Противотурбулентные присадки для снижения гидродинамического сопротивления углеводородных жидкостей в трубопроводах и способ их получения

Противотурбулентные присадки для снижения гидродинамического сопротивления углеводородных жидкостей в трубопроводах и способ их получения

Иллюстрации

Показать все

Реферат

Данное изобретение относится к противотурбулентным дисперсионным (суспензионным) присадкам (ПТП), снижающим гидродинамическое сопротивление турбулентному течению углеводородных жидкостей в трубопроводах, в частности, к быстрорастворимым и растворимым в углеводородах, сухим (СД ПТП) и жидким дисперсиям (ЖД ПТП) высоко- и сверхвысокомолекулярных (СВМ) (со)полимеров, снижающим гидродинамическое сопротивление турбулентному течению в трубопроводах и содержащим комплексные антиагломераторы и другие добавки, а в жидких дисперсиях еще и компоненты дисперсионной среды, содержащие смеси веществ, выбранных из группы гидроксилсодержащих компонентов, в т.ч. этоксилированных, а также простых и сложных эфиров, растительных масел.

Изобретение может быть использовано в производстве противотурбулентных присадок (ПТП) на основе высокомолекулярных и сверхвысокомолекулярных полимеров и сополимеров для повышения эффективности трубопроводного транспорта углеводородов. Способ включает получение тонкодисперсного (со)полимера, растворимого в углеводородных жидкостях. Полимер - промышленный (СВМ ПИБ) - сверхвысокомолекулярный полиизобутилен или сверхвысокомолекулярные сополимеры, полученные сополимеризацией изобутилена и высших α-олефинов. В качестве исходного материала для получения первичных дисперсий используют растворы полиизобутилена в углеводородах (толуол, гексан, нефрас, керосин и др.). Дисперсию полимера получают осаждением полимера из растворителя в интервале температур от 40 до 90°С в присутствии комплексных антиагломераторов - разделяющих агентов, выбранных из группы амидов и бис-амидов жирных кислот, солей высших кислот и металлов I, II, III, IV группы в сочетании с антистатиками и стабилизирующими добавками. Далее, растворитель вместе с осадителем (низкомолекулярные спирты от С1 до С6), удаляют и возвращают в рецикл, а осажденную дисперсию (со)полимера освобождают от следов растворителя и выделяют, по мере необходимости, либо, в виде сухой дисперсии (СД ПТП) (порошка) с содержанием полимера от 30% до 85%, либо в виде жидкой дисперсии (ЖД ПТП), либо, одновременно, в обоих видах. При необходимости, жидкую дисперсию (со)полимера с содержанием 15-45% (со)полимера получают, либо, непосредственно, из полуфабриката - первичной дисперсии, либо из полученной сухой дисперсии путем введения жидкой дисперсионной среды, состоящей из смеси гидрофильных полярных соединений, а также, добавляемых при необходимости, поверхностно-активных добавок, гидрофобизирующих и/или загущающих агентов. Изобретение позволяет упростить получение противотурбулентных присадок, расширить их ассортимент, возможности и температурный диапазон использования, в частности, при использовании на трансполярных трубопроводах в интервале температур от +70 до -78°С.

Область техники, к которой относится изобретение

Предлагаемое 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.

Для снижения удельных энергозатрат на перекачивание углеводородов, и увеличения пропускной способности нефте- и нефтепродуктопроводов применяются полимерные противотурбулентные присадки (ПТП), представляющие собой растворы или дисперсии (суспензии) высокомолекулярных полимеров в жидкой неводной среде. Тонкие дисперсии таких полимеров должны достаточно быстро растворяться в перекачиваемой жидкости, несмотря на высокие и сверхвысокие молекулярные массы. Введение в трубопроводы этих присадок способствует увеличению их пропускной способности и дает возможность сократить число промежуточных насосных станций и снизить рабочее давление в трубопроводе при перекачке жидкости с заданным расходом. В итоге повышается энергоэффективность транспортирования углеводородов по трубопроводу. Гидродинамическое (гидравлическое) сопротивление - сопротивление движению жидкости, оказываемое трубопроводом, можно оценить величиной «потерянного» давления АР или величиной изменения объемного расхода перекачиваемого продукта. Эффективность введения ПТП в перекачиваемый по трубопроводу углеводород в условиях турбулентного режима определяется по ее способности снижать гидродинамическое сопротивление течению и оценивается по формуле:

, где

DR - эффективность ПТП, %; Q_S - объемный расход испытываемого продукта; Q_P - объемный расход испытываемого продукта с ПТП.

