EA 032206B1 20190430

	Патентная документация ЕАПВ
Запрос:	ea000032206b*\id
Результат:	ID\|Номер и дата охранного документа

больше ...

Термины запроса в документе

Реферат

[RU]

1. Способ отделения снижающего гидравлическое сопротивление полимера от текучей среды с низкой молекулярной массой, причем указанный способ включает стадии, в которых: (a) вводят снижающий гидравлическое сопротивление полимер в указанную текучую среду с низкой молекулярной массой с образованием смеси, включающей текучую среду с низкой молекулярной массой и снижающий гидравлическое сопротивление полимер; (b) частично испаряют указанную смесь, включающую текучую среду с низкой молекулярной массой и снижающий гидравлическое сопротивление полимер, в испарительном резервуаре при температуре испарения, причем указанный испарительный резервуар содержит жидкость с высокой молекулярной массой, выбранную из воды, гликолей, спиртов, дизельных топлив, бензинов, керосинов, моторных масел, сырых нефтей и их смесей, которая смешивается с указанной смесью и контактирует с указанной смесью так, что указанная текучая среда с низкой молекулярной массой переходит в газовую фазу, и указанная жидкость с высокой молекулярной массой остается в жидкостной фазе; и (c) извлекают указанные пары с низкой молекулярной массой, причем указанный снижающий гидравлическое сопротивление полимер представляет собой высокомолекулярный полимер, имеющий среднемассовую молекулярную массу более чем 4000000, и выбран из группы, состоящей из альфа-олефиновых полимеров, акриламидных полимеров, сополимеров акриламида и акриловой кислоты и их солей, полимеров сложных эфиров акриловой кислоты и полимеров сложных эфиров метакриловой кислоты, причем указанная текучая среда с низкой молекулярной массой представляет собой неуглеводородные текучие среды с низкой молекулярной массой или углеводородную текучую среду с низкой молекулярной массой.

2. Способ по п.1, дополнительно включающий стадию, в которой: (е) вовлекают указанную жидкость с высокой молекулярной массой, которая остается в жидкостной фазе после стадии (b), в рециркуляцию через устройство, создающее высокую сдвиговую нагрузку, обратно в указанный испарительный резервуар.

3. Способ по п.1, в котором указанный снижающий гидравлическое сопротивление полимер находится в растворе.

4. Способ по п.1, в котором температура указанного испарения находится в пределах диапазона от -50°F (-45,55°C) до 250°F (121,11°C).

5. Способ отделения снижающего гидравлическое сопротивление полимера от текучей среды с низкой молекулярной массой, причем указанный способ включает стадии, в которых: (a) вводят смесь, включающую текучую среду с низкой молекулярной массой, которая представляет собой неуглеводородную текучую среду с низкой молекулярной массой или углеводородную текучую среду с низкой молекулярной массой и снижающий гидравлическое сопротивление полимер, в испарительный резервуар, причем указанный испарительный резервуар содержит жидкость с высокой молекулярной массой, выбранную из воды, гликолей, спиртов, дизельных топлив, бензинов, керосинов, моторных масел, сырых нефтей и их смесей, которая смешивается с указанной смесью и контактирует с указанной смесью; (b) испаряют указанную текучую среду с низкой молекулярной массой в указанном испарительном резервуаре при температуре испарения с образованием паров с низкой молекулярной массой, причем жидкость с высокой молекулярной массой остается в жидкостной фазе, и где снижающий гидравлическое сопротивление полимер поглощается или растворяется в жидкости с высокой молекулярной массой; и (c) извлекают указанные пары с низкой молекулярной массой, причем указанный снижающий гидравлическое сопротивление полимер представляет собой высокомолекулярный полимер, выбранный из группы, состоящей из альфа-олефиновых полимеров, акриламидных полимеров, сополимеров акриламида и акриловой кислоты и их солей, полимеров сложных эфиров акриловой кислоты и полимеров сложных эфиров метакриловой кислоты.

6. Способ по п.5, дополнительно включающий стадию, в которой: (е) вовлекают указанную жидкость с высокой молекулярной массой, включающую снижающий гидравлическое сопротивление полимер, в рециркуляцию через устройство, создающее высокую сдвиговую нагрузку, обратно в указанный испарительный резервуар.

7. Способ по п.5, в котором указанный снижающий гидравлическое сопротивление полимер имеет среднемассовую молекулярную массу более чем 4000000.

8. Способ по п.5, в котором указанный снижающий гидравлическое сопротивление полимер находится в растворе.

9. Способ по п.5, в котором температура указанного испарения находится в пределах диапазона от -50°F (-45,55°C) до 250°F (121,11°C).

Полный текст патента

(57) Реферат / Формула:

3. Способ по п.1, в котором указанный снижающий гидравлическое сопротивление полимер находится в растворе.

8. Способ по п.5, в котором указанный снижающий гидравлическое сопротивление полимер находится в растворе.

