Способ получения противотурбулентной присадки с высоким содержанием активной основы и способ её подачи в поток углеводородной жидкости, транспортируемой по трубопроводу
Изобретение относится к транспорту нефти и нефтепродуктов с помощью трубопроводов. Изобретение касается способа получения реагента для снижения гидродинамического сопротивления турбулентного потока жидких углеводородов в трубопроводах, характеризующегося высоким, не менее 75 мас.% содержанием полиальфаолефина, включающий смешение тонкодисперсного порошка полиальфаолефина, обладающего свойствами снижения гидродинамического сопротивления турбулентного потока жидких углеводородов, размерами 0,1-1,5 мм, с не растворяющими его сольвентами, состоящими из смеси монофункционального гетероатомного органического соединения с количеством атомов углерода от 3 до 16, содержащие в качестве гетероатома кислород, азот, и бифункционального гетероатомного органического соединения с количеством атомов углерода от 2 до 16, содержащие в качестве гетероатома кислород, азот, серу, фосфор, и разделяющим агентом (антиагломератором) при следующем соотношении компонентов по составу, мас.%: тонкодисперсный порошок полиальфаолефина от 75 до 90, разделяющий агент (антиагломератор) от 2 до 15, монофункциональное гетероатомное органическое соединение с количеством атомов углерода от 3 до 16 от 1 до 10, бифункциональное гетероатомное органическое соединение с количеством атомов углерода от 2 до 16 от 1 до 10. Изобретение также касается способа подачи реагента в поток углеводородной жидкости. Технический результат - получение продукта, характеризующегося высоким содержанием активного вещества, обладающего стабильностью и поддающийся дозированию в трубопровод транспортируемой нефти или газоконденсата при высоком давлении, снижение сопротивления потока перекачиваемой нефти или газоконденсата, снижение себестоимости продукта, снижение затрат на транспорт нефти и газоконденсата. 2 н. и 2 з.п. ф-лы, 1 ил., 1 табл., 8 пр.
Область техники
Данное изобретение относится к области нефтяной и нефтехимической промышленности, в части использования трубопроводного транспорта жидких углеводородов, а именно, к методам уменьшения их гидродинамического сопротивления при транспортировке. Предполагаемое изобретение относится к противотурбулентным присадкам (ПТП), снижающим гидродинамическое сопротивление турбулентному течению углеводородных жидкостей в трубопроводах, в частности, к быстрорастворимым и растворимым в углеводородах, сухим дисперсиям (СД ПТП) высоко- и сверхвысокомолекулярных (СВМ) (со)полимеров, снижающим гидродинамическое сопротивление турбулентному течению в трубопроводах и содержащим комплексные антиагломераторы и другие добавки.
Уровень техники
Известен способ получения полимера, включающий получение тонкоизмельченного полимера, растворимого в углеводородных жидкостях. Полимер синтезируют (со)полимеризацией высших альфа-олефинов под действием катализатора Циглера-Натта. В качестве (со)полимера высших альфа-олефинов используют продукт блочной полимеризации. Тонкую дисперсию полимера получают термическим переосаждением полимера в жидкости, являющейся не растворителем для полимера при комнатной температуре и способной его растворять при повышенной температуре (см. патент RU 2481357 C1, 10.05.2013).
Недостатками данного способа получения полимера являются низкая выработка товарной формы, значительные энергетические затраты, потеря пространственной структуры полимера при переводе в растворенное состояние при повышенных температурах, необходимость увеличенных дозировок присадки, полученной таким способом для сохранения приемлемой эффективности.
Известен способ получения неводной суспензии, снижающей сопротивление течению углеводородов в трубопроводах (см. патент ЕА 001538 от 15.10.1996), включающий способ формирования стабильной неводной суспензии твердого, растворимого в углеводородах, антитурбулентной присадки на основе полиолефина, способного снизить гидродинамическое сопротивление течению углеводородов, в трубопроводе, включающий(а) тонкое (низкотемпературное) измельчение полиолефина в присутствии разделяющего агента для получения свободно текущего материала на основе полиальфаолефина, покрытого указанным разделяющим агентом, и б) диспергирование полиальфаолефиновых частиц с покрытием в существенно неводной суспензионной среде, выбранной из группы, состоящей из высших спиртов, (<14 С атомов углерода С) и гликолей, (<14 С атомов углерода), и метилового эфира дипропиленгликоля, метилового эфира трипропиленгликоля, метилового эфира тетрапропиленгликоля или этиловых эфиров подобной природы, где разделяющим агентом является воск жирных кислот. При этом в качестве суспендирующих агентов могут быть использованы смеси простых эфиров гликолей.
