RU2075485C1 - Process for preparing agent which reduces hydrodynamic resistance of hydrocarbon fluids - Google Patents
Process for preparing agent which reduces hydrodynamic resistance of hydrocarbon fluids Download PDFInfo
- Publication number
- RU2075485C1 RU2075485C1 RU94007832A RU94007832A RU2075485C1 RU 2075485 C1 RU2075485 C1 RU 2075485C1 RU 94007832 A RU94007832 A RU 94007832A RU 94007832 A RU94007832 A RU 94007832A RU 2075485 C1 RU2075485 C1 RU 2075485C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- catalyst
- polymerization
- olefins
- hydrodynamic resistance
- cocatalyst
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Transition And Organic Metals Composition Catalysts For Addition Polymerization (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к химии высокомолекулярных соединений, а именно к способам получения полимеров высших α-олефинов, эффективно снижающих гидродинамическое сопротивление (ГДС) углеводородных жидкостей. The invention relates to the chemistry of macromolecular compounds, and in particular to methods for producing polymers of higher α-olefins, effectively reducing the hydrodynamic resistance (GDS) of hydrocarbon liquids.
Применение таких полимеров в трубопроводном транспорте нефти и нефтепродуктов позволяет существенно экономить энергозатраты на перекачку либо увеличивать пропускную способность трубопроводов. The use of such polymers in the pipeline transport of oil and oil products can significantly save energy costs for pumping or increase the throughput of pipelines.
Природа эффекта ГДС такова, что полимерные добавки, используемые для этой цели, должны обладать двумя качествами: во-первых, они должны хорошо растворяться в углеводородных жидкостях; во-вторых, обладать высокой молекулярной массой (ММ). При этом чем больше ММ, тем меньше концентрация полимера в потоке нефти, необходимая для достижения данного снижения сопротивления. Для практического использования, кроме того, важна приемлемая стоимость продукта. Перечисленные качества оптимально сочетают в себе полимеры высших a-олефинов, полученные полимеризацией на катализаторах Циглера-Натта. The nature of the GDS effect is such that the polymer additives used for this purpose must have two qualities: first, they must dissolve well in hydrocarbon liquids; secondly, to have a high molecular weight (MM). Moreover, the more MM, the lower the polymer concentration in the oil stream, necessary to achieve this reduction in resistance. For practical use, in addition, the acceptable cost of the product is important. The listed qualities optimally combine the polymers of higher a-olefins obtained by polymerization on Ziegler-Natta catalysts.
Процесс полимеризации высших a-олефинов на катализаторах Циглера-Натта характеризуется тем, что самая высокомолекулярная фракция полимера формируется на равных стадиях конверсии. Поэтому в патентах США N4415714 и N4433123 предложено обрывать полимеризацию на 20%-ной стадии конверсии, тем самым повышая среднюю молекулярную массу продукта. Однако большой расход мономера и катализатора делают этот способ неэкономичным. К тому же, характеристическая вязкость, показатель молекулярной массы продукта здесь не превышают 1,15 м3/кг.The polymerization of higher a-olefins on Ziegler-Natta catalysts is characterized by the fact that the highest molecular weight polymer fraction is formed at equal stages of conversion. Therefore, in US patent N4415714 and N4433123 proposed to terminate the polymerization at the 20% stage of conversion, thereby increasing the average molecular weight of the product. However, the high consumption of monomer and catalyst make this method uneconomical. In addition, the intrinsic viscosity, the molecular weight index of the product here do not exceed 1.15 m 3 / kg.
Другой особенностью полимеризации высших a-олефинов является то, что для достижения высокой молекулярной массы необходима относительно низкая температура, порядка (-30) (+10)oC. Однако при таких температурах, как правило, снижается константа скорости полимеризации и процесс идет довольно медленно. Для ускорения полимеризации при низких температурах применяют различные активирующие добавки, как правило, электронно-донорного характера.Another feature of the polymerization of higher a-olefins is that a relatively low temperature, of the order of (-30) (+10) o C, is required to achieve a high molecular weight. However, at such temperatures, as a rule, the polymerization rate constant decreases and the process proceeds rather slowly . To accelerate the polymerization at low temperatures, various activating additives are used, as a rule, of an electron-donor nature.