Необходимым условием проявления эффекта снижения гидродинамического сопротивления (эффекта Томса) является состояние турбулентного режима течения углеводородной жидкости в трубопроводе и достаточно высокая молекулярная масса, (как правило, несколько миллионов г/моль), полимера, составляющего основу присадки. Введение ПТП в поток нефти в количестве от 2 гр. до 40-50 граммов на одну тонну, приводит к увеличению производительности нефтепровода на 15-30% и выше. Чем выше молекулярная масса полимера, и чем больше концентрация полимера в присадке, тем меньше его необходимая дозировка для эффективного снижения гидродинамического сопротивления.

Уровень техники

Разработка и практическое применение новых более эффективных и дешевых присадок с использованием отечественного сырья может, в значительной степени, способствовать техническому прогрессу трубопроводного транспорта нефти и нефтепродуктов, а также решению государственной проблемы импортозамещения.

В качестве полимерного компонента присадок в мировой практике наиболее часто используют сверхвысокомолекулярные (со)полимеры высших α-олефинов с числом углеродных атомов от 6 до 30, синтезированных с использованием стереоспецифических катализаторов Циглера-Натта. В то же время в России сегодня практически не производятся основной мономер для получения ПТП - гексен-1 и ряд других высших α-олефинов, а из-за падения курса рубля приобретать их за рубежом не рентабельно. Известно также и о различных вариантах практического использования высокомолекулярного полиизобутилена (ММ=150000-200000 по Штаудингеру) в противотурбулентных присадках. (См. Мохаммад Насер Хуссейн Аббас. Улучшение параметров работы нефтепроводов путем применения противотурбулентных присадок. Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук. Уфа. 2009 г. 22 с. ). При этом предусматривается предварительное механическое тонкое измельчение полимера. Как правило, измельчение высокомолекулярного полиизобутилена (ПИБ), осуществляется в области низкотемпературного глубокого охлаждения с помощью использования дорогостоящего жидкого азота и энергоемкого, достаточно сложного дорогостоящего оборудования. При этом часть высокомолекулярных молекул ПИБ подвергается деструкции, что впоследствии отражается на снижении эффективности противотурбулентной присадки. Кроме того, предельная величина молекулярной массы (ММ) традиционно выпускаемого промышленного полиизобутилена, как правило, не превышает ММ=200000 (по Штаудингеру), что явно недостаточно для получения хорошей эффективности при его использовании в качестве противотурбулентной присадки (ПТП). Повысить эффективность ПТП на основе ПИБ-200 (ММ=200000 по Штаудингеру) можно лишь за счет многократного увеличения дозировки, например, от 2-8 ppm до 50-100 ppm (или от 2-8 гр. до 50-100 гр. на тонну перекачиваемого продукта). Другим путем увеличения эффективности ПТП на основе ПИБ является получение сверхвысокомолекулярного полимера, а также получение сверхвысокомолекулярных сополимеров изобутилена и α-олефинов от С6 и выше, с ММ от 300000 до 500000 (по Штаудингеру) и выше.

Именно поэтому, попытки более широкого использования промышленного высокомолекулярного полиизобутилена П-200 для этих же целей не получили должного развития из-за сравнительно более высоких затрат на его низкотемпературное измельчение с использованием жидкого азота. Использование ПТП в виде раствора полиизобутилена в бензине, масле (керосине или др. углеводородах) не производится из-за трудностей, связанных с его высокой вязкостью в зимнее время. Поэтому, в настоящее время используются, в основном, импортные ПТП дисперсионного типа на основе высокомолекулярных поли-α-олефинов, которые имеют свои пределы использования при низких температурах, чаще всего до -25°С. При этом чаще всего, используются элементы механического измельчения полимера, либо при низких температурах с использованием дорогостоящих - оборудования и жидкого азота, либо измельчения недегазированного каучукоподобного полимеризата при обычных температурах, что тоже связано с большими затратами. Далее, полученную крошку растворяют в специфических растворителях при температуре выше 60°С, которые при понижении температуры ниже 40°С приобретают свойства нерастворителей. Содержание полимера в ПТП дисперсионного типа может составлять до 25%-30%, что значительно превосходит содержание полимера в присадке растворного типа (3-4% для сверхвысокомолекулярных, 5-7% для высокомолекулярных). В целях стабилизации дисперсии ПТП могут содержать поверхностно-активные вещества (ПАВ), в том числе антиагломераторы или разделяющие агенты, препятствующие слипанию частиц полимера, как на стадии их образования, так и при длительном хранении дисперсии, а также небольшие добавки ингибиторов окислительной деструкции и структурирования полимеров.