Наиболее близким по своей сущности и достигаемому техническому результату является способ получения агента снижения гидродинамического сопротивления потока углеводородов (см. патент RU 2599986 от 20.10.2016), представляющего собой стабилизированный порошкообразный высокомолекулярный полиальфаолефин. Способ включает полимеризацию высших альфа-олефинов в среде фторированных органических соединений с применением титанмагниевого катализатора, модифицированного электрон-донорным соединением с последующим выделением порошкообразного полиальфаолефина и стабилизацией последнего добавлением антиагломератора. Электрон-донорное соединение представляет собой простые эфиры гликолей, сложные эфиры фталевой кислоты. Синтез проводят при заданном соотношении компонентов системы. Агент снижения гидродинамического сопротивления характеризуется соотношением компонентов по массе, %: полиальфа-олефин 80-90%, антиагломератор 10-20%.
Недостатком данного способа и его аналогов является низкая энергетическая эффективность способа, поскольку имеют место прерывание процесса полимеризации по достижении конверсии в среднем 40-95%, добавление дисперсионной среды, включающей антиагломератор, декантация суспензии полиальфа-олефина, промывка суспензии (со)полимера с использованием фильтрующих материалов, вакуумная сушка при температуре 40-60°C для удаления непрореагировавшего мономера и остаточных количеств галогенсодержащих органических растворителей. Полученный материал не может быть использоваться для подачи в поток жидких углеводородов, транспортируемых по трубопроводу, без жидкости-носителя.
Существенным отличием является использование тонкодисперсного порошка полимера с размерами частиц от 10 до 1500 мкм, и обработка его вспомогательными материалами из группы монофункциональных гетероатомных органических соединений, предпочтительно высшими жирными спиртами, и бифункциональных гетероатомных органических соединений, предпочтительно производными гликолей, с величиной углеродного скелета от 3 до 16 единиц со следующим распределением по составу, мас.%:
Тонкодисперсный порошок полиальфаолефина от 75 до 90
Разделяющий агент (антиагломератор) от 2 до 15
Монофункциональное гетероатомное
органическое соединение с величиной
углеродного скелета от 3 до 16 единиц от 1 до 10
Бифункциональное гетероатомное
органическое соединение с величиной
углеродного скелета от 3 до 16 единиц от 1 до 10.
Получаемый таким образом продукт обладает удовлетворительными механическими свойствами и может быть использован для подачи в поток транспортируемой по трубопроводу углеводородной жидкости при помощи дозирующего устройства, предназначенного для работы с порошковыми полимерными материалами.
Раскрытие изобретения
Задачей изобретения является получение реагента (противотурбулентной присадки) с высоким содержанием активной основы для снижения гидродинамического сопротивления потока жидких углеводородов, поддающегося дозированию в порошковом виде.
Техническим результатом изобретения является получение продукта, характеризующегося высоким, не менее 75 мас.%, содержанием активного вещества – сверхвысокомолекулярного полиальфаолефина, обладающего стабильностью и поддающийся дозированию в трубопровод транспортируемой нефти или газоконденсата при высоком давлении посредством любого известного дозирующего устройства, предназначенного для работы с порошковыми материалами, позволяя тем самым достичь снижения сопротивления потока перекачиваемой нефти или газоконденсата, а также снижения затрат на транспорт нефти и газоконденсата.
Поставленная задача и технический результат достигается тем, что получают реагент для снижения гидродинамического сопротивления турбулентного потока жидких углеводородов в трубопроводах – противотурбулентную присадку, с высоким содержанием активной основы, не менее 75 мас.% содержанием полимера, путем смешения полимера, обладающего свойствами снижения гидродинамического сопротивления турбулентного потока жидких углеводородов, размерами 10–1500 мкн, полученного любым известным способом, с не растворяющими его сольвентами, при следующем соотношении компонентов по составу, мас.%:
Тонкодисперсный порошок полиальфаолефина от 75 до 90
Разделяющий агент (антиагломератор) от 2 до 15
Монофункциональное гетероатомное
органическое соединение с величиной
углеродного скелета от 3 до 16 единиц от 1 до 10
Бифункциональное гетероатомное
органическое соединение с величиной
углеродного скелета от 3 до 16 единиц от 1 до 10.
Полимер смешивают с не растворяющими полимер сольвентами предпочтительно при помощи смесительного оборудования для порошковых полимерных материалов любой конструкции.