Евразийское ои 032206 (13) В1
патентное
ведомство
(12) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К ЕВРАЗИЙСКОМУ ПАТЕНТУ
(45) Дата публикации и выдачи патента (51) Int. Cl. F17D 1/16 (2006.01)
2019.04.30
(21) Номер заявки 201170833
(22) Дата подачи заявки
2009.12.09
(56) US-A1-2003069330 US-A1-2003065054 US-A-4656204 US-A-3720216 US-A-4771800
(54) СПОСОБ ОТДЕЛЕНИЯ СНИЖАЮЩЕГО ГИДРАВЛИЧЕСКОЕ СОПРОТИВЛЕНИЕ ПОЛИМЕРА ОТ ТЕКУЧЕЙ СРЕДЫ С НИЗКОЙ МОЛЕКУЛЯРНОЙ МАССОЙ
(31) 12/337,994
(32) 2008.12.18
(33) US
(43) 2011.12.30
(86) PCT/US2009/067358
(87) WO 2010/080317 2010.07.15
(71) (73) Заявитель и патентовладелец:
ЛИКВИДПАУЭР СПЕШИЭЛТИ ПРОДАКТС ИНК. (US)
(72) Изобретатель:
Джонстон Рей Л., Харрис Уилльям Ф.,
Смит Кеннет У. (US)
(74) Представитель:
Медведев В.Н. (RU)
(57) В изобретении представлен способ снижения гидравлического сопротивления текучих сред с низкой молекулярной массой. Более конкретно, представлен способ отделения снижающих гидравлическое сопротивление добавок от текучих сред с низкой молекулярной массой, таких как углеводороды и безводный аммиак, включающий стадии, в которых (а) вводят снижающий гидравлическое сопротивление полимер в указанную текучую среду с низкой молекулярной массой; (b) частично испаряют указанную смесь, включающую текучую среду с низкой молекулярной массой и снижающий гидравлическое сопротивление полимер, в испарительном резервуаре при температуре испарения; и (с) извлекают указанные пары с низкой молекулярной массой, причем указанный снижающий гидравлическое сопротивление полимер представляет собой высокомолекулярный полимер, имеющий среднемассовую молекулярную массу более чем 4000000, и выбран из группы, состоящей из альфа-олефиновых полимеров, акриламидных полимеров, сополимеров акриламида и акриловой кислоты и их солей, полимеров сложных эфиров акриловой кислоты и полимеров сложных эфиров метакриловой кислоты.
Предпосылки изобретения Область техники, к которой относится изобретение
Настоящее изобретение в основном относится к способам снижения гидравлического сопротивления в текучих средах с низкой молекулярной массой. Более конкретно, настоящее изобретение относится к способу отделения снижающего гидравлическое сопротивление полимера от текучей среды с низкой молекулярной массой, такой как углеводороды и безводный аммиак.
Уровень техники
Когда текучие среды транспортируют по трубопроводу, то вследствие трения между стенкой трубопровода и текучей средой обычно имеет место падение давления текучей среды. Из-за этого падения давления для данного трубопровода нужно транспортировать текучую среду под давлением, достаточным для достижения желательной пропускной способности. Когда желательны более высокие значения расхода потока по трубопроводу, нужно создавать повышенное давление ввиду того факта, что по мере увеличения величин расхода потока также растет перепад давлений, обусловленный падением давления. Однако конструктивные ограничения трубопроводов ставят пределы величине давления, которое может быть использовано. Проблемы, связанные с падением давления, являются особенно острыми, когда текучие среды транспортируют на длинные расстояния. Такие падения давления могут приводить к неэффективности, которая повышает стоимость оборудования и эксплуатационные расходы.
Для сокращения проблем, связанных с падением давления, во многих отраслях промышленности используют добавки для снижения гидравлического сопротивления в движущейся текучей среде. Когда поток текучей среды в трубопроводе является турбулентным, для стимулирования течения могут быть применены высокомолекулярные полимерные добавки для снижения гидравлического сопротивления. Снижающая гидравлическое сопротивление добавка представляет собой композицию, способную значительно уменьшать потери на трение, связанные с турбулентным течением текучей среды по трубопроводу. Роль этих добавок состоит в подавлении роста турбулентных завихрений, что имеет результатом повышение величины расхода потока при постоянном давлении нагнетания. Известно, что функцию снижающих гидравлическое сопротивление добавок хорошо исполняют полимеры с ультравысокой молекулярной массой, в особенности в углеводородных текучих средах. В общем, снижение гидравлического сопротивления отчасти зависит от молекулярной массы полимерной добавки и ее способности растворяться в углеводороде в условиях турбулентного течения. Полимеры, эффективные в снижении гидравлического сопротивления, обычно имеют молекулярные массы, превышающие пять миллионов.
Углеводородные текучие среды с низкой молекулярной массой, такие как природные газоконденсаты ("NGL") и сжиженные нефтяные газы ("LPG"), часто транспортируют по трубопроводам на дальние расстояния под давлением в виде жидкостей. NGL часто фракционируют на их компоненты, которые могут включать, но не ограничиваются таковыми, метан (СН4), этан (С2Н6), пропан (С3Н8), бутан (С4Н10), пентан (С5Н12) и более тяжелые фракции (С6+). LPG могут включать фракционированные этан, пропан и бутан, выделенные при обработке NGL. Другие LPG могут включать, но не ограничиваются таковыми, изобутан, диметиловый простой эфир (СН3ОСН3) и газоконденсатный бензин (или конденсат). Этилен, который получают крекингом этана, также транспортируют как LPG.