В патенте США N5028574 в качестве такой добавки используют полисилоксаны. Полимеризацию ведут при 0oC и получают поли-a-децен с характеристической вязкостью [η] > 1,20м3/кг.. Тем не менее, большая продолжительность процесса, 24 часа, является главным недостатком этого способа.In US Pat. No. 5,028,574, polysiloxanes are used as such an additive. The polymerization is carried out at 0 o C and get a poly-a-decene with a characteristic viscosity [η]> 1.20 m 3 / kg .. However, the long process time, 24 hours, is the main disadvantage of this method.
Следует отметить, что почти все патенты в этой области принадлежат фирме "Conoco", которая в своих исследованиях и, по-видимому, в производстве использует алюмотермический катализатор TiCl3•1/3•AlCl3 фирмы "Stauffer Chemical Co", не отличающийся высокой активностью при полимеризации высших α-олефинов.Note that belong to the company "Conoco" nearly all of the patents in this area, which in their studies and, presumably, in the manufacture uses aluminothermic TiCl 3 catalyst • 1/3 • AlCl 3 firm "Stauffer Chemical Co", is not very activity in the polymerization of higher α-olefins.
Известен способ получения агентов снижения гидродинамического сопротивления (СГДС) углеводородных жидкостей (Патент США N3692676, кл.C08F 10/00), заключающийся в полимеризации высших a-моноолефинов в среде углеводородного растворителя на алюмотермическом катализаторе TiCl3•1/3• AlCl3 в присутствии алюмоорганического сокатализатора диэтилалюминийхлорида (ДЭАХ) в течение 31 часа. Выход целевого продукта 88% снижение гидродинамического сопротивления нефти 12,0% при концентрации агента 5 ppm (частей на миллион).A method of producing drag reducing agents (SGDS) hydrocarbon fluids (US Patent N3692676,
Недостатками способа являются низкое значение снижения ГДС и длительное время полимеризации. The disadvantages of the method are the low value of the reduction of GDS and a long polymerization time.
Известен также способ получения агентов СГДС (Патент США N4647633, кл. C08F 10/00, 4/64) полимеризацией a- моноолефинов также в среде углеводородного растворителя на катализаторе TiCl3• 1/3•AlCl3, но в качестве алюмоорганического сокатализатора выступает смесь ДЭАХ и триэтилалюминия (ТЭА). Время полимеризации 8 часов, выход целевого продукта 64% DR 18,2% при концентрации агента 2 ррм.There is also known a method for producing SGDS agents (US Patent N4647633,
Недостатками способа являются низкие значения снижения ГДЦ и выхода продукта. The disadvantages of the method are the low values of the reduction of HDC and the product yield.
Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату является способ получения агентов СГДС сополимеризацией 0,10 молей смеси октена и додецена в среде углеводородного растворителя на 0,0007 молях катализатора TiCl3•1/3•AlCl3 в присутствии 0,0020 молей смеси алюмоорганического сокатализатора ДЭАХ и ускорителя полимеризации диэтилалюминийэтоксида (ДЭАЭО) при 1oC в течение 7 часов. Выход целевого продукта 46% DR 28,5% при концентрации агента 2 ppm (Патент США N4845178, кл. C08F 4/44).The closest in technical essence and the achieved result is a method for producing SGSD agents by copolymerization of 0.10 moles of a mixture of octene and dodecene in a hydrocarbon solvent medium on 0.0007 moles of a TiCl 3 • 1/3 • AlCl 3 catalyst in the presence of 0.0020 moles of a mixture of organoaluminum organic cocatalyst DEAC and accelerator of polymerization of diethylaluminum ethoxide (DEAEO) at 1 o C for 7 hours. The yield of the
Недостатками способа являются невысокая величина снижения сопротивления, низкий выход целевого продукта, длительное время полимеризации, большой расход катализатора. The disadvantages of the method are the low value of the decrease in resistance, low yield of the target product, a long polymerization time, high catalyst consumption.