2. Альтернативным методом получения тонких дисперсий, который не затрагивает длины полимерной молекулы, является осаждение полимера из раствора добавлением осадителя [Пат. США 5733953]. Этот способ является также достаточно близким к настоящему изобретению в части осаждения полимера из раствора, и был взят нами за аналог.

В приведенном способе осаждают полимер, имеющий высокую молекулярную массу, синтезированный (со)полимеризацией высших α-олефинов под действием катализатора Циглера-Натта в среде растворителя. Последовательность получения суспензии такова (цитата): «маловязкую высококонцентрированную суспензию полимера получают медленным добавлением жидкости, не растворяющей полимер (например, изопропиловый спирт), к раствору полимера в растворителе (например, керосин). При достаточном добавлении нерастворителя полимер осаждается из раствора в виде мелких частиц. Жидкость с осадка отделяют, осадок еще раз промывают нерастворителем. Полученная концентрированная суспензия при введении в поток углеводородной жидкости быстро растворяется и оказывает снижение гидродинамического сопротивления».

К недостаткам аналога можно отнести следующее: - Использование сравнительно дефицитных и дорогостоящих импортных компонентов дисперсионной среды, в частности, - растворителей-нерастворителей, например, монометиловый эфир дипропиленгликоля, гексанол-1 и др., использование остродефицитного мономера - гексена-1, и др. высших α-олефинов, либо вообще не производящихся в России, либо производящихся, но в недоступных количествах (например, децен-1). Кроме того, сам факт приготовления и применения жидких дисперсионных присадок имеет свои ограничения по использованию при низких температурах, (ниже -25°С), в условиях суровых зим и трансарктических трубопроводов.

3. Ивестен также Патент России RU 2481357 «Способ получения противотурбулентной присадки суспензионного типа, снижающей гидродинамическое сопротивление углеводородных жидкостей». Индексы МПК [7] C10L 1/10 - содержащее присадки, C08F 4/642 - компонент, отнесенный к рубрике C08F 4/64. с алюминийорганическим соединением C08F 2/02 - Высокомолекулярные соединения, получаемые реакциями с участием только ненасыщенных углерод-углеродных связей (получение жидких углеводородных смесей из углеводородов с более низким углеродным числом, например олигомерацией. C10G 50/00), C08F 10/14 - мономеры, содержащие пять или более атомов углерода.

Этот способ является также достаточно близким к настоящему изобретению, в части осаждения полимера из раствора, и был взят нами за аналог 2.

«Способ (цитата): включает получение тонкоизмельченного полимера, растворимого в углеродных жидкостях. Полимер синтезируют (со)полимеризацией высших α-олефинов под действием катализатора Циглера-Натта. В качестве (со)полимера высших α-олефинов используют продукт блочной полимеризации. Тонкую дисперсию полимера получают термическим переосаждением полимера в жидкости, являющейся нерастворителем для полимера при комнатной температуре и способной его растворять при повышенной температуре».

Тем не менее, простейшие расчеты показывают, что и этот способ не лишен следующих недостатков:

- использование дефицитных материалов, не производимых в России, в частности, например, монометиловый эфир дипропиленгликоля, гексанол-1 и др. В условиях санкций и резкого изменения курса рубля приобретение и использование таких компонентов присадок становится весьма дорогостоящим;

- отсутствие в стране необходимого доступного количества необходимых альфа-олефинов, например, гексена-1, высокой степени полимеризационной чистоты для производства (со)полимеров;

- недостаточная технологичность способа и его энергоемкость, либо использование ручного труда по разделке сверхвязкого (сверхгустого) полимеризата. Например, если проводить процесс полимеризации до высокой степени конверсии, то вязкость полимеризата становится непреодолимой для дальнейших технологических операций. Если же конверсию дефицитного мономера в процессе полимеризации держать невысокой, то возникает необходимость в высокой степени извлечения непрореагировавшего мономера, например, гексена-1, и возвращении его на очистку и в рецикл, а это связано с высокими энергетическими и технологическими затратами.