Сжиженный природный газ ("LNG") представляет собой природный газ, который был охлажден до температуры ниже температуры его кипения (около -260°C) так, что он сконденсировался в жидкость. В вариантах применения LNG жидкость находится при температурах, где агенты для снижения гидравлического сопротивления ("DRA") растворяются с трудом, и тем самым обычно не могут обеспечивать снижение гидравлического сопротивления. В общем, многие варианты применения LNG не требуют введения добавок для снижения гидравлического сопротивления, поскольку LNG типично могут перевозить на дальние расстояния в виде груза в термоизолирующих судах или грузовиках. Перекачивание в виде жидкости в основном происходит только во время загрузки и разгрузки этих резервуаров.
В основном NGL или LPG представляют собой среды, способствующие высоким уровням снижения гидравлического сопротивления, поскольку, когда их транспортируют по трубопроводам, текучая среда находится в режиме турбулентного течения, и поскольку полимерные DRA для углеводородов очень хорошо растворяются в углеводородной текучей среде. Однако, как правило, DRA не использовались для снижения гидравлического сопротивления в NGL или LPG вследствие резкого различия в летучести полимерных DRA сравнительно с компонентами NGL или LPG.
Активным ингредиентом большинства промышленных углеводородных DRA для трубопроводов является поли-альфа-олефиновый полимер с ультравысокой молекулярной массой. Вследствие предельно крупного размера молекул полимерные молекулы обычно не испаряются при любой рациональной температуре. Фактически благодаря большому размеру молекул термическое разложение поли-альфа-олефинового полимера может начинаться при температуре (около 550°F (287,8°C)) гораздо ниже любой теоретической температуры испарения полимера. При температуре выше примерно 550°F (287,8°C) полимер может разрушаться на гораздо меньшие компоненты, которые могут испаряться при приемлемых температурах. Подобным образом, текучие среды в качестве носителей и прочие неактивные компоненты многих DRA представляют собой крупные молекулы, которые не испаряются, пока температура не повысится выше примерно 360°F (182,2°C). Однако во многих случаях NGL, в конце концов, могут быть
испарены в ходе обработки при температурах значительно ниже чем около 360°F (182,2°C) или даже около 550°F (287,8°C). Если имеет место более низкая температура испарения, обычно будут испаряться только компоненты NGL, и компоненты DRA будут оставаться за пределами места испарения. Для целей настоящего изобретения температура испарения находится в пределах диапазона от около -50°F (-45,55°C) до 250°F (121,11°C).
Если NGL испаряют только частично, то компоненты DRA могут оставаться в растворе, то есть в оставшейся неиспаренной (жидкой) части NGL. Затем DRA могут быть проведены через процесс в растворе в этой жидкой порции, хотя теперь с более высокой концентрацией вследствие меньшего количества жидкости, присутствующей после частичного испарения. Если при низкой температуре происходит полное испарение NGL, то DRA может оставаться за пределами места полного испарения и теоретически не будет иметь жидкого компонента NGL для переноса его далее через процесс. DRA, который осаждается или остается за пределами этого места, может быть в каучукоподобной полутвердой форме, возможно, вместе с некоторыми жидкими порциями носителя DRA. Эти динамические явления могут иметь место в процессах дистилляции/фракционирования для NGL и в особенности происходят в кипятильниках. В зависимости от конструкции кипятильника может происходить частичное или полное испарение потока углеводородов, и для предотвращения чрезмерной концентрации или осаждения DRA внутри кипятильника могут потребоваться периодические промывки.
Подобные эффекты ниже по потоку необходимо принимать во внимание для конечного применения LPG (обычно бутана и пропана), обработанных агентами для снижения гидравлического сопротивления (DRA). Если LPG используют для смешения с другими жидкостными потоками, такими как топлива, то присутствие DRA, скорее всего, не будет создавать проблем. Например, бутан может быть смешан с бензином, который уже представляет собой автомобильное топливо, которое часто обрабатывают DRA. Если LPG должен быть использован в последующем химическом процессе или непосредственно в качестве топлива, то этот процесс или конечное применение требуют тщательной проверки на потенциальные температуры полного испарения. Такие топлива, как пропан, типично могут быть испарены до образования топливной смеси в карбюраторе, и любой DRA будет "выпадать в осадок" в испарительном устройстве.
Осаждение, или "выпадение в осадок" полимера может создавать проблемы, если осаждение происходит в нежелательном месте. Поскольку поли-альфа-олефиновые полимерные DRA могут быть растворимыми в углеводороде (например, нефти, дизельном топливе, керосине), есть возможность того, что полимер может быть сольватирован и вымыт из системы. Однако в зависимости от количества выпавшего осадка и консистенции осажденного материала процессы сольватации и вымывания могут занимать значительное время, значительные объемы растворителя и, скорее всего, могут потребовать простоя оборудования. Поскольку DRA могут быть растворимыми в жидкостной среде, гидравлическое сопротивление в которой они снижают, полимерные DRA нельзя удалить простыми способами, такими как фильтрование. Поэтому необходим способ простого удаления полимерных DRA из трубопроводных текучих сред с низкой молекулярной массой.
