[发明专利]用于冷流体应用的减阻共聚物

说明书

本申请为国际申请PCT/US2009/048224于2011年3月16日进入中国国家阶段、申请号为200980136439.4、发明名称为“用于冷流体应用的减阻共聚物”的分案申请。

技术领域

本发明总的涉及包括共聚物的减阻组合物。更具体地，本发明涉及含有共聚物的减阻组合物，所述共聚物包含至少一种甲基丙烯酸酯单体的残基和至少一种具有每乙烯基碳不超过一个侧取代基的共聚单体的残基。

背景技术

当流体通过管线运输时，由于管线壁与流体之间的摩擦，通常会发生流体压力下降。由于这种压降，对于给定管线而言，流体的运输必须有充足的压力来达到预期通过量。由于流速增加，使得由压降引起的压差也增加的事实，当期望通过管线的流速更高时，必须施加更大的压力。然而，管线的设计限度限制了可以采用的压力的量。长距离运输流体时，与压降相关的问题最尖锐。这些压降可以导致设备和操作成本增加的无效率之处。

为减轻压降相关的问题，本工业中很多在流动流体中利用了减阻添加剂。当管线中流体的流动为湍流时，可以使用高分子量聚合减阻剂来增强流动。减阻剂是能够显著减少与通过管线的流体的湍流相关的摩擦损失的组合物。这些添加剂的作用是遏制湍流涡旋的发展，这导致了在恒定泵压下较高的流速。已知超高分子量聚合物作为减阻剂性能良好，尤其是在烃液体中。一般而言，减阻部分取决于聚合物添加剂的分子量及其在湍流下的烃中溶出的能力。有效的减阻聚合物通常具有超过五百万的分子量。然而，许多常规减阻剂在温度较冷的流体中表现不佳，这可能归因于由低温引起的低溶出速率。

发明内容

在本发明的一个实施方案中，提供了包括连续相和多个减阻聚合物粒子的减阻组合物。至少一部分聚合物粒子包括含有至少一种甲基丙烯酸酯单体的残基和至少一种共聚单体的残基的共聚物，并且所述共聚单体包含具有每乙烯基碳不超过一个侧取代基的可聚合乙烯基。

在本发明的另一实施方案中，提供了制备减阻剂的方法。该实施方案的方法包括：(a)使水、至少一种表面活性剂、至少一种甲基丙烯酸酯单体和至少一种共聚单体组合，从而形成反应混合物；和(b)使所述反应混合物进行乳液聚合或悬浮聚合，从而形成包括连续相和多个减阻共聚物粒子的胶乳，所述减阻共聚物粒子包含甲基丙烯酸酯单体的残基和共聚单体的残基的，其中共聚单体包含具有每乙烯基碳不超过一个侧取代基的可聚合乙烯基。

在本发明的另一实施方案中，提供了减少与含烃流体通过管线的湍流相关的压降的方法。该实施方案的方法包括：(a)向含烃流体中引入减阻组合物，其中减阻组合物为包括连续相和多个减阻聚合物粒子的胶乳或悬浮液的形式，所述聚合物粒子包括含有至少一种甲基丙烯酸酯单体的残基和至少一种共聚单体的残基的共聚物，其中共聚单体包含具有每乙烯基碳不超过一个侧取代基的可聚合乙烯基；和(b)使所得的已处理的含烃流体流过所述管线。该实施方案的含烃流体的平均温度为25℃或更低。

附图说明

本发明的优选实施方案在下文中参照附图详细描述，其中：

图1是用来对各种减阻剂进行溶出速率试验的试验装置的示意图；

图2是溶出速率试验中使用的搅拌器的等轴测视图；

图3是溶出速率试验中使用的搅拌器的顶视图；和

图4是溶出速率试验中使用的搅拌器的侧视图。

发明详述

根据本发明的一个实施方案，提供了包括多个减阻聚合物粒子的减阻组合物(即，减阻剂)，所述聚合物粒子包括含有至少两种不同单体的残基的共聚物。本发明的减阻剂可以用来至少部分地减少与通过导管(即，管线)的含烃流体的湍流相关的压降。

在本发明的一个实施方案中，上述减阻组合物可以包括含有共聚物的聚合物粒子，所述共聚物通过包括至少两种单体、连续相、至少一种表面活性剂和引发系统的反应混合物的乳液聚合或悬浮聚合形成。本文所用术语“乳液聚合物”和“乳液减阻聚合物”应表示任何通过乳液聚合制备的聚合物。如下文更详细讨论的那样，所得的乳液聚合的反应产物可以为胶乳减阻剂组合物的形式。本文所用术语“悬浮聚合物”和“悬浮减阻聚合物”应表示任何通过悬浮聚合制备的聚合物。如下文所讨论的那样，所得的悬浮聚合的反应产物可以为悬浮减阻剂组合物的形式。