Кроме того, сам факт приготовления и применения жидких дисперсионных присадок имеет свои ограничения по использованию при низких температурах, (ниже -25°С), в условиях суровых зим и трансарктических трубопроводов.

4. Наиболее близким по технической сущности и достигаемому положительному эффекту и принятыми авторами за прототип является патент - «Неводные суспензии, снижающие сопротивление течению углеводородов в трубопроводах» - Номер публикации международной заявки (РСТ) WO 98/16586 19980423, Номер документа [ЕАВ] 1538 (ЕА 001538 В1 20010423 ЕВРАЗИЙСКАЯ ПАТЕНТНО-ИНФОРМАЦИОННАЯ СИСТЕМА) - (Патентная документация ЕАПВ). Индексы МПК [7] C08L 91/06, [7] C08K 5/20, [7] F17D 1/17.

Данное изобретение (прототип) включает 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 поли-альфаолефина, 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. (Известно также использование в качестве компонентов дисперсионной среды для поли-α-олефинов: высших алифатических спиртов, гликолей и их моно- и дизамезщенных простых эфиров. а также их смесей (Патент RU 2443 720, 2012))

Недостатком данного способа и его аналогов является низкая энергоэффективность способа, поскольку имеют место высокие затраты электроэнергии на получение и использование жидкого азота, потребность в сложном и дорогостоящем оборудовании, а также механического оборудования для низкотемпературного помола полимера. Наличие ручного и опасного труда. Достаточно тяжелые условия труда. Недостатком данного способа является также сложность технологического процесса. Кроме того, недостатком прототипа является также использование дефицитных материалов, не производимых в России, в частности, например, монометилового эфира дипропиленгликоля, гексанола-1 и др. В условиях санкций и резкого изменения курса рубля, приобретение и использование таких компонентов для производства присадок становится весьма дорогостоящим, что приводит в повышению себестоимости присадки; также недостатком является отсутствие в стране необходимого доступного количества необходимых альфа-олефинов, например, гексена-1, высокой степени полимеризационной чистоты для синтеза (со)полимеров в производстве противотурбулентных присадок.

Кроме того, сам факт приготовления и применения жидких дисперсионных присадок имеет свои ограничения по использованию при низких температурах, (ниже -25°С), в условиях суровых зим и трансарктических трубопроводов.

Раскрытие изобретения

Указанных недостатков лишено ниже предлагаемое изобретение «Противотурбулентные присадки для снижения гидродинамического сопротивления углеводородных жидкостей в трубопроводах и способ их получения». Задачей предлагаемого изобретения является разработка составов на основе апробированного или реально выпускаемого полимера в России - высокомолекулярного и сверхвысокомолекулярного полиизобутилена или сополимеров изобутилена и α-олефинов и способа получения на его основе противотурбулентных присадок (ПТП), снижающих гидродинамическое сопротивление углеводородных жидкостей, обладающих повышенной эффективностью, оперативностью управления, вариативностью выпускной товарной (сухой и жидкой) формы продукта и ее компактностью (за счет более высокой молекулярной массы исходного (со)полимера, а также более высокой (до 85%) концентрации сухой дисперсии (со)полимера (СД ПТП) в виде сыпучего порошка и жидкой дисперсии (ЖД ПТП) до 45%-ной концентрации. Кроме того, задачей предлагаемого изобретения является - упрощение технологического процесса получения присадок, снижение себестоимости продукции, полная безотходность, за счет рециклирования всех компонентов процесса и использование доступных отечественных продуктов, уменьшение экологической нагрузки.

Техническим решением предлагаемого способа является реализация технической возможности получения и превращения сверхвысокомолекулярного полимера в высоконцентрированную противотурбулентную присадку (ПТП) в виде сухой дисперсии (СД ПТП), - т.е. подвижного сыпучего мелкодисперсного быстрорастворимого полимерного порошка. Кроме того, что сухая дисперсия ПТП может иметь самостоятельное применение, в особенности, в условиях северных территорий, изобретение предусматривает и другое направление использования сухой дисперсии ПТП - для приготовления традиционной формы присадки - в виде жидкой дисперсии (ЖД ПТП). Это позволяет расширить рыночный диапазон применения ПТП.