Сущность изобретения
В одном варианте осуществления настоящего изобретения представлен способ отделения снижающего гидравлическое сопротивление полимера от текучей среды с низкой молекулярной массой, причем указанный способ включает стадии, в которых (а) вводят снижающий гидравлическое сопротивление полимер в указанную текучую среду с низкой молекулярной массой с образованием смеси, включающей текучую среду с низкой молекулярной массой и снижающий гидравлическое сопротивление полимер; (b) частично испаряют указанную смесь, включающую текучую среду с низкой молекулярной массой и снижающий гидравлическое сопротивление полимер, в испарительном резервуаре при температуре испарения, причем указанный испарительный резервуар содержит жидкость с высокой молекулярной массой, выбранную из воды, гликолей, спиртов, дизельных топлив, бензинов, керосинов, моторных масел, сырых нефтей и их смесей, которая смешивается с указанной смесью и контактирует с указанной смесью так, что указанная текучая среда с низкой молекулярной массой переходит в газовую фазу, и указанная жидкость с высокой молекулярной массой остается в жидкостной фазе; и (с) извлекают указанные пары с низкой молекулярной массой, причем указанный снижающий гидравлическое сопротивление полимер представляет собой высокомолекулярный полимер, имеющий среднемассовую молекулярную массу более чем 4000000, и выбран из группы, состоящей из альфа-олефиновых полимеров, акриламидных полимеров, сополимеров акриламида и акриловой кислоты и их солей, полимеров сложных эфиров акриловой кислоты и полимеров сложных эфиров метакриловой кислоты, причем указанная текучая среда с низкой молекулярной массой представляет собой неуглеводородные текучие среды с низкой молекулярной массой или углеводородную текучую среду с низкой молекулярной массой.
Способ согласно изобретению необязательно может дополнительно включать стадию, в которой (е) вовлекают указанную жидкость с высокой молекулярной массой, содержащую средство для снижения гидравлического сопротивления, в рециркуляцию через устройство, создающее высокую сдвиговую нагрузку, обратно в указанный испарительный резервуар.
В еще одном варианте осуществления настоящего изобретения представлен способ отделения сни
жающего гидравлическое сопротивление полимера от текучей среды с низкой молекулярной массой, причем указанный способ включает стадии, в которых (а) вводят смесь, включающую текучую среду с низкой молекулярной массой и снижающий гидравлическое сопротивление полимер, в испарительный резервуар, причем указанный испарительный резервуар содержит жидкость с высокой молекулярной массой, которая может смешиваться с указанной смесью и контактирует с указанной смесью так, что указанная текучая среда с низкой молекулярной массой переходит в газовую фазу, и указанная жидкость с высокой молекулярной массой остается в жидкостной фазе; (b) испаряют указанную смесь для выпаривания указанной текучей среды с низкой молекулярной массой в указанном испарительном резервуаре; (с) отделяют указанный снижающий гидравлическое сопротивление полимер от указанной текучей среды с низкой молекулярной массой с образованием (i) паров с низкой молекулярной массой, по существу, не содержащих средство для снижения гидравлического сопротивления, и (ii) жидкости с высокой молекулярной массой, которая включает снижающий гидравлическое сопротивление полимер, и (d) извлекают указанные пары с низкой молекулярной массой, по существу, не содержащие средство для снижения гидравлического сопротивления.
Необязательно способ согласно изобретению может дополнительно включать стадию, в которой (е) вовлекают указанную жидкость с высокой молекулярной массой, включающую снижающий гидравлическое сопротивление полимер, в рециркуляцию через устройство, создающее высокую сдвиговую нагрузку, обратно в указанный испарительный резервуар.
Краткое описание чертежа
Предпочтительный вариант осуществления настоящего изобретения подробно описан ниже с привлечением сопроводительного чертежа. Чертеж представляет схематическое изображение испарительного резервуара, который может быть использован для удаления DRA из обрабатываемой текучей среды с низкой молекулярной массой.
Подробное описание
Нижеследующее подробное описание различных вариантов осуществления изобретения иллюстрирует конкретные варианты исполнения, в которых изобретение может быть практически реализовано. Варианты исполнения предназначены для описания аспектов изобретения в подробностях, достаточных для того, чтобы квалифицированные специалисты в этой области технологии смогли реализовать изобретение на практике. Могут быть использованы другие варианты исполнения, и могут быть сделаны изменения без выхода за пределы области настоящего изобретения. Поэтому нижеследующее подробное описание не должно толковаться в ограничительном смысле. Область настоящего изобретения определяется только прилагаемой патентной формулой вместе с полным охватом эквивалентов, на которые распространяются такие пункты формулы изобретения.