Задачей заявляемого изобретения является повышение величины снижения сопротивления, выхода целевого продукта, уменьшение времени полимеризации, снижение расхода катализатора. The task of the invention is to increase the decrease in resistance, yield of the target product, reduce the polymerization time, reduce catalyst consumption.
Поставленная задача решается тем, что в заявляемом способе (со)полимеризацию 0,12 0,80 М высших a-олефинов с числом углеводородных атомов от 6 до 10 проводят в среде углеводородного растворителя в присутствии в качестве катализатора 0,002 0,0020 М TiCl3, полученного восстановлением TiCl4 алюмоорганическим соединением, и 0,0017 0,0170 М алюмоорганического сокатализатора в интервале температур от -30oC до +20oC в течение 5 часов.The problem is solved in that in the claimed method, the (co) polymerization of 0.12 0.80 M of higher a-olefins with the number of hydrocarbon atoms from 6 to 10 is carried out in a hydrocarbon solvent in the presence of 0.002 0.0020 M TiCl 3 as a catalyst, obtained by reduction of TiCl 4 with an organoaluminum compound, and 0.0017 0.0170 M organoaluminum organocatalyst in the temperature range from -30 o C to +20 o C for 5 hours.
Катализатор, полученный указанным выше способом, отличается исключительной активностью в отношении высших a-моноолефинов с числом углеводородных атомов от 6 до 10. Поэтому для получения эффективных агентов СГДС целесообразно использовать гексен-1, октен-1, децен-1 или их смесь. Использование a-олефинов с числом углеродных атомов, равным 12 и более, приводит к снижению молекулярной массы (а следовательно, эффекта СГДС, вероятно, вследствие передачи цепи на мономер (примеры 13, 14), а (со)полимеризация низших a-моноолефинов: этилена, пропилена, бутена-1 дает нерастворимые в углеводородных жидкостях продукты, также имеющие более низкую ММ (пример 15). Высокая активность катализатора TiCl3 позволяет уменьшить концентрацию катализатора в 2 4 раза (примеры 1, 2), а также проводить (со)полимеризацию указанных выше a- олефинов при пониженных температурах (до -30oC) с удовлетворительной скоростью, что приводит к образованию сверхвысокомолекулярных полимеров, эффективно снижающих ГДС углеводородных жидкостей, с хорошим выходом (пример 6). Увеличение времени полимеризации (пример 12) не ведет к увеличению выхода или эффективности целевого продукта.The catalyst obtained by the above method is distinguished by its exceptional activity with respect to higher a-monoolefins with the number of hydrocarbon atoms from 6 to 10. Therefore, it is advisable to use hexene-1, octene-1, decen-1, or a mixture thereof to obtain effective sgds. The use of a-olefins with the number of carbon atoms equal to 12 or more leads to a decrease in molecular weight (and, consequently, the effect of SGDS, probably due to chain transfer to the monomer (examples 13, 14), and (co) polymerization of lower a-monoolefins: ethylene, propylene, butene-1 gives insoluble products in hydrocarbon liquids, also having a lower MM (example 15.) The high activity of the catalyst TiCl 3 allows to reduce the concentration of the catalyst in 2 to 4 times (examples 1, 2), as well as conduct (co) polymerization of the above a-olefins with ponies ennyh temperatures (-30 o C) at a satisfactory rate, which leads to the formation of ultrahigh molecular weight polymers, effectively reducing SDS hydrocarbon liquids, in good yield (Example 6). Increasing the time of polymerization (Example 12) does not lead to an increase in yield or efficiency of the desired product .
В качестве сокатализатора в заявляемом способе используют алюминийорганическое соединение общей формулы AlRX3-a, где a меняется от 1 до 3, R алкил или арил, X хлор, предпочтительно ДЭАХ, ТЭА, триизобутилалюминий (ТИБА) или их смесь.As a cocatalyst in the claimed method, an organoaluminum compound of the general formula AlRX 3-a is used , where a varies from 1 to 3, R is alkyl or aryl, X is chlorine, preferably DEAC, TEA, triisobutylaluminum (TIBA) or a mixture thereof.
