Введение
1. Современное состояние проблемы увеличения пропускной способности нефтепроводов с помошью антитурбулентных присадок 19
1.1 Эффекта Томса 19
1.1.2 Гидродинамика эффекта Томса и гипотезы относительно его механизма 21
1.1.2.1 Типы снижения сопротивления 23
1.1.2.2 Условия начала проявления эффекта Томса 24
1.1.2.3 Расчет величины приращения расхода 26
1.1.2.4 Асимптота максимального снижения сопротивления 27
1.1.3 Факторы, влияющие на величину эффекта Томса 31
1.1.3.1 Влияние концентрации полимера 31
1.1.3.2 Влияние молекулярной массы 31
1.1.3.3 Влияние конформации макромолекул и природы растворителя 34
1.1.3.4 Влияние диаметра трубы 35
1.1.4 Теплоперенос в растворах, содержащих агенты снижения гидродинамического сопротивления 35
1.2 Процессы получения агентов снижения гидродинамического сопротивления для использования в трубопроводном транспорте нефти 36
1.2.1 Синтез высокомолекулярных нефтерастворимых полимеров 36
1.2.2 Мономеры для получения нефтерастворимых полимеров 38
1.3 Технологии и аппаратурное оформление получения антитурбулентных присадок 39
1.4 Постановка цели и задач исследования 46
2. Объекты и методы исследования 48
2.1 Мономеры 48
2.2 Катализаторы полимеризации 48
2.3 Растворители 48
2.4 Синтез (со)полимеров высших а-олефинов 49
2.4.1 Методика синтеза и очистки (со)полимеров 49
2.4.2 Термодинамика процесса полимеризации высших а-олефинов 50
2.4.3 Кинетика процесса сополимеризации высших а-олефинов 52
2.5 Определение различных характеристик растворов высших поли-а-олефинов 54
2.5.1 Определение вязкости 54
2.5.1.1 Определение характеристической вязкости растворов высших поли-а олефинов 54
2.5.1.2 Определение вязкости по методу Брукфильда 55
2.5.2 Турбореометрические испытания 56
2.5.2.1 Устройство турбулентного реометра 56
2.5.2.2 Использованные в экспериментах режимы турбулентного течения 57
2.5.2.3 Способы представления результатов измерений, полученных на турбулентном реометре 58
2.5.2.4 Экстраполяция условий и результатов лабораторного эксперимента на реальный трубопровод 62
2.5.3 Оценка характеристик полимера на различных стадиях полимеризации 63
2.5.3.1 Разработка метода контроля кинетики полимеризации на ранних стадиях.. 63
2.5.3.2 Оценка гидродинамических характеристик полимера на глубоких стадиях (со)полимеризации 64
2.6. Отработка технологических вопросов (со)полимеризации и хранения полимера-сырца 65
2.6.1 Определение компонентов для остановки реакции и влияния различных
компонентов на деградацию полимера 65
2.6.2 Брикетирование блочного (со)полимера 66
2.6.3 Определение хладотекучести блочного (со)полимера 67
2.7 Электроимпульсное измельчение (со)полимеров 67
2.7.1 Закономерности электроимпульсного измельчения высших поли-а-олефинов при криогенных температурах 67
2.7.2 Приготовление суспензии из (со)полимера, измельченного криогенным способом 69
2.8 Определение скорости растворения частиц (со)полимера в углеводородных жидкостях 70
2.9 Выводы по 2 главе 71
3. Процессы получения (со)полимеров высших а-олефинов в качестве основы антитурбулентной присадки и их характеристика 73
3.1 Результаты подбора массового содержания катализатора и сокатализатора 73
3.2 Влияние массового содержания катализатора на температуру сополимеризации, и кинетику сополимеризации на начальных стадиях процесса 75
3.3. Подбор компонентного состава мономерной смеси 77
3.4 Определение констант сополимеризации 1-гексена с 1-деценом 79
3.5 Вязкость реакционной среды на начальных стадиях полимеризации 80
3.6 Влияние перегрева реакционной массы на качество (со)полимера
3.7 Влияние остатков реакционной массы на внутренней поверхности
оборудования на способность синтезированного сополимера снижать гидродинамическое сопротивление у/в жидкостей 83
3.8 Температура стеклования (со)полимеров 1-гексена 84
3.9 Влияние механодеструкции при измельчении на способность (со)полимера снижать гидродинамическое сопротивление 88
3.10 Величина деструкции полимера при электроимпульсном измельчении в условиях криогенных температур 89
3.11 Скорость растворения суспензионных присадок 90
3.12 Определение хладотекучести брикетированного (со)полимера 92
3.13 Окисляемость блочного полимера-сырца 92
3.14 Выводы по 3 главе 93
4. Процессы и аппараты для реализации производства антитурбулентной присадки суспензионного типа 95
4.1 Аппарат для криогенного электроимпульсного измельчения полимеров 95
4.2 Методики технологических расчетов 96
4.2.1 Методика проведения материальных расчетов для процесса криогенного измельчения 96
4.2.2 Методика определения размеров реакторов полимеризации 104
4.2.3 Методика расчета аппарата для криогенного измельчения полимеров высших а-олефинов 105
4.3 Методики тепловых расчетов 109
4.4 Принципиальная технологическая схема производства и розлива с описанием процесса 112
Список использованных источников