В частном варианте выполнения полимерный порошок смешивают со смесью гликоля с числом атомов углерода от 2 до 12 и жирного спирта с количеством атомов углерода от 4 до 16 в соотношении полимерный порошок/смесь гликоля и жирного спирта - 85 в.ч./15 в.ч.
Полученный описанным способом продукт предпочтительно подавать в поток транспортируемой по трубопроводу углеводородной жидкости при помощи дозирующего устройства, осуществляющего механическое перемещение материала продукта посредством винтового шнека или шнекового питателя, например, шнекового экструдера для полимерных материалов, либо непосредственно в поток углеводородной жидкости, либо в промежуточную емкость для смешивания материала с жидкостью потока и направления полученной смеси в основной поток трубопровода.
Осуществление изобретения
В данном разделе описания будет приведен наиболее предпочтительный вариант осуществления изобретения, который тем не менее, не ограничивает другие возможные варианты осуществления явным образом следующие из материалов заявки и понятные специалисту.
Способ получения реагента для снижения гидродинамического сопротивления турбулентного потока жидких углеводородов в трубопроводах осуществляют следующим наиболее предпочтительным образом.
Данный способ включает в себя использование в качестве исходного полимера любой полимер, обладающий способностью снижать гидродинамическое сопротивление потока жидких углеводородов, полученный, например, по известному способу согласно патента RU 2648079 С1 (опуб. 22.03.2018, бюл. №9), в котором получают полимер СВМПАО с молекулярной массой 1·107-2·107а.е.м., молекулярно-массовым распределением менее 1,5, с конверсией выше 90 мас.%, , что позволяет снизить энергетические затраты на измельчение, например, в среде жидкого азота при температуре не выше минус 65 и не менее минус 120 градусов по шкале Цельсия, при получении сухих дисперсий полимера с концентрацией более 75 мас.% в смеси с не растворяющими полимер сольвентами для противотурбулентных присадок, защитить полимер от окислительной деструкции при хранении, существенно снизить себестоимость реагентов для снижения гидродинамического сопротивления транспортируемой нефти и нефтепродуктов по трубопроводам, получаемых предлагаемым способом.
Полученные согласно патента RU 2648079 С1 блоки полимера измельчают до требуемого размера, например, с помощью подходящего криогенного измельчающего оборудования, после чего смешивают с не растворяющими полимер сольвентами, получая продукт с содержанием полимера не менее 75 мас. %, который подают в поток перекачиваемой по трубопроводу углеводородной жидкости с помощью дозирующего устройства, предназначенного для работы с порошковыми полимерными материалами.
В качестве мономеров при получении блоков полимера используют альфа-олефины С6-С14, предпочтительно гекс-1-ен, окт-1-ен, дец-1-ен, додец-1-ен, тетрадец-1-ен, и их смеси, наиболее предпочтительно гекс-1-ен, дец-1-ен, додец-1-ен и их смеси с содержанием основного альфа-олефина в количестве не менее 70 мас.%.
В качестве не растворяющего полимер сольвента используют смеси монофункционального гетероатомного органического соединения (МФГОС) и бифункционального гетероатомного органического соединения (БФГОС), при этом: в качестве МФГОС могут использоваться органические соединения, содержащие в качестве гетероатома кислород, азот – изомеры пропанола, бутанола, пентанола, гексанола, гептанола, октанола, нонанола, деканола, ундеканола, додеканола, тридеканола, тетрадеканола, пентадеканола, гексадеканола, изомеры трипропиламина, трибутиламина, трипентиламина, тригексиламина. тригептиламина, триоктиламина, тринониламина, тридециламина. триундециламина, тридодециламина, тритридециламина, тритетрадециламина, трипентадециламина, тригексадециламина; в качестве БФГОС могут использоваться органические соединения, содержащие в качестве гетероатома кислород, азот, серу, фосфор – трипропилфосфат, трибутилфосфат, трипентилфосфат, пропиленгликоль, бутиленгликоль, бутилцеллозольв, гексиленгликоль, этилцеллозольв, тексанол, диэтиленгликоль, триэтиленгликоль, изофорон, морфолин, диоксан, диметилсульфоксид, диметилформамид.
Для механического смешения порошка полимера с не растворяющими полимер сольвентами могут быть использованы смесители для порошковых полимерных материалов любой конструкции, например: аппараты фирмы Pallmann Maschinenfabrik GmbH&Co KG (Германия), ООО «Сибпроммаш» (Российская Федерация, г. Новосибирск).