Установленные молярные соотношения реагентов подобраны экспериментальным путем и являются оптимальными: нижние пределы определяются возможностью протекания реакции (со)полимеризации с целью образования сверхвысокомолекулярного полимера, верхние пределы целесообразностью расхода дорогостоящих реагентов и оптимальной вязкостью раствора получаемого полимера. The established molar ratios of the reactants are selected experimentally and are optimal: the lower limits are determined by the possibility of the reaction of (co) polymerization in order to form an ultrahigh molecular weight polymer, the upper limits by the expediency of the consumption of expensive reagents and the optimal viscosity of the resulting polymer solution.
Таким образом, совокупность перечисленных отличительных признаков указывает на специфическую особенность указанной системы мономер катализатор сокатализатор продуцировать полимеры исключительно высокой ММ, способные растворяться в любых углеводородных жидкостях. Thus, the combination of the above distinguishing features indicates a specific feature of the specified system monomer catalyst socialization catalyst produce polymers of exceptionally high MM, capable of dissolving in any hydrocarbon liquids.
Благодаря заявляемому способу обеспечивается получение сверхвысокомолекулярных полимеров в течение 5 часов в интервале температур от -30oC до +20oC с выходом 58 98% и характеристической вязкостью 1,21 1,92 м3/кг, снижающих ГДС гептана на 30,0 58,0% при концентрации полимера 2 ppm.Thanks to the inventive method, it is possible to obtain ultra-high molecular weight polymers within 5 hours in the temperature range from -30 o C to +20 o C with a yield of 58 98% and a characteristic viscosity of 1.21 1.92 m 3 / kg, which reduce the GDS of heptane by 30.0 58.0% at a polymer concentration of 2 ppm.
Способ осуществляли следующим образом. В термостатируемый реактор в токе инертного газа загружали расчетное количество мономера и углеводородного растворителя, например гептана. В отделенной капсуле в инертной атмосфере готовили катализаторный комплекс, представляющий собой указанный выше катализатор, активированный алюмоорганическим соединением, и при перемешивании вносили реактор. По истечении 5 часов реакцию полимеризации прерывали добавлением спирта, например метилового. Реакционную массу высаживали в 5 - 7-кратный избыток ацетона, полученный полимер сушили до постоянной массы. The method was carried out as follows. The calculated amount of monomer and hydrocarbon solvent, for example heptane, was charged into a thermostatically controlled reactor in an inert gas stream. In a separated capsule in an inert atmosphere, a catalyst complex was prepared representing the above catalyst activated by an organoaluminum compound, and the reactor was introduced with stirring. After 5 hours, the polymerization reaction was interrupted by the addition of alcohol, for example methyl. The reaction mass was planted in a 5-7-fold excess of acetone, the resulting polymer was dried to constant weight.
Гидродинамическое тестирование агентов осуществляли на капиллярном турбореометре в растворе н-гептана. Длина капилляра и его внутренний диаметр равны 0,878 м и 1,7•10-3 м соответственно. Концентрация агента СГДС в каждом из тестов составляла 2 pp. Снижение ГДС определяли по формуле:
где τ0 время истечения чистого растворителя, с;
τ время истечения полимерного раствора, с.Hydrodynamic testing of the agents was carried out on a capillary turbo-meter in a solution of n-heptane. The length of the capillary and its inner diameter are 0.878 m and 1.7 • 10 -3 m, respectively. The concentration of the CGDS agent in each of the tests was 2 pp. The decrease in GDS was determined by the formula:
where τ 0 is the time of expiration of the pure solvent, s;
τ the time of the expiration of the polymer solution, C.