Текучие среды с низкой молекулярной массой, применимые в настоящем изобретении, могут быть выбраны из группы, состоящей из неуглеводородов с низкой молекулярной массой и углеводородов с низкой молекулярной массой. Неуглеводороды с низкой молекулярной массой, которые могут быть применены в настоящем изобретении, включают, но не ограничиваются таковыми, аммиак (NH3), соляную кислоту (HCl), диоксид углерода (CO2), фтористо-водородную кислоту (HF), тетрафторид кремния (SiF4), водород (Н2), боран (В2Н6), фреоны и их смеси.
Средства для снижения гидравлического сопротивления, применимые в настоящем изобретении, могут представлять собой любой снижающий гидравлическое сопротивление агент, который может быть совместимым с текучей средой, имеющей низкую молекулярную массу. Предпочтительными снижающими гидравлическое сопротивление средствами для неуглеводородных текучих сред с низкой молекулярной массой являются такие, которые могут растворяться в воде или спирте. В основном эти предпочтительные снижающие гидравлическое сопротивление средства включают акриламидные полимеры и сополимеры акриламида и акриловой кислоты (и их соли). Предпочтительными снижающими гидравлическое сопротивление средствами для углеводородных текучих сред с низкой молекулярной массой являются такие, которые включают альфа-олефиновые полимеры. Другие полимеры, применимые для получения снижающих гидравлическое сопротивление средств, включают, но не ограничиваются таковыми, полимеры сложных эфиров акриловой кислоты, полимеры сложных эфиров метакриловой кислоты и их смеси. Снижающий гидравлическое сопротивление полимер по настоящему изобретению представляет собой полимер с высокой молекулярной массой, имеющий среднемассовую молекулярную массу выше чем около 4 миллионов.
Текучая среда 10 с низкой молекулярной массой, которая может быть обработана полимерным DRA, поступает в испарительный резервуар 12. Резервуар 12 может действовать в таких условиях температуры и давления, чтобы текучая среда 10 с низкой молекулярной массой испарялась. Жидкость 14 с высокой молекулярной массой также может быть названа как абсорбирующая текучая среда. Жидкость 14 с высокой молекулярной массой может присутствовать в резервуаре 12 и может так контактировать с поступающей текучей средой 10 с низкой молекулярной массой, что текучая среда 10 с низкой молекулярной массой моментально переходит в пар. Летучесть жидкости 14 с высокой молекулярной массой является значительно меньшей, чем летучесть текучей среды 10 с низкой молекулярной массой, так что в условиях температуры и давления в резервуаре 12 может испариться очень малое или вообще никакое
количество жидкости 14 с высокой молекулярной массой. Жидкость 14 с высокой молекулярной массой также может смешиваться с полимерным DRA и с растворителем для него.
Когда текучая среда 10 с низкой молекулярной массой мгновенно испаряется и переходит в пары 16 с низкой молекулярной массой, полимерный DRA не испаряется и может быть поглощен жидкостью 14 с высокой молекулярной массой и может раствориться в ней. Таким образом, из резервуара 12 могут выходить пары 16 с низкой молекулярной массой, которые, по существу, не содержат DRA. Когда в резервуар 12 поступает дополнительная текучая среда 10 с низкой молекулярной массой и моментально испаряется в пары 16 с низкой молекулярной массой, жидкостью 14 с высокой молекулярной массой может быть поглощено большее количество полимерного DRA, и концентрация полимерного DRA в жидкости 14 с высокой молекулярной массой может возрастать.
Жидкость 14 с высокой молекулярной массой может быть вовлечена в периодическую или непрерывную рециркуляцию в контуре 22 из резервуара 12 и обратно в резервуар 12. Рециркуляция с помощью насоса 18, создающего высокую сдвиговую нагрузку, может служить для непрерывного разрезания, или разрушения, любого полимерного DRA с ультравысокой молекулярной массой, поскольку DRA может со временем концентрироваться в жидкости 14 с высокой молекулярной массой. Разрезание полимерного DRA с ультравысокой молекулярной массой может обеспечивать возможность концентрирования полимера до более высоких уровней без значительного повышения вязкости жидкости 14 с высокой молекулярной массой. Поскольку объем жидкости 14 с высокой молекулярной массой может быть небольшим относительно объема текучей среды 10 с низкой молекулярной массой, поступающей в резервуар 12, скорость рециркуляции может быть низкой, и насос 18, создающий высокую сдвиговую нагрузку, может быть маленьким с минимальным потреблением электроэнергии.
Со временем концентрация полимера в жидкости 14 с высокой молекулярной массой может достигать достаточно высокого уровня, чтобы могла повыситься вязкость жидкости 14 с высокой молекулярной массой. В этот момент жидкость 14 с высокой молекулярной массой может быть удалена из резервуара 12 через канал 20 и может быть заменена в резервуаре 12 свежей жидкостью 14 с высокой молекулярной массой. Для удаления абсорбирующей текучей среды из резервуара 12 и для нагнетания в резервуар 12 свежей абсорбирующей текучей среды может быть использован рециркуляционный насос 18.
Жидкость 14 с высокой молекулярной массой необязательно можно непосредственно удалять из резервуара 12 без рециркуляции обратно в резервуар 12 по трубопроводу 22.
Жидкость 14 с высокой молекулярной массой может представлять собой растворитель для полимерного DRA, и жидкость 14 с высокой молекулярной массой должна иметь гораздо меньшее давление паров (летучесть), чем текучая среда 10 с низкой молекулярной массой, которую испаряют. Предпочтительно, чтобы жидкость 14 с высокой молекулярной массой имела низкую вязкость, и чтобы жидкость 14 с высокой молекулярной массой была относительно недорогой.