Проблема дефицитности сырья, а именно дефицита α-олефинов, в данном изобретении, решается их заменой на широкодоступный и недорогой мономер - изобутилен и использование действующего промышленного производства ПИБ, без каких-либо дополнительных капитальных вложений. Для этого в данном изобретении, для приготовления ПТП, с одной стороны, используют полиизобутилен с более высокой молекулярной массой, а с другой стороны увеличивают содержание полимера в ПТП (в сухой дисперсии (порошке) до 85%).

Технический результат, который может быть получен с помощью предлагаемого изобретения, сводится к снижению энергозатрат на ПТП и ее себестоимости, за счет исключения дорогостоящего жидкого азота и сложного энергоемкого оборудования для низкотемпературного измельчения высокомолекулярного полиизобутилена, предназначенного для получения ПТП, и достижение более высокого качества и более высокой эффективности присадки, за счет использования комбинации более эффективных комплексных антиагломераторов (агентов-разделителей частиц) и повышения содержания (со)полимера в сухой дисперсии (СД ПТП) от 30% до 85%, а также уменьшению экологической нагрузки, за счет полного рециклирования растворителя и осадителя. Главное же, - это рыночная универсальность и решение проблемы создания присадок нового типа для обеспечения новых трансполярных, трансарктических и обычных трубопроводов в зимнее время при температуре окружающей среды вплоть до -78°С.

Сущность изобретения заключается в следующем.

Изобретение включает способ получения в одном технологическом процессе тонкодисперсной одновременно или последовательно сухой дисперсии (СД ПТП) и жидкой дисперсии (ЖД ПТП) на основе сверхвысокомолекулярных полиизобутилена или сополимеров изобутилена с α-олефинами, растворимых в углеводородных жидкостях. Для этого используются (со)полимеры: а) сверхвысокомолекулярный полиизобутилен (СВМ ПИБ) или сверхвысокомолекулярные сополимеры на основе изобутилена и высших α-олефинов (гексена-1, децена-1, додецена-1 и др.). В качестве исходного материала для получения первичных дисперсий (со)полимера используют растворы (со)полимеров - полиизобутилена, сополимеров на основе изобутилена с α-олефинами в углеводородах (толуол, гексан, гептан, изопентан, нефрас, керосин и др.). Первичную дисперсию полимера получают осаждением полимера из растворителя в интервале температур от 40 до 90°С в присутствии комплексных антиагломераторов - разделяющих агентов, выбранных из группы солей высших кислот и металлов I, II, III, IV группы Периодической Системы Элементов Д.И. Менделеева, в сочетании с амидами и бис-амидами жирных кислот и другими антиагломерирующими добавками - антистатиками и неионогенным стабилизатором дисперсий.

Далее, растворитель вместе с осадителем (низкомолекулярные спирты от С1 до С6), удаляют, разделяют известными способами и возвращают в рецикл, а осажденную первичную дисперсию (со)полимера, выделяют в виде сухой дисперсии (порошка) с содержанием полимера от 30 до 85%. Жидкую дисперсию (со)полимера с содержанием 15-45% (со)полимера получают, либо, непосредственно, из первичной, либо из полученной сухой дисперсии путем введения жидкой дисперсионной среды, содержащей смеси веществ, состоящей из смеси гидрофильных полярных соединений, а также поверхностно-активных добавок, гидрофобизирующих и/или загущающих агентов.

Изобретение позволяет упростить и удешевить получение противотурбулентных присадок для интенсификации работы трубопроводного транспорта и расширить их вариативность и диапазон использования, а также ассортимент и возможности.

Осуществление изобретения

Наряду с известными, способ включает использование комплекса новых разделяющих добавок (антиагломераторов) разного типа, являющихся достаточно эффективными и преследующих разные цели. При этом сочетание антиагломераторов первого типа - а) амидов и бис-амидов жирных кислот, а также антиагломераторов второго типа - б) солей металлов I-IV группы таблицы Д.И. Менделеева и жирных кислот с другими добавками, в частности, с в) антистатиками и г) неионогенными стабилизаторами дисперсий позволяет управлять степенью дисперсности, формой и плотностью получаемых частиц, получать более эффективные целевые результаты, при условии соблюдения определенного порядка их ввода, а также интервала и варьирования температур обработки. Это, очевидно, связано с тем, что неполярные группы добавок адсорбируются на поверхности разделяемых частиц дисперсии, а полярные функциональные группы добавок способны в определенных условиях придавать поверхности разделяемых частиц дисперсии отталкивающие свойства, тем самым обеспечивая их стабильность. Биполярные антиагломераторы, например, бис-амиды жирных кислот, выполняют чисто разделительные функции.

