ТЕХНОЛОГИЧЕСКАЯ ЛИНИЯ ДЛЯ ПОЛУЧЕНИЯ ПРОТИВОТУРБУЛЕНТНОЙ ПРИСАДКИ НА ОСНОВЕ ПОЛИОЛЕФИНОВ

Полезная модель относится к устройствам для получения противотурбулентных присадок (ПТП) на основе полиолефинов, а также к устройствам для получения полиолефинов, эффективно снижающих гидродинамическое сопротивление (ГДС) углеводородных жидкостей.
Противотурбулентные присадки, используемые для снижения гидродинамического сопротивления перекачиваемых жидкостей, должны удовлетворять следующим условиям, обусловленным природой гидродинамического сопротивления: хорошая растворимость в углеводородных жидкостях и высокая молекулярная масса (ММ) полимера (чем больше ММ, тем меньше концентрация полимера в потоке жидкости, необходимая для снижения гидродинамического сопротивления). Важным параметром является также размер частиц полимера, оказывающий влияние на скорость действия ПТП, и как следствие, на эффективность. Важным фактором, определяющим выбор присадки, является также экономическая составляющая, вытекающая из стоимости самого продукта, легкости его подачи в трубопровод, концентрации полимера в товарной форме продукта и его эффективности.
Большее распространение в настоящее время получили ПТП на основе высокомолекулярных полимеров, полученных полимеризацией олефинов, как наиболее удовлетворяющих условиям, перечисленным выше.
Известны различные способы получения высокомолекулярных полиолефинов, однако проведенные патентные исследования показали, что аппаратурного оформления технологии недеструктивного получения ПТП суспензионной формы на их основе не выявлено, то есть ему не уделено должного внимания.
Технической задачей заявляемой полезной модели является получение противотурбулентной присадки на основе высокомолекулярных полиолефинов, представляющей собой концентрированную тонкую суспензию указанных полиолефинов, без их деструкции и предварительного измельчения.
Указанный результат достигается тем, что линия для получения противотурбулентной присадки на основе полиолефинов состоит из емкостного полимеризатора, который последовательно соединен трубой с винтовым насосом, а тот, в свою очередь, последовательно соединен трубой с емкостным дегазатором-диспергатором, к которому с помощью трубы последовательно присоединены центробежный аппарат деканторного типа и сборник готового продукта, причем дегазатор-диспергатор на входе снабжен плоскощелевой форсункой с шириной щели 1-4 мм, а также дополнительно оборудован конденсатором паров.
-1
Ширину щели плоскощелевой форсунки выбирают, исходя из следующего: при ширине щели меньше 1 мм процесс занимает длительное время, ускорить же его невозможно, т.к. при приложении больших давлений (в обычном случае рассчитываемых через требуемое напряжение сдвига), необходимых для обеспечения достаточной скорости процесса, значения напряжения сдвига на входе в аппарат превышают 80 с, что приводит к деструкции полимера. При ширине щели плоскощелевой форсунки больше 4 мм отсутствует возможность получения быстрорастворимой формы ПТП т.к частицы (со)полимера набухают и слипаются в одну массу, непригодную для закачивания в трубопровод.
Все емкостные аппараты снабжены устройствами теплообмена (рубашками, заполненными теплоносителями), предназначенными для поддержания в аппаратах заданного температурного режима.
Заявляемая полезная модель поясняется чертежом, где
- на Фиг. 1 - изображена схема технологической линии для получения противотурбулентной присадки на основе полиолефинов.
Линия состоит из емкостного полимеризатора 1, который последовательно соединен трубой 2 из нержавеющей стали с винтовым насосом 3, а тот, в свою очередь, последовательно соединен трубой 4 из нержавеющей стали через плоскощелевую форсунку 5 с шириной щели 1-4 мм с емкостным дегазатором-диспергатором 6, установленным ниже емкостного полимеризатора 1 для облегчения перекачки в него полученного полимера, к которому с помощью трубы из нержавеющей стали 7 последовательно присоединен центробежный аппарат деканторного типа 8 из которого готовый продукт через трубу из нержавеющей стали 9 поступает в расположенный ниже приемник готового сырья 10, сталь-эмаль, причем дегазатор-диспергатор 6 дополнительно присоединен с помощью трубы из нержавеющей стали 11, с конденсатором паров 12. Емкостной полимеризатор 1 и емкостной дегазатор-диспергатор 6, оборудованы рубашками, заполненными теплоносителями(на чертеже не показано) и предназначенными для поддержания в аппаратах заданного температурного режима.