Для дозирования продукта с высоким, не менее 75 мас.% содержанием полимера могут быть использованы дозирующее устройства, осуществляющие механическое перемещение материала продукта посредством винтового шнека или шнекового питателя или аналогичные фирмы Kinematica AG(Швейцария), IKA-WERKE GmbH&Co. KG (Германия), экструдеры Krauss Maffei Berstorff AG (Германия) или аналогичные.
Способ получения реагента для снижения гидродинамического сопротивления потока жидких углеводородов в трубопроводах поясняется представленными ниже примерами, но не ограничивающими его.
Пример 1 (по аналогу RU 2599986)
Трехгорлую 250-мл колбу, снабженную аргон-вакуумной линией и механической мешалкой, прогрели в вакууме в течение 5-10 мин. В колбу, охлаждаемую водой со льдом до 12-14°C, поместили 40 мл (71,37 г) перфторметилциклогексана, 80 мл (54,24 г) гексена-1, 0,5 мл ТИБА (4М) и 0,2 мл катализатора, приготовленного в следующим образом: В 100-мл колбу с магнитной мешалкой в токе аргона поместили 5 г (44 ммоль) этилата магния, 40 мл абсолютного толуола, 10 мл тетрахлорида титана и 0,95 мл (0,80 г, 5 ммоль) диметилового эфира 2,2-диэтилпропандиола-1,3. Смесь нагревали до 115°C (внешняя температура в бане) в течение 2 ч при перемешивании. Далее жидкий слой декантировали, осадок промыли 2×40 мл толуола при 40°C. После промывки в колбу поместили 40 мл абсолютного толуола, 8 мл тетрахлорида титана и нагревали смесь до 115°C в течение 1,5 ч при перемешивании. Далее осадок промыли 10×40 мл петролейного эфира 70/100 при 55°C, осадок суспензировали в 40 мл петролейного эфира 70/100. Получено 50 мл суспензии катализатора с концентрацией титана 0,06 моль/л.
Смесь перемешивали в течение 4 ч и потом нагрели до комнатной температуры (~5 мин) и добавили суспензию 4,5 г стеарата кальция в 41 г бутилцеллозольва. Смесь интенсивно перемешивали в течение 20 мин, остановили перемешивание и через 10 мин декантировали осадок перфторметилциклогексана. Отогнали в вакууме остатки перфторметилциклогексана и мономера. Затем продукт промыли дважды 20 мл ацетона, отфильтровали и высушили. Масса полученного полимерного порошка составила 41,68 г (конверсия 69%). Массовая доля полимера 89,2%.
Пример 2
Полимер получают согласно патента RU 2648079 С1 следующим образом. В реактор с рубашкой, мешалкой, термопарой, манометром, подачей внутрь газообразного азота чистотой 99,9 мас.% загружают гекс-1-ен в количестве 75 мас.%, дец-1-ен в количестве 10 мас.%, декалин с чистотой не менее 99,8 мас.% в количестве 11,91 мас.%, циклооктадекан с чистотой не менее 99,8 в количестве 3,00 мас.%. Смесь в реакторе охлаждают в токе азота до температуры плюс 10±2 °С перемешиванием мешалкой и подачей холодного теплоносителя в рубашку реактора. Затем в реактор подают активатор катализатора в виде смеси диэтилалюминияхлорида и триизобутилалюминия с массовым соотношением 1:1 в количестве 0,077 мас.% (по 0,0385 мас.% каждого) и катализатор – трихлорид титана – в количестве 0,013 мас.%. в виде суспензии с концентрацией 40 мас.% в гептане. Содержимое реактора перемешивают, удерживая температуру в интервале от плюс 8 до плюс 12 ºС, в течение 1 ч. Далее реакционную массу выгружают в токе азота в герметичные газонепроницаемые емкости с полиэтиленовыми вкладышами так, чтобы высота слоя массы не превышала 250 мм, или аналогичные по размерам полимерные емкости, герметично закрывают и выдерживают при температуре 15±5 °С в течение не менее 15 суток без доступа атмосферы воздуха. Полученные блоки полимера последовательно измельчают с помощью каскада ножевых мельниц на частицы размером 50±40 мм, 3±2 мм и 0,8±0,7 мм. Последнее измельчение ведут в среде жидкого азота в присутствии 15 мас.% стеарата кальция. В полученному порошку полимера прибавляют не растворяющий сольвент, состоящий из смеси изопропанола, этиленгликоля в соотношении 8:2 по массе, получая реагент для снижения гидродинамического сопротивления потока нефти и нефтепродуктов в трубопроводах – устойчивую тонкую дисперсию с содержанием полимера 80±5 мас.%.