Примерами таких веществ первого типа (а) являются бис-амиды жирных кислот, такие как этилен-бис-пальмитинамид, этилен-бис-стеарамид, этилен-бис-арахинамид, этилен-бис-бегенамид, гексилен-бис-пальмитинамид, гексилен-бис-стеарамид, гексилен-бис-арахинамид, гексилен-бис-бегенамид, этилен-бис-12-гидроксистеарамид, дистеариладипамид и т.д., и моноамиды жирных кислот, такие как амид пальмитиновой кислоты, амид стеариновой кислоты, амид арахиновой кислоты, амидбегеновой кислоты, амид олеиновой кислоты, амид эруковой кислоты и др. При этом важно подбирать и учитывать сочетание твердых, пластичных и жидких по консистенции применяемых веществ.

Другой тип разделяющих веществ (б) выбирается из группы, состоящей из металлических мыл, таких как стеараты, олеаты, эрукаты, пальмитаты, версататы, 2-этилгексанаты и пр. металлов металлов I-IV таблицы Д.И. Менделеева, а именно, лития, калия, натрия, магния, кальция, бария, цинка, алюминия, неодима и др. Этот тип добавок, помимо антиагломерационного эффекта, способствует образованию и сохранению более мелких частиц и их однородности.

Дополнительный резерв управления устойчивостью и размером частиц достигается подбором соотношения первого (а) и второго типа (б) разделяющих веществ (агентов), а, также и других (в) добавок (антистатиков), в качестве которых, используют многоатомные спирты, этоксилаты, простые и сложные моноэфиры многоатомных спиртов или их смеси и компонента (г) - неиногенные стабилизаторы дисперсий - касторовое масло (смесь (80%) глицеридов рицинолевой кислоты и 20% глицеридов линолевой и олеиновой кислот), а также гидрогенизированнное этоксилированное касторовое масло (ПЭГ-40), а также варьированием порядка их ввода, времени контакта и температуры взаимодействия антиагломераторов, препятствующих слипанию частиц дисперсии. Размер частиц порядка 50-100 микрон, возможно образование тонких разветвленных конгломератов (т.н. «пушистые») до 200-400 микрон и более, до 1000 микрон, которые, тем не менее, обеспечивают достаточно быстрое растворение в углеводородных жидкостях, что весьма важно при приготовлении растворов ПТП перед их дозировкой в транспортный трубопровод.

Причем, требования к высокому качеству готовой продукции и особые специфические требования заказчика вызывают необходимость подбора вариантов использования либо всех 4-х компонентов, либо от 2 до 4-х компонентов комплексного антиагломератора, при предпочтительном присутствии компонентов а, б, г или парных сочетаний из названных компонентов а, б, в, г. Это может быть связано с необходимостью учитывать особенности свойств и характеристик заявляемых сверхвысокомолекулярных полиизобутилена или сополимеров изобутилена с α-олефинами. Весьма высокая газонепроницаемость ПИБ (в 10-12 раз выше других полимеров) может создавать проблемы с полноценным удалением растворителя, а остатки растворителя могут создавать проблемы с глобулярной структурой частиц и их устойчивостью в дисперсиях. В этом отношении получение устойчивых дисперсий ПИБ является более сложной задачей, чем получение устойчивых дисперсий поли α-олефинов.

Еще одним достоинством предлагаемого способа является возможность многократного использования некондиционной продукции, отходов полимера и продуктов очистки и промывки оборудования, причем все стадии процесса являются практически безотходными, что значительно уменьшает экологическую нагрузку. Суть предложенного способа проиллюстрируем на примерах:

Примеры конкретного выполнения способа получения ПТП приведенные ниже только для иллюстрации настоящего изобретения не ограничивают его.

Последовательность действий при получении сухих и жидких противотурбулентных присадок, в присутствии компонентов комплексного антиагломератора, представлена в виде нескольких вариантов и выглядит так:

1. Растворение твердого (со)полимера в углеводородной жидкости, - (изопентан, гексан, гептан, толуол и др.), предпочтительно, при повышенной температуре до 60-90°С.