Когда текучая среда 10 с низкой молекулярной массой представляет собой неуглеводород, и снижающий гидравлическое сопротивление полимер представляет собой полиакриламид, жидкость 14 с высокой молекулярной массой выбирают из группы, состоящей из воды, гликолей, спиртов и их смесей. Когда текучая среда 10 с низкой молекулярной массой представляет собой углеводород, и снижающий гидравлическое сопротивление полимер представляет собой поли-альфа-олефин, жидкость 14 с высокой молекулярной массой выбирают из группы, состоящей из дизельных топлив, бензинов, керосинов, моторных масел, сырых нефтей и их смесей.
В одном примерном случае, где текучая среда с низкой молекулярной массой может представлять собой пропан, и DRA представляет собой поли-альфа-олефин, жидкость с высокой молекулярной массой, то есть абсорбирующая текучая среда может быть дизельным топливом, которое является относительно недорогим. Кроме того, насыщенное агентом для снижения гидравлического сопротивления (DRA) дизельное топливо может быть удалено из испарительного резервуара, возвращено рециркуляцией в устройство для рафинирования и подвергнуто дополнительной обработке с сырой нефтью. Альтернативно, любое насыщенное DRA дизельное топливо может быть сожжено в качестве топлива. В еще одном примере, где текучая среда с низкой молекулярной массой может представлять собой NGL, и DRA может быть поли-альфа-олефином, жидкость с высокой молекулярной массой может представлять собой фракцию С6+ из находящейся ниже по потоку стадии дистилляции самого NGL. Тяжелая фракция C6+ после прохождения через резервуар может быть направлена на дополнительную обработку, сожжена в качестве топлива или примешана к другим топливам.
Настоящее изобретение может обеспечивать возможность добавления DRA в трубопроводы для транспортирования на большие расстояния таких углеводородов, как NGL, смесь этана/пропана или пропана с несколькими насосными станциями и многочисленными местами впрыскивания DRA. Предмет настоящего изобретения может быть размещен на выходной оконечности трубопровода и не в других местах вдоль трубопровода. При необходимости углеводород с низкой молекулярной массой после испарения может быть подвергнут повторному сжатию. Повторно сжатый углеводород после этого может не содержать никакого полимерного DRA.
Примеры
Нижеследующие примеры иллюстрируют эффективность изобретения и способов уменьшения па
дения давления, связанного с протеканием текучих сред с низкой молекулярной массой по трубопроводу.
В общем, для демонстрации настоящего изобретения были проведены два лабораторных испытания. В этих испытаниях пентан (углеводород с низкой молекулярной массой), обработанный противо-турбулентной присадкой RP(tm) II Flow Improver, медленно нагнетали в небольшой нагретый слой углеводорода с высокой молекулярной массой (дизельное или минеральное масло). Создавали условия резкого испарения или выпаривания пентана, и испаренный пентан собирали через конденсатор во второй резервуар. Собранный пентан и удержанное дизельное/минеральное масло испытывали с использованием гель-проникающей хроматографии (GPC) на конечное содержание полимерного DRA.
Пример 1.
В этом примере 2000 мл пентана обработали полимерным DRA до концентрации 105 ч./млн (408 ч./млн средства RP(tm) II Flow Improver) и поместили в питающий контейнер. Присадка RP(tm) II Flow Improver может быть приобретена в фирме ConocoPhillips Specialty Products, Inc., или ConocoPhillips Company, и была приготовлена в соответствии с патентами США №№ 6172151 и 6569832, оба из которых включены здесь ссылкой во всей своей полноте. В колбу поместили 100 мл дизельного топлива. Дизельное топливо нагрели приблизительно до температуры 140°F (60°C), и затем пентан медленно прокачивали в колбу с величиной расхода потока от 7 до 10 мл/мин. Продолжали умеренное нагревание колбы для поддержания температуры. Когда пентан испарялся из колбы, его улавливали, конденсировали и собирали в сборном контейнере. Через колбу прокачали почти весь пентан (1990 мл). Общая продолжительность прокачивания составила приблизительно 250 мин. Как только весь пентан был прокачан и собран, сборный контейнер удалили. Собрали 1970 мл пентана. Дизельное топливо в колбе стало очень вязким и упругим (внутри дизельного топлива в колбе не было никакого механического воздействия сдвиговой нагрузки на DRA). Это дизельное топлива извлекли с максимальной полнотой и собрали (приблизительно 93 мл).
Результаты двух повторных GPC-анализов собранных пентана и дизельного топлива были следующими:
собранный пентан: 0 ч./млн, 0 ч./млн, дизельное топливо: 1664 ч./млн, 1672 ч./млн.
Представляется, что аналитические результаты укладываются в пределы допусков погрешности анализа. Расчет массового баланса в отношении полимерного DRA при допущении, что весь DRA был извлечен в дизельном топливе, показал, что в дизельном топливе должно было быть собрано 1655 ч./млн полимера. Результаты этого испытания продемонстрировали, что весь полимерный DRA остался в более тяжелом масле (дизельном топливе), и что DRA не был унесен пентаном.
Пример 2.