Пример 3
Полимер получают согласно патента RU 2648079 С1 следующим образом. В реактор с рубашкой, мешалкой, термопарой, манометром, подачей внутрь газообразного азота чистотой 99,9 мас.% загружают гекс-1-ен в количестве 84 мас.%, тетрадецен-1 в количестве 5 мас.%, додекан с чистотой не менее 99,8 мас.% в количестве 5,91 мас.%., циклооктан с чистотой не менее 99,8 мас.% в количестве 5,00 мас.%. Смесь в реакторе охлаждают до температуры плюс 10±2 °С перемешиванием мешалкой и подачей холодного теплоносителя в рубашку реактора. Затем в реактор подают активатор катализатора в виде смеси диэтилалюминия хлорида и триизобутилалюминия с массовым соотношением 1:1 в количестве 0,077 мас.% (по 0,0385 мас.% каждого) и катализатор – трихлорид титана – в количестве 0,013 мас.%. в виде суспензии с концентрацией 40 мас.% в гептане. Содержимое реактора перемешивают, удерживая температуру в интервале от плюс 8 до плюс 12 ºС, в течение 1 ч. Далее реакционную массу выгружают в токе азота в герметичные газонепроницаемые емкости с полиэтиленовыми вкладышами так, чтобы высота слоя массы не превышала 250 мм, или аналогичные по размерам полимерные емкости, герметично закрывают и выдерживают при температуре 15±5 °С в течение не менее 15 суток без доступа атмосферы воздуха. Полученные блоки полимера последовательно измельчают с помощью каскада ножевых мельниц на частицы размером 50±40 мм, 3±2 мм и 0,8±0,7 мм. Последнее измельчение ведут в среде жидкого азота в присутствии 15 мас.% стеарата кальция. В полученному порошку полимера прибавляют не растворяющий сольвент, состоящий из смеси бутилцеллозольва и этиленгликоля в соотношении 6:4 по массе, получая реагент для снижения гидродинамического сопротивления потока нефти и нефтепродуктов в трубопроводах – устойчивую тонкую дисперсию с содержанием полимера 80±5 мас.%.
Пример 4
Полимер получают согласно патента RU 2648079 С1 следующим образом. В реактор с рубашкой, мешалкой, термопарой, манометром, подачей внутрь газообразного азота чистотой 99,9 мас.% загружают гекс1-ен в количестве 80 мас.%, децен-1 в количестве 5мас.%, декалин с чистотой не менее 99,8 мас.% в количестве 14,81 мас.%, ццклооктадецилциклооктадекан с чистотой не менее 99,8 мас.% в количестве 0,1 мас.%. Смесь в реакторе охлаждают до температуры плюс 10±2 °С перемешиванием мешалкой и подачей холодного теплоносителя в рубашку реактора. Затем в реактор подают активатор катализатора в виде смеси диэтилалюминия хлорида и триизобутилалюминия с массовым соотношением 10:1 в количестве 0,077 мас.% (0,07 мас.% и 0,007 мас.% соответственно) и катализатор – трихлорид титана – в количестве 0,013 мас.%. в виде суспензии с концентрацией 40мас.% в гептане. Содержимое реактора перемешивают, удерживая температуру в интервале от плюс 8 до плюс 12 ºС, в течение 1 ч. Далее реакционную массу выгружают в токе азота в герметичные газонепроницаемые емкости с полиэтиленовыми вкладышами так, чтобы высота слоя массы не превышала 250 мм, или аналогичные по размерам полимерные емкости, герметично закрывают и выдерживают при температуре 15±5 °С в течение не менее 15 суток без доступа атмосферы воздуха. Полученные блоки полимера последовательно измельчают с помощью каскада ножевых мельниц на частицы размером 50±40 мм, 3±2 мм и 0,8±0,7 мм. Последнее измельчение ведут в среде жидкого азота в присутствии 15 мас.% стеарата кальция. В полученному порошку полимера прибавляют не растворяющий сольвент, состоящий из смеси этилцеллозольва и пропиленгликоля в соотношении 5:5 по массе, получая реагент для снижения гидродинамического сопротивления потока нефти и нефтепродуктов в трубопроводах – устойчивую тонкую дисперсию с содержанием полимера 80±5 мас.%.