2. Медленное осаждение (со)полимера из раствора:

2.1. - (1-й вариант) - без использования осадителей с удалением растворителя при повышенной температуре до 90°С и/или под вакуумом, и/или с поддувкой азота, при перемешивании до получения сухой дисперсии (СД ПТП) для самостоятельного применения или для последующего приготовления на ее основе жидкой дисперсии (ЖД ПТП).

2.2 - (вариант 1а) - по варианту 1, но с использованием высококипящих компонентов дисперсионной среды - спиртов - изобутилового, изоамилового, гексанола-1, тетрагидрофурфурилового спирта, многоатомных спиртов и эфиров на их основе, в качестве неудаляемых осадителей дисперсии (со)полимера. Этот вариант прямого получения ЖД ПТП наиболее простой и наименее затратный.

2.3. (2-й вариант) - осаждение и промывка (со)полимера спиртами (от С2 до С6) в виде первичной дисперсии, при температуре от 40 до 60°С.(Использование спирта Cl-метанола нецелесообразно, в целях безопасности персонала.)

2.3.1. - в этом варианте, удаление смеси растворителя и осадителя из первичной дисперсии (со)полимера известными техническими методами (декантация смеси осадителя и растворителя, снижение парциального давления паров осадителя и растворителя за счет введения азота, удаление паров растворителя и осадителя, за счет создания вакуума и увеличения температуры в аппарате до 60-90°С.

2.3.2. - в этом варианте, разделение осадителя и растворителя путем разгонки или сочетания отмывки спирта водой, разделением спирто-водных смесей от углеводородного растворителя отстаиванием, с последующей разгонкой спирто-водных смесей и рециклинг спирта, воды и растворителя.

3. а) получение сухой (со)полимерной дисперсии при температуре от 40°С до 90°С, (при условии полного удаления растворителя и осадителя) и ее использование, либо в качестве самостоятельной сухой дисперсионной противотурбулентной присадки (СД ПТП), либо в качестве исходного компонента для получения жидкой противотурбулентной присадки (ЖД ПТП);

б) получение жидкой полимерной дисперсии (ЖД ПТП), (путем введения компонентов дисперсионной среды в первичную дисперсию, либо путем смешения сухой дисперсии (со)полимера с компонентами дисперсионной среды в интервале температур от 40°С до 60°С.

5. Охлаждение продукта до комнатной температуры, получение 2-х товарных форм дисперсионных (суспензионных) присадок.

Необходимость получения сухой или жидкой дисперсии (суспензии) и объемов их выпуска определяется рыночным спросом. Таким образом, возможность выпуска двух типов присадок, помимо физических преимуществ, имеет еще и рыночные преимущества. При этом сухая дисперсионная ПТП (СД ПТП) более компактна при хранении и перевозке, а ее использование, практически, совсем не зависит от климатических условий.

Другие преимущества способа:

Размер частиц порядка 50-100 микрон и их тонкие разветвленные конгломераты (т.н. «пушистые») до 200-400 микрон и более, до 1000 микрон, обеспечивают достаточно быстрое растворение в углеводородных жидкостях. Все стадии от растворения до осаждения и рециклирования растворителя и осадителя являются практически безотходными, что значительно уменьшает экологическую нагрузку. Суть предложенного способа проиллюстрируем на примерах, которые приведены только для иллюстрации настоящего изобретения и не ограничивают его. В соответствии с 3 независимыми пунктами Формулы изобретения ниже представлены 3 группы примеров, иллюстрирующие:

а) Способ получения противотурбулентных присадок для снижения гидродинамического сопротивления углеводородных жидкостей в трубопроводах (Формула пп. 1-16).

б) Композиция I - Сухая дисперсионная противотурбулентная присадка (СД ПТП), способная снижать гидродинамическое сопротивление углеводородных жидкостей в режиме турбулентного течения в трубопроводе (Формула пп. 17-23).

в) Композиция II - Жидкая дисперсионная противотурбулентная присадка (ЖД ПТП), способная снижать гидродинамическое сопротивление углеводородных жидкостей в режиме турбулентного течения в трубопроводе. Формула п. 1, пп. 24-36.

Ниже, в примерах, указан каждый из компонентов дисперсионной среды ЖД ПТП - (д), (е), (ж), (з) указаны в скобках в соответствии с п. 1 и пп. 24-36 Формулы, иногда с указанием п. Формулы, например, (д, 34) - в примере 31.