Линия для получения противотурбулентной присадки на основе полиолефинов работает следующим образом:
В емкостной аппарат-полимеризатор 1 (материал - нержавеющая сталь марки 12Х18Н10Т) с помощью герметичных насосов (на схеме не показано) загружают расчетное количество подготовленного сырья (мономер и/или смесь мономеров, растворитель и/или смесь растворителей (в случае проведения процесса в растворе), катализатор Циглера-Натта и алюми-нийорганический сокатализатор), где ведут процесс полимеризации / сополимеризации при температуре от -20 до +50°C до достижения заданной конверсии мономера/смеси мономеров (предпочтительно не менее 2% и не более 25% от массы всей смеси, включая растворители). Температуру процесса поддерживают с точностью 1°C с помощью рубашки аппарата, заполненной теплоносителем. Температура поддерживается расходом теплоносителя, подаваемого в рубашку полимеризатора 1. На трубопроводе обратного теплоносителя регистрируют температуру на щите (на схеме не показано). После чего через трубу из нержавеющей стали 2 с помощью винтового насоса 3, обеспечивающего бесперебойную подачу полученного (со)полимера, по трубе из нержавеющей стали 4 передавливают полученный (со)полимер или раствор (со)полимера в углеводородном растворителе через специальную плоскощелевую форсунку 5 с шириной щели 1-4 мм, расположенную на входе в аппарат дегазатор - диспергатор 6 (материал - нержавеющая сталь марки 12Х18Н10Т), снабженный дисковым перемешивающим устройством (предпочтительно диссольвер), где находятся подготовленные компоненты товарной формы противотурбулентной присадки в соотношении, соответствующем конечной рецептуре присадки, подогретые до температуры кипения углеводородного растворителя, где осуществляют измельчение полученного (со)полимера безводной дегазацией с одновременным его диспергированием в среде носителя полимера, причем стабильное поддержание необходимой температуры обеспечивают за счет рубашки аппарата, заполненной теплоносителем (пар), который поступает от конденсаторов паров 12 через трубу 11. Температура поддерживается расходом теплоносителя и регистрируется на щите (на схеме не показано), также на щите регистрируется давление пара, предусмотрена сигнализация максимального и минимального уровня на щите. Отгонку непрореагировавшего мономера или смеси мономеров и растворителя (в случае его наличия) ведут до прекращения конденсации паров в аппарате 8 (конденсатор паров), после чего по трубе из нержавеющей стали 7, передают полученную суспензию в центрифугирующий аппарат декантерного типа 8 (материал - нержавеющая сталь марки 12Х18Н10Т), где проводят концентрирование суспензии до заданных значений концентрации полимера с одновременной доочисткой суспензии тонкоизмельченного полимера от остаточных содержаний исходных компонентов полимеризации, проведенной в емкостном полимеризаторе 1. Готовый продукт по трубе из нержавеющей стали 9 поступает в сборник-усреднитель 10 (материал сталь-эмаль), где для обеспечения стабильного качества продукта производят его усреднение для дальнейшей фасовки.
Таким образом, заявляемая технологическая линия для получения противотурбулентной присадки на основе полиолефинов позволяет получать концентрированную тонкую суспензию высокомолекулярных полиолефинов без их деструкции и предварительного измельчения, а также может быть экономически выгодно реализуема в промышленных условиях.
На дату подачи заявки предлагаемой полезной модели, на промышленной базе ООО «ФОРЭС-Химия» проведены промышленные испытания технологической линии, которые показали ее работоспособность для получения конкретной заданной присадки на основе полиолефинов.