Пример 5
Полимер получают согласно патента RU 2648079 С1 следующим образом. В реактор с рубашкой, мешалкой, термопарой, манометром, подачей внутрь газообразного азота чистотой 99,9 мас.% загружают гекс-1-ен в количестве 80 мас.%, дец-1-ен в количестве 5 мас.%, декан с чистотой не менее 99,8 мас.% в количестве 12,91 мас.%, циклогексадекан с чистотой не менее 99,7 мас.% в количестве 2,00 мас.% Смесь в реакторе охлаждается до температуры плюс 10±2 °С перемешиванием мешалкой и подачей холодного теплоносителя в рубашку реактора. Затем в реактор подают активатор катализатора в виде смеси диэтилалюминия хлорида и триизобутилалюминия с массовым соотношением 1:10 в количестве 0,077 мас.% (0,007мас.% и 0,07 мас.% соответственно) и катализатор – трихлорид титана – в количестве 0,013 мас.%. в виде суспензии с концентрацией 40 мас.% в гептане. Содержимое реактора перемешивают, удерживая температуру в интервале от плюс 8 до плюс 12 ºС, в течение 1 ч. Затем реакционную массу выгружают в токе азота в герметичные газонепроницаемые емкости с полиэтиленовыми вкладышами так, чтобы высота слоя массы не превышала 250 мм, или аналогичные по размерам полимерные емкости, герметично закрывают и выдерживают при температуре 15±5 °С в течение не менее 15 суток без доступа атмосферы воздуха. Полученные блоки полимера последовательно измельчают с помощью каскада ножевых мельниц на частицы размером 50±40 мм, 3±2 мм и 0,8±0,7 мм. Последнее измельчение ведут в среде жидкого азота в присутствии 15 мас.% стеарата кальция. В полученному порошку полимера прибавляют не растворяющий сольвент, состоящий из смеси октанола и этиленгликоля в соотношении 8:2 по массе, получая реагент для снижения гидродинамического сопротивления потока нефти и нефтепродуктов в трубопроводах – устойчивую тонкую дисперсию с содержанием полимера 80±5 мас.%.
Пример 6
Полимер получают согласно патента RU 2648079 С1 следующим образом. В реактор с рубашкой, мешалкой, термопарой, манометром, подачей внутрь газообразного азота чистотой 99,9 мас.% загружают октен-1 в количестве 80 мас.%, гексен-1 в количестве 15 мас.%, декан с чистотой не менее 99,8 мас.% в количестве 2,91 мас.%, циклотетрадецилциклогексадеканс чистотой не менее 99,8 мас.% в количестве 2,00 мас.%. Смесь в реакторе охлаждают до температуры плюс 10±2 °С перемешиванием мешалкой и подачей холодного теплоносителя в рубашку реактора. Затем в реактор подают активатор катализатора в виде смеси диэтилалюминия хлорида и триизобутилалюминия с массовым соотношением 1:1 в количестве 0,077 мас.% (по 0,0385 мас.% каждого) и катализатор – трихлорид титана – в количестве 0,013 мас.% в виде суспензии с концентрацией 40 мас.% в гептане. Содержимое реактора перемешивают, удерживая температуру в интервале от плюс 8 до плюс 12 ºС, в течение 1 ч. Далее реакционную массу выгружают в токе азота в герметичные газонепроницаемые емкости с полиэтиленовыми вкладышами так, чтобы высота слоя массы не превышала 250 мм, или аналогичные по размерам полимерные емкости, герметично закрывают и выдерживают при температуре 15±5 °С в течение не менее 15 суток без доступа атмосферы воздуха. Полученные блоки полимера последовательно измельчают с помощью каскада ножевых мельниц на частицы размером 50±40 мм, 3±2 мм и 0,8±0,7 мм. Последнее измельчение ведут в среде жидкого азота в присутствии 15 мас.% стеарата кальция. В полученному порошку полимера прибавляют не растворяющий сольвент, состоящий из смеси фосфобутана и этиленгликоля в соотношении 4:6 по массе, получая реагент для снижения гидродинамического сопротивления потока нефти и нефтепродуктов в трубопроводах – устойчивую тонкую дисперсию с содержанием полимера 80±5 мас.%.