В процессе промышленного производства ПТП, в особенности, при выпуске различных марок продукции, возможные колебания состава компонентов, молекулярных масс применяемых (со)полимеров и их концентрации, вызывают необходимость варьирования состава дисперсионной среды при выпуске жидких дисперсий ПТП. В этой связи, в целях получения устойчивых жидких дисперсий, целесообразно, в той или иной степени, варьировать состав дисперсионной среды. При этом необходимо учитывать определенные специфические свойства и физико-химические особенности сверхвысокомолекулярного полиизобутилена (в 10-12 раз более высокая газонепроницаемость и др.), которые, в значительной степени отличаются, в частности, от поли-α-олефинов и других полимеров, и требуют несколько иного подхода в выборе компонентов дисперсионной среды. В различных соотношениях были рассмотрены следующие компоненты дисперсионной среды: моноэфиры глицерина - со спиртами (от C₂ до С₆), 2-этилгексановой, версатовой (неодекановой), стеариновой кислотой - глицеринмоноверсатат, глицерин-2-этилгексанат, глицерилмоностеарат, и смеси спиртов с тетрагидрофуриловым спиртом; а также низкомолекулярные спирты (от С₂ до С₆), тетрагидрофурфуриловый спирт (ТГФС) и многоатомные спирты или их смеси, сложные эфиры двухосновных кислот, простые и сложные моноэфиры многоатомных спиртов и алифатических кислот или их смеси, высшие жирные кислоты и их комплексы с катионными ПАВ, в частности,олеиновая, стеариновая, версатовая кислоты или комплексы указанных кислот с четвертичными аммониевыми соединениями (ЧАС) - катамином АБ-алкилдиметилбензиламмоний хлоридом, цетилпиридиний хлоридом, цетилтриметиламмоний бромидом, а также высокополярные соединения - диметилформамид, диметилсульфоксид, N-метилпирролидон, вода или их смеси. При этом в отдельных рецептах, введение воды в небольших количествах, в зависимости от разрешенной температуры замерзания дисперсии, допускается только для некоторых марок ЖД ПТП сезонного характера, по согласованию с потребителем;

Пример 1. (Технологический вариант 3). В реакционный сосуд вводят 25 мл жидкого изобутилена, охлажденного до -100°С, и 25 мл жидкого этилена. Предварительно в изобутилене растворяют метанол в количестве 0,005% масс. В другой сосуд вводят 50 мл жидкого этилена, в котором растворяют трехфтористый бор в количестве 0,04% масс от массы изобутилена. Содержимое обоих сосудов сливают в однолитровый стеклянный стакан, где немедленно начинается полимеризация. Время полимеризации 4 сек. Выход полиизобутилена 97%, а его молекулярная масса ММ=350000 по Штаудингеру или динамическая вязкость от 9,4⋅10⁵ Па⋅с (динамический механический спектрометр «RPA 2000» фирмы "ALPHA Technologies", T=180°C, деформирование 7%, частота деформирования 0,033 Гц). Регулирование MM осуществляется изменением соотношения между этиленом и изобутилена, а также дополнительным введением этанола и/или изопропанола. Далее, полученный продукт, без механической обработки, растворяют в углеводородах, в данном случае, в смеси (1:1) толуола и нефраса. (возможно также использование других углеводородов - изопентана, гексана, гептана, керосина и пр. или их смесей). Далее, в 100 гр. 4%-ного смешанного раствора с содержанием 4,0 гр. полиизобутилена с ММ=350 тыс.., при температуре 45°С - 60°С постепенно вводят осадитель - этанол (возможен и изопропанол) в количестве 100 мл. и производят в течение часа медленное осаждение первичной дисперсии полимера. которая, вследствие более высокой плотности собирается в нижней части сосуда (аппарата). Затем производится 1-2-кратная промывка этанолом осадка (дисперсии) от остатков растворителя и удаление смеси осадителя и растворителя известными методами (декантация, испарение осадителя и растворителя под вакуумом или в токе азота при повышенной температуре до 90°С, предпочтительнее до 75°С, и пр.). Удаленные декантацией из основного аппарата осадитель (этанол) и растворитель, поступают на отмывку водой, затем спиртоводную смесь отстаивают от углеводорода в флорентийском сосуде. Верхний слой - углеводород из флорентийского сосуда возвращается на приготовление растворов ПИБ и далее в реци