Пример 1. В реактор при 0oC в токе инертного газа загружали 0,409 М н-гептана и 0,120 М октен-деценовой фракции a- моноолефинов. В капсулу после предварительной продувки вносили 0,136 М н-гептана, 0,0031 М ДЭАХ и 0,0002 М TiCl3. Приготовленный катализаторный комплекс в токе инертного газа и при перемешивании вносили в реактор. По истечении 5 часов реакцию полимеризации прерывали добавлением 0,12 М метанола. Реакционную массу высаживали в 5-кратный избыток ацетона, полимер сушили до постоянной массы. Выход целевого продукта 93% [η] > 1,21м3/кг, DR 40,4%
Примеры 2 15. Получение агентов СДГС углеводородных жидкостей при различных соотношениях реагентов, определение характеристической вязкости и гидродинамическое тестирование проводили аналогично примеру 1. Результаты экспериментов представлены в таблице.Example 1. 0.409 M n-heptane and 0.120 M octene-decene fraction of a-monoolefins were charged into a reactor at 0 ° C in an inert gas stream. After preliminary purging, 0.136 M n-heptane, 0.0031 M DEAC and 0.0002 M TiCl 3 were added to the capsule. The prepared catalyst complex in a stream of inert gas and with stirring was introduced into the reactor. After 5 hours, the polymerization reaction was interrupted by the addition of 0.12 M methanol. The reaction mass was planted in a 5-fold excess of acetone, the polymer was dried to constant weight. The yield of the
Examples 2 15. Obtaining agents SDGS hydrocarbon liquids at different ratios of reagents, the determination of the characteristic viscosity and hydrodynamic testing was carried out analogously to example 1. The results of the experiments are presented in the table.
Из приведенных примеров видно, что повышение температуры полимеризации до +20oC и уменьшение соотношения мономер/катализатор более чем 600/1 приводит к снижению эффективности получаемого продукта до 38,3% и 32,3% соответственно.From the above examples it is seen that increasing the polymerization temperature to +20 o C and reducing the ratio of monomer / catalyst to more than 600/1 leads to a decrease in the efficiency of the resulting product to 38.3% and 32.3%, respectively.
Использование заявленного способа позволяет получить высокоэффективный агент СГДС углеводородных жидкостей с хорошим выходом и за более короткий промежуток времени. Расход катализатора снижается в 2 4 раза. Using the inventive method allows to obtain a highly effective agent sgds hydrocarbon liquids with a good yield and in a shorter period of time. The consumption of the catalyst is reduced by 2 to 4 times.
Claims (2)
α- моноолефин С6 С10 0,12 0,80
Катализатор 0,0002 0,0020
Алюминийорганический сокатализатор 0,0017 0,0170
при (-30) 20oС.1. A method of producing an agent for reducing the hydrodynamic resistance of hydrocarbon liquids by polymerization of higher α-olefins in a hydrocarbon solvent in the presence of a catalyst and an organoaluminum cocatalyst, characterized in that C 6 C 1 0 α-olefins are used as higher α-olefins, the product is used as a catalyst reduction of titanium tetrachloride with an organoaluminum compound in the following molar ratio of reactants:
α- monoolefin C 6 C 10 0.12 0.80
Catalyst 0.0002 0.0020
Organoaluminum Co-Catalyst 0.0017 0.0170
at (-30) 20 o C.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU94007832A RU2075485C1 (en) | 1994-03-10 | 1994-03-10 | Process for preparing agent which reduces hydrodynamic resistance of hydrocarbon fluids |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU94007832A RU2075485C1 (en) | 1994-03-10 | 1994-03-10 | Process for preparing agent which reduces hydrodynamic resistance of hydrocarbon fluids |
Related Parent Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU5012622 Division |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU94007832A RU94007832A (en) | 1996-03-20 |
RU2075485C1 true RU2075485C1 (en) | 1997-03-20 |
Family
ID=20153226
