助劑發(fā)揮 其 功能作用；同時(shí)，有機(jī)硅聚合物與石油烴碳鏈聚合物的本質(zhì) 有所不同，又使得有機(jī)硅聚合物與原油或加工油品在微觀體系上保持差異，而不致被完全“淹沒(méi)”或“ 溶化 ” 。這樣既相容又相異的互存狀態(tài)，可以保證有機(jī)硅助劑更高效發(fā)揮其修飾改性功能。 有機(jī)硅聚合物還具有高分子鏈柔順和粘溫系數(shù)小的獨(dú)特優(yōu)點(diǎn)。在相當(dāng)寬的溫度范圍內(nèi)，有機(jī)硅 聚合物不僅保持化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定， 而且其 存在形態(tài)與物理參數(shù)變化小 。這樣的特性，保證有機(jī)硅助劑既可以 應(yīng)用于 超深油井中耐受高溫，又可在石油地面集輸過(guò)程的常溫、甚至低溫條件下繼續(xù)穩(wěn)定發(fā)揮作用。 以甲基、乙基等有機(jī)基團(tuán)為側(cè)鏈的有機(jī)硅聚合物 具有低表面能的突出特點(diǎn)，而 連接 有 聚醚等親水側(cè)鏈的有機(jī)硅聚合物則是同時(shí)具有憎水和親水基團(tuán)的表面活性劑。適當(dāng)調(diào)節(jié)有機(jī)硅聚合物中各種官能團(tuán)的比例，可以分別合成多種 高性能的有機(jī)硅表面活性劑，它們可以分別適應(yīng)不同介質(zhì)、不同溫度、不同礦化度等 采油和輸油 工作條件下的 堵水、 破乳、消泡、防蠟和防垢等特定使 用要求。 有機(jī)硅聚合物同時(shí)具備耐高溫穩(wěn)定性和低表面能特性，因此，作為高效添加劑的有機(jī)硅表面活性劑，既可用于寬溫度范圍的傳動(dòng)油類(lèi)的抑泡和消泡，又可用于石油煉制過(guò)程 高溫條件下的消泡和防垢除垢。 燃料油中加入
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