В этом примере 2000 мл пентана обработали полимерным DRA до концентрации 105 ч./млн (408 ч./млн средства RP(tm) II Flow Improver) и поместили в питающий контейнер. Присадка RP(tm) II Flow Improver может быть приобретена в фирме ConocoPhillips Specialty Products, Inc., или ConocoPhillips Company, и была приготовлена в соответствии с патентами США №№ 6172151 и 6569832, оба из которых включены здесь ссылкой во всей своей полноте. В колбу поместили приблизительно 51 мл минерального масла. Минеральное масло нагрели приблизительно до температуры 160°F (71,11°C), и затем пентан медленно прокачивали в колбу с величиной расхода потока от 7 до 10 мл/мин. Продолжали умеренное нагревание колбы для поддержания температуры. Когда пентан испарялся из колбы, его улавливали, конденсировали и собирали в сборном контейнере. После того как было прокачано примерно 2/3 обработанного пентана, минеральное масло в колбе стало предельно упругим и пузырчатым (от испаренного пентана) с образованием эластичных пузырей или "пены", которая распространилась почти до впускного канала конденсатора. В этот момент поток подаваемого пентана прекратили во избежание любого переноса "пены" в сборный резервуар. Общая продолжительность прокачивания составила около 154 мин, и в колбу было прокачано 1320 мл исходного пентана. Отсоединенный сборный контейнер содержал приблизительно собранного 1303 мл пентана. Эластичное вязкое минеральное масло извлекли из колбы с максимальной полнотой и собрали.
Провели два повторных GPC-анализа собранного пентана и три повторных GPC-анализа собранного минерального масла, результаты которых были следующими:
собранный пентан: 0 ч./млн, 0 ч./млн,
минеральное масло: 1804 ч./млн, 1825 ч./млн, 1905* ч./млн.
*Поскольку минеральное масло было столь вязким, этот образец подвергли ультразвуковой обработке перед анализом в попытке разрушить полимер, чтобы облегчить анализ.
Представляется, что аналитические результаты укладываются в пределы допусков погрешности анализа. Расчет массового баланса в отношении полимерного DRA при допущении, что весь DRA был извлечен в минеральном масле, показал, что в минеральном масле должно был быть собрано 1884 ч./млн полимера. Результаты этого испытания продемонстрировали, что весь полимерный DRA остался в более тяжелом масле (минеральном масле), и что никакой DRA не был унесен пентаном. Это испытание также продемонстрировало необходимость привлечения некоторых средств для подвергания содержимого слоя
более тяжелого масла сдвиговой нагрузке по мере роста концентрации полимерного DRA в слое, что является одним из принципов настоящего изобретения. Если слой тяжелого масла не подвергать непрерывной сдвиговой нагрузке, слой становится очень вязкоупругим и может быть склонным к образованию "вязкоупругой пены", которая могла бы в конечном итоге переносить полимер в испаренный легкий углеводород. Кроме того, приложение сдвиговой нагрузки к слою тяжелого масла может позволить маслу сохранять меньшую вязкость и обеспечивать более высокие конечные уровни содержания полимерного DRA, накапливающегося в масле, до того, как потребуется замена слоя тяжелого масла. Численные диапазоны.
В настоящем описании используют численные диапазоны для количественного представления определенных параметров, имеющих отношение к изобретению. Должно быть понятно, что, когда приведены численные диапазоны, такие диапазоны следует толковать как обеспечивающие точную основу для ограничений патентной формулы, которые излагают только низшее значение диапазона, а также ограничений патентной формулы, которые излагают только высшее значение диапазона. Например, раскрытый численный диапазон от 10 до 100 дает точное определение для пункта патентной формулы, указывающей "более 10" (без верхних границ), и пункта патентной формулы, указывающей "менее 100" (без нижних границ).
Определения.
Как используемые здесь, термины "включающий", "включает" и "включают" представляют собой неограничивающие переходные термины, применяемые для перехода от предмета, указанного перед термином, на один или более элементов, цитированных после термина, где элемент или элементы, перечисленные после переходного термина, не обязательно представляют собой только те элементы, которые дополняют предмет.
Как используемые здесь, термины "заключающий в себе", "заключает" и "заключают" имеют такое же неограничивающее значение, как "включающий", "включает" и "включают".
Как используемые здесь, термины "имеющий", "имеет" и "имеют" имеют такое же неограничивающее значение, как "включающий", "включает" и "включают".
Как используемые здесь, термины "содержащий", "содержит" и "содержат" имеют такое же неограничивающее значение, как " включающий", "включает" и "включают".
Как используемые здесь, термин и "указанный" означают один или более.
Как используемый здесь, термин "и/или", будучи применяемым для перечисления двух или более объектов, означает, что любой один из перечисленных объектов может быть использован сам по себе, или может быть применена любая комбинация двух или более перечисленных объектов. Например, если композиция описана как содержащая компоненты А, В и/или С, то композиция может содержать только А, только В, только С, А и В в комбинации, А и С в комбинации, В и С в комбинации или А, В и С в комбинации.
Патентные притязания, не ограниченные раскрытыми вариантами исполнения.