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU94007832A RU2075485C1 (en) | 1994-03-10 | 1994-03-10 | Process for preparing agent which reduces hydrodynamic resistance of hydrocarbon fluids |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2075485C1 (en) |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2487138C1 (en) * | 2012-06-13 | 2013-07-10 | Закрытое акционерное общество Опытный завод НЕФТЕХИМ | METHOD OF PRODUCING ACTIVE BASE FOR ANTI-TURBULENCE ADDITIVE BASED ON HOMO- AND COPOLYMERISATION OF α-OLEFINS |
RU2579588C1 (en) * | 2015-06-15 | 2016-04-10 | Общество с ограниченной ответственностью "НефтеТрансХим" | Anti-turbulent additive and method for production thereof |
RU2599986C1 (en) * | 2015-09-07 | 2016-10-20 | Общество С Ограниченной Ответственностью "Ника-Петротэк" | Agent for reducing hydrodynamic resistance and method for production thereof |
-
1994
- 1994-03-10 RU RU94007832A patent/RU2075485C1/en active
Non-Patent Citations (1)
Title |
---|
1. Патент США N 4647633, кл. C 08 F 10/00, 1986. 2. Патент США N 4845178, кл. C 08 F 4/44, 1989. * |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2487138C1 (en) * | 2012-06-13 | 2013-07-10 | Закрытое акционерное общество Опытный завод НЕФТЕХИМ | METHOD OF PRODUCING ACTIVE BASE FOR ANTI-TURBULENCE ADDITIVE BASED ON HOMO- AND COPOLYMERISATION OF α-OLEFINS |
RU2579588C1 (en) * | 2015-06-15 | 2016-04-10 | Общество с ограниченной ответственностью "НефтеТрансХим" | Anti-turbulent additive and method for production thereof |
RU2599986C1 (en) * | 2015-09-07 | 2016-10-20 | Общество С Ограниченной Ответственностью "Ника-Петротэк" | Agent for reducing hydrodynamic resistance and method for production thereof |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
AU740452B2 (en) | Nickel diimine catalysts with methylalumoxane as cocatalyst, method of polymerization of olefins therewith and polymers produced | |
RU2727776C1 (en) | Polyethylenes and ethylene copolymers for extrusion blowing film | |
KR0168855B1 (en) | Catalyst compositions and process for polymerizing olefins | |
CA1189246A (en) | Method for the preparation of non-crystalline polymers of high molecular weight | |
RU2447099C2 (en) | Antistatic agent for polymerisation of olefin and method of producing said agent | |
US5468703A (en) | Titanium catalyst component for ethylene polymerization, ethylene polymerization catalyst, and process for ethylene polymerization using the same | |
EP0447722B1 (en) | Zirconium-based catalyst composition for polymerizing olefins | |
JPS5920681B2 (en) | polymerization catalyst | |
HU204291B (en) | Process for producing polymerizing catalyst component on carrier and polymerizing process | |
NO175062B (en) | Process for the preparation of vanadium / titanium-based catalyst for polymerization of olefins and process for (co-) polymerization of olefins | |
WO1991019747A1 (en) | Process for producing ethylenic copolymer | |
WO1999049970A1 (en) | Polymerization catalysts and processes therefor | |
US20220098338A1 (en) | Polypropylene and Method for Preparing the Same | |
RU2476448C2 (en) | Suspension polymerisation method | |
RU2477288C2 (en) | Suspension polymerisation method | |
RU2364608C1 (en) | Method of narrowing distribution of short-chain branchings in two-stage ethylene polymerisations and in their products | |
RU2075485C1 (en) | Process for preparing agent which reduces hydrodynamic resistance of hydrocarbon fluids | |
EP1448633A1 (en) | Two-step polymerization process | |
FI80058C (en) | Process for polymerizing ethylene | |
EP1481994A1 (en) | Novel polymerisation catalyst | |
RU2171817C1 (en) | Method of preparing agent for reducing hydrodynamic resistance of hydrocarbon fluids | |
WO2004050722A1 (en) | Ziegler natta catalyst system and polymerisation process using said zn catalyst system for producing ethylene copolymers having a broad molecular weight distribution | |
US6015768A (en) | Process for preparation of a heterogeneous catalyst useful for preparation of super high molecular weight polymers of alpha-olefin | |
JPH04501131A (en) | Supported vanadium catalyst for the production of polyolefins with controlled molecular weight distribution | |
CA2016994C (en) | Viscosity modification of mineral oils |