Пример 7
Полимер получают согласно патента RU 2648079 С1 следующим образом. В реактор с рубашкой, мешалкой, термопарой, манометром, подачей внутрь газообразного азота чистотой 99,9 мас.% загружают гекс-1-ен в количестве 70 мас.%, додец-1-ен в количестве 5 мас.%, гексадекан с чистотой не менее 99,8 мас.% в количестве 19,908 мас.%, циклооктан с чистотой не менее 99,8 мас.% в количестве 5,00 мас.%. Смесь в реакторе охлаждают до температуры плюс 10±2 °С перемешиванием мешалкой и подачей холодного теплоносителя в рубашку реактора. Затем в реактор подают активатор катализатора в виде смеси диэтилалюминия хлорида и триизобутилалюминия с массовым соотношением 1:1 в количестве 0,077 мас.% (по 0,0385 мас.% каждого) и катализатор – трихлорид титана – в количестве 0,015 мас.% в виде суспензии с концентрацией 40 мас.% в гептане. Содержимое реактора перемешивают, удерживая температуру в интервале от плюс 8 до плюс 12 ºС, в течение 1 ч. Далее реакционную массу выгружают в токе азота в герметичные газонепроницаемые емкости с полиэтиленовыми вкладышами так, чтобы высота слоя массы не превышала 250 мм, или аналогичные по размерам полимерные емкости, герметично закрывают и выдерживают при температуре 15±5 °С в течение не менее 15 суток без доступа атмосферы воздуха. Полученные блоки полимера последовательно измельчают с помощью каскада ножевых мельниц на частицы размером 50±40 мм, 3±2 мм и 0,8±0,7 мм. Последнее измельчение ведут в среде жидкого азота в присутствии 15 мас.% стеарата кальция. В полученному порошку полимера прибавляют не растворяющий сольвент, состоящий из смеси н-бутанола и этиленгликоля в соотношении 8:2 по массе, получая реагент для снижения гидродинамического сопротивления потока нефти и нефтепродуктов в трубопроводах – устойчивую тонкую дисперсию с содержанием полимера 80±5 мас.%.
Пример 8
Полимер получают согласно патента RU 2648079 С1 следующим образом. В реактор с рубашкой, мешалкой, термопарой, манометром, подачей внутрь газообразного азота чистотой 99,9 мас.% загружают додец-1-ен в количестве 90 мас.%, дец-1-ен в количестве 5 мас.%, декан с чистотой не менее 99,8 мас.% в количестве 2,92 мас.%, циклогексадекан чистотой не менее 99,8 мас.% в количестве 2,00 мас.%, Смесь в реакторе охлаждают до температуры плюс 10±2 °С перемешиванием мешалкой и подачей холодного теплоносителя в рубашку реактора. Затем в реактор подают активатор катализатора в виде смеси диэтилалюминия хлорида и триизобутилалюминия с массовым соотношением 1:1 в количестве 0,077 мас.% (по 0,0385 мас.% каждого) и катализатор – трихлорид титана – в количестве 0,003мас.%в виде суспензии с концентрацией 40 мас.% в гептане. Содержимое реактора перемешивают, удерживая температуру в интервале от плюс 8 до плюс 12 ºС, в течение 1 ч. Далее реакционную массу выгружают в токе азота в герметичные газонепроницаемые емкости с полиэтиленовыми вкладышами так, чтобы высота слоя массы не превышала 250 мм, или аналогичные по размерам полимерные емкости, герметично закрывают и выдерживают при температуре 15±5 °С в течение не менее 15 суток без доступа атмосферы воздуха. Полученные блоки полимера последовательно измельчают с помощью каскада ножевых мельниц на частицы размером 50±40 мм, 3±2 мм и 0,8±0,7 мм. Последнее измельчение ведут в среде жидкого азота в присутствии 15 мас.% стеарата кальция. В полученному порошку полимера прибавляют не растворяющий сольвент, состоящий из смеси 1-геканола и пропиленгликоля в соотношении 5:5 по массе, получая реагент для снижения гидродинамического сопротивления потока нефти и нефтепродуктов в трубопроводах – устойчивую тонкую дисперсию с содержанием полимера 80±5 мас.%.
Способ дозирования противотурбулентной присадки с высоким содержанием активной основы в поток углеводородной жидкости, транспортируемой по трубопроводу, осуществляют следующим наиболее предпочтительным образом.
Берут полученный по описанному выше способу реагент (ПТП), загружают его в бункер смеситель, снабженный ворошителем и узлом загрузки в шнековый дозатор. Далее, из бункера смесителя реагент (ПТП)подают в шнековый дозатор, который обеспечивает дозирование реагента в емкость подготовки, где проводят растворение полученного реагента. Перед емкостью подготовки установлен гидроциклонный узел смешения (гидроциклонный смеситель) реагента с углеводородной жидкостью и обратный клапан. Проходя через гидроциклонный смеситель, реагент перемешивают с углеводородной жидкостью, которую подают с трубопровода через кран, расходометр (приемный расходомер), редукционный клапан. Далее, в емкости подготовки реагент растворяют до необходимого состояния (до гомогенного состояния - суспензии). Из емкости подготовки полученную суспензию через расходометр (подающий расходомер) подают в трубопровод за счет установленного в линии шестеренчатого насоса. Для предотвращения обратного тока углеводородной жидкости с трубопровода в емкость подготовки, в момент остановки насоса или ремонта станции, подающая линия оборудована обратным клапаном и краном. Дозирование реагента регулируют оборотами шнекового дозатора и контролируют по разнице масс жидкостей, проходящих через приемный и подающий расходомеры.