Предпочтительные формы вышеописанного изобретения должны быть использованы только как иллюстративные и не должны применяться в ограничительном смысле для интерпретации объема настоящего изобретения. Очевидные модификации примерных вариантов исполнения, изложенных выше, могли бы быть без труда сделаны квалифицированными специалистами в этой области технологии без выхода за пределы смысла настоящего изобретения.
Авторы настоящего изобретения тем самым утверждают свое намерение опираться на доктрину эквивалентов для определения и оценки обоснованно справедливой области настоящего изобретения как имеющей отношение к любому устройству, несущественно выходящему за пределы, но находящемуся вне буквального объема изобретения, как изложенного в нижеследующей патентной формуле.
ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ
1. Способ отделения снижающего гидравлическое сопротивление полимера от текучей среды с низкой молекулярной массой, причем указанный способ включает стадии, в которых:
(a) вводят снижающий гидравлическое сопротивление полимер в указанную текучую среду с низкой молекулярной массой с образованием смеси, включающей текучую среду с низкой молекулярной массой и снижающий гидравлическое сопротивление полимер;
(b) частично испаряют указанную смесь, включающую текучую среду с низкой молекулярной массой и снижающий гидравлическое сопротивление полимер, в испарительном резервуаре при температуре испарения, причем указанный испарительный резервуар содержит жидкость с высокой молекулярной массой, выбранную из воды, гликолей, спиртов, дизельных топлив, бензинов, керосинов, моторных масел, сырых нефтей и их смесей, которая смешивается с указанной смесью и контактирует с указанной смесью так, что указанная текучая среда с низкой молекулярной массой переходит в газовую фазу, и указанная жидкость с высокой молекулярной массой остается в жидкостной фазе; и
(c) извлекают указанные пары с низкой молекулярной массой, причем указанный снижающий гидравлическое сопротивление полимер представляет собой высокомолекулярный полимер, имеющий сред
(a)
немассовую молекулярную массу более чем 4000000, и выбран из группы, состоящей из альфа-олефиновых полимеров, акриламидных полимеров, сополимеров акриламида и акриловой кислоты и их солей, полимеров сложных эфиров акриловой кислоты и полимеров сложных эфиров метакриловой кислоты, причем указанная текучая среда с низкой молекулярной массой представляет собой неуглеводородные текучие среды с низкой молекулярной массой или углеводородную текучую среду с низкой молекулярной массой.
2. Способ по п.1, дополнительно включающий стадию, в которой:
(е) вовлекают указанную жидкость с высокой молекулярной массой, которая остается в жидкостной фазе после стадии (b), в рециркуляцию через устройство, создающее высокую сдвиговую нагрузку, обратно в указанный испарительный резервуар.
3. Способ по п.1, в котором указанный снижающий гидравлическое сопротивление полимер находится в растворе.
4. Способ по п.1, в котором температура указанного испарения находится в пределах диапазона от -50°F (-45,55°C) до 250°F (121,11°C).
5. Способ отделения снижающего гидравлическое сопротивление полимера от текучей среды с низкой молекулярной массой, причем указанный способ включает стадии, в которых:
(a) вводят смесь, включающую текучую среду с низкой молекулярной массой, которая представляет собой неуглеводородную текучую среду с низкой молекулярной массой или углеводородную текучую среду с низкой молекулярной массой и снижающий гидравлическое сопротивление полимер, в испарительный резервуар, причем указанный испарительный резервуар содержит жидкость с высокой молекулярной массой, выбранную из воды, гликолей, спиртов, дизельных топлив, бензинов, керосинов, моторных масел, сырых нефтей и их смесей, которая смешивается с указанной смесью и контактирует с указанной смесью;
(b) испаряют указанную текучую среду с низкой молекулярной массой в указанном испарительном резервуаре при температуре испарения с образованием паров с низкой молекулярной массой, причем жидкость с высокой молекулярной массой остается в жидкостной фазе, и где снижающий гидравлическое сопротивление полимер поглощается или растворяется в жидкости с высокой молекулярной массой; и
(c) извлекают указанные пары с низкой молекулярной массой, причем указанный снижающий гидравлическое сопротивление полимер представляет собой высокомолекулярный полимер, выбранный из группы, состоящей из альфа-олефиновых полимеров, акриламидных полимеров, сополимеров акрилами-да и акриловой кислоты и их солей, полимеров сложных эфиров акриловой кислоты и полимеров сложных эфиров метакриловой кислоты.
6. Способ по п.5, дополнительно включающий стадию, в которой:
Евразийская патентная организация, ЕАПВ Россия, 109012, Москва, Малый Черкасский пер., 2
(е) вовлекают указанную жидкость с высокой молекулярной массой, включающую снижающий гидравлическое сопротивление полимер, в рециркуляцию через устройство, создающее высокую сдвиговую нагрузку, обратно в указанный испарительный резервуар.
7. Способ по п.5, в котором указанный снижающий гидравлическое сопротивление полимер имеет среднемассовую молекулярную массу более чем 4000000.
8. Способ по п.5, в котором указанный снижающий гидравлическое сопротивление полимер находится в растворе.
9. Способ по п.5, в котором температура указанного испарения находится в пределах диапазона от -50°F (-45,55°C) до 250°F (121,11°C).
032206
- 1 -
032206
- 1 -
032206
- 4 -