Описанная выше схема дозирования изображена на рисунке 1 (фиг. 1).
Оценку эффективности полученных продуктов проводили на лабораторном турбореометре (см. таблицу). Снижение гидродинамического сопротивления (DR) движению нефраса в капилляре в присутствии реагента рассчитывали по формуле:
; где
λ – коэффициент сопротивления жидкости;
t – время истечения 330 см3нефраса через капилляр
о и p – индексы, относящиеся к чистому растворителю и раствору реагента соответственно.
Продукт считается выдержавшим испытания, если значение DR составляет не менее 30% при концентрации реагента в нефрасе 2,5 млн-1.
Таблица
| № примера | Конверсия, мас.% | Концентрация полимера в реагенте, мас.% | Значение DR, %, при концентрации реагента в нефрасе 2,5 млн-1 | Температура застывания реагента, °С (ГОСТ 20287) |
| Пример 1, аналог | 69,0 | 30 | 42,0 | - 60 |
| Пример 2 | 98,5 | 78 | 41,0 | -85 |
| Пример 3 | 98,0 | 75 | 40,0 | -85 |
| Пример 4 | 97,0 | 80 | 44,0 | -85 |
| Пример 5 | 98,5 | 78 | 41,0 | -85 |
| Пример 6 | 98,0 | 81 | 44,0 | -85 |
| Пример 7 | 99,0 | 79 | 43,0 | -85 |
| Пример 8 | 98,5 | 77 | 42,0 | -85 |
Таким образом, как следует из представленных примеров и таблицы, можно сделать вывод, что заявленный способ, по сравнению с аналогами, в том числе с наиболее близким, позволяет получить реагент, наиболее полно обеспечивающий снижение гидродинамического сопротивления турбулентного потока жидких углеводородов в трубопроводах и, как следствие, увеличение пропускной способности трубопровода, снижение затрат на транспорт углеводородной жидкости.
1. Способ получения реагента для снижения гидродинамического сопротивления турбулентного потока жидких углеводородов в трубопроводах, характеризующегося высоким, не менее 75 мас.% содержанием полиальфаолефина, включающий смешение тонкодисперсного порошка полиальфаолефина, обладающего свойствами снижения гидродинамического сопротивления турбулентного потока жидких углеводородов, размерами 0,1-1,5 мм, с не растворяющими его сольвентами, состоящими из смеси монофункционального гетероатомного органического соединения с количеством атомов углерода от 3 до 16, содержащие в качестве гетероатома кислород, азот, и бифункционального гетероатомного органического соединения с количеством атомов углерода от 2 до 16, содержащие в качестве гетероатома кислород, азот, серу, фосфор, и разделяющим агентом (антиагломератором) при следующем соотношении компонентов по составу, мас.%:
| Тонкодисперсный порошок полиальфаолефина | от 75 до 90 |
| Разделяющий агент (антиагломератор) | от 2 до 15 |
| Монофункциональное гетероатомное | |
| органическое соединение с количеством | |
| атомов углерода от 3 до 16 | от 1 до 10 |
| Бифункциональное гетероатомное | |
| органическое соединение с количеством | |
| атомов углерода от 2 до 16 | от 1 до 10 |
2. Способ по п. 1, характеризующийся тем, что порошок полиальфаолефина смешивают со смесью бифункционального гетероатомного органического соединения, представляющего собой гликоль с числом атомов углерода от 2 до 12, и монофункционального гетероатомного органического соединения, представляющего собой жирный спирт с количеством атомов углерода от 4 до 16 и разделяющим агентом.
3. Способ подачи реагента по п. 1 в поток углеводородной жидкости, транспортируемой по трубопроводу, характеризирующийся тем, что реагент загружают в бункер-смеситель, далее через шнековый дозатор реагент вместе с углеводородной жидкостью, которую подают из трубопровода через кран, расходомер и редукционный клапан, подают через гидроциклонный смеситель и обратный клапан в емкость подготовки для растворения полученного реагента до состояния суспензии, затем полученную суспензию подают через расходомер посредством шестеренчатого насоса обратно в трубопровод.
4. Способ подачи реагента по п. 3, отличающийся тем, что для предотвращения обратного тока углеводородной жидкости с трубопровода в емкость подготовки реагента линия дозирования оборудована обратным клапаном и краном.
