Разработка технологий получения новых модификаторов буровых растворов на основе оксидов этилена и пропилена

• Автор: Шарифуллин, Рафаэль Ривхатович
• Шифр специальности: 05.17.04
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2006
• Место защиты: Нижнекамск
• Количество страниц: 176 с. : ил.

Глава 1 Литературный обзор

1.1 Основные закономерности реакции полимеризации оксидов алкиленов

1.2 Особенности анионной полимеризации оксидов алкиленов

1.3 Современные технологии получения простых полиэфиров 23 1.3Л. Состояние промышленных технологий получения

простых полиэфиров

1.3.2 Ассортимент выпускаемых простых полиэфиров

Глава 2 Исходные материалы и реактивы, методики эксперимента,

анализа

2.1 Исходные материалы и реактивы

2.1.1 Используемые реагенты

2.1.2 Приготовление щелочных алкоголятов многоатомных

спиртов
2.2. Методика проведения лабораторных и опытно-промышленных
испытаний
2.2.1 Описание лабораторной установки получения простых полиэфиров
2.2.2 Манометрическая установка изучения кинетики реакций полимеризации оксидов алкиленов
2.2.3 Описание лабораторной установки по исследованию восстановления ацета - и пропионового альдегидов боргидридом натрия
2.2.4 Описание установки по изучению разложения водных растворов боргидрида натрия
2.2.5 Описание опытно-промышленной установки производства простых полиэфиров
2.3 Аналитические методы исследований продуктов
2.3.1 Определение массовой доли общей щёлочности простых полиэфиров
2.3.2 Определение кислотного числа продуктов
2.3.3. Определения первичных и вторичных гидроксильных групп в 60 полиэфирах
2.3.4. Определение гидроксильного числа простых полиэфиров
2.3.5 Определение содержания воды в продуктах методом
Фишера
2.3.6 Определение йодного числа простых полиэфиров
2.4 Определение массовой доли оксиэтильных групп в блоксопо-лимерах оксидов этилена и пропилена
2.5 Определение содержания оксидов этилена, пропилена, ацета- и пропионовых альдегидов в отходящих газах

2.6 Фотоколометрическое измерение концентрации суммы ацета и пропионовых альдегидов
2.7 Методика измерения коэффициента поверхностного натяжения водных растворов простых полиэфиров на границе раздела фаз «вода-гептан»
2.8 Определение температуры помутнения простых полиэфиров
2.9 Определение показателя фильтрации бурового раствора
2.10 Определение показателя начальной скорости увлажнения
2.11 Методика измерения пенообразования
2.12 Определение кинематической и динамической вязкости продуктов
2.13 Определение температуры застывания продуктов
3 Технологии получения сополимеров оксидов алкиленов и создание модификаторов буровых растворов на их основе
3.1 Кинетические параметры реакции сополимеризации оксидов
этилена и пропилена в массе
3.2 Изучение поверхностно-активных свойств сополимеров оксидов пропилена и этилена
3.3 Сополимеры оксидов пропилена и этилена - модификаторы буровых растворов
3.4 Технология получения новых модификаторов буровых растворов на основе сополимеров оксидов алкиленов
3.5 Совершенствование технологического процесса очистки абгазов производства простых полиэфиров от оксидов алкиленов и альдегидов
3.5.1 Технологические расчеты оптимальных условий процесса очистки абгазов производства простых полиэфиров от ОП и 118 ОЭ
3.5.2 Основные параметры процесса гидратации ОП и ОЭ в присутствии щелочного катализатора
3.5.3 Создание технологии эффективной очистки рециклового сорбента от альдегидов
Выводы
Список литературы
Приложение
Испытания полиэфирных реагентов при проведении буровых работ
Промысловые испытания реагента «Суперконцентрат полиэфирный»
Промысловые испытания полигликоля «Реагент-Гликойл-1»

Актуальность проблемы
Высокая активность оксидов этилена (ОЭ) и пропилена (ОП) в реакциях присоединения с раскрытием оксидного цикла широко используется в промышленных технологиях органического синтеза. Основные процессы с участием ОЭ и ОП включают способы получения гликолей, эфиров гликолей, неионогенных поверхностно-активных веществ (этоксилированные жирные спирты и кислоты, алкилфенолы), олигомерных простых полиэфиров (ПП) [1]. При этом наиболее широко представлено производство этиленгликолей, которые находят применение в составе технических жидкостей на водной основе с низкими температурами замерзания, а так же для получения полимерных материалов на основе сложных полиэфиров. Эфиры гликолей используются в качестве растворителей в лакокрасочной промышленности, а так же при производстве гидротормозных жидкостей и в качестве антиобле-денительиых добавок в авиационное топливо [2]. В последние годы интенсивно развивается производство ПП, основная масса которых перерабатывается в полиуретановые материалы [3, 4]. Наряду с этим широко развиваются другие специфические области применения ПП. Так, известно использование последних в качестве смазочных масел, деэмульгаторов водно-нефтяных эмульсий, флотореагентов, композиционных добавок в буровые промывочные жидкости, компонентов водно-гликолевых гидравлических и смазочноохлаждающих жидкостей.
Существующие технологии синтеза полиэфиров, реализованные в крупных промышленных масштабах, основаны на анионной полимеризации ОП и ОЭ в присутствии щелочных катализаторов и направлены на выпуск полиэфиров полиуретанового назначения. В последние годы новым направлением практического применения ПП выступают технологии приготовления буровых растворов в нефтегазовой отрасли. Интенсивное развитие добычи нефти и газа требует внедрения новых технологий разработки месторождений, в том числе перехода к высокоэффективным и безопасным буровым растворам при освоении месторождений в экологически уязвимых районах, а также обеспечения качественного вскрытия продуктивных пластов. В частности, для этих целей во всем мире широко используют полиалкиленгликоли и

Экспериментальные работы по наработке опытных партий ПП проводились на пилотных установках опытно-промышленного цеха ОАО «Нижнекамскнефтехим».
2.2.1 Описание лабораторной установки получения простых полиэфиров
Установка синтеза простых полиэфиров периодического действия (рис.2.1) включает в себя дозаторы ОЭ 1 и ОП 2, металлический автоклав 3, термостат 4 для поддержания температуры реакционной массы. Реактор 3 снабжен терморубашкой, внутренним змеевиком для охлаждения реакционной массы, «экранированным» электроприводом механической мешалки 5. Рабочая температура реакционной массы контролируется термопарой, показание которой выведено на КСП 6. Процесс получения простых полиэфиров осуществляется полупериодическим способом при температуре 100-130 °С, давлении 3,0-6,0 кг/см2. Предварительно в реактор загружается стартовая система и содержимое реактора при перемешивании несколько раз продувается азотом. После подогрева реакционной массы до 100-110 °С, подачей в терморубашку реактора теплоносителя из термостата, в реактор из мерника 1 или 2 начинают подавать ОП (ОЭ) или смесь ОЭ и ОП. Скорость подачи оксидов алкиленов регулируется температурой и давлением в реакторе, температура обычно поддерживается не выше 125 °С. Рабочая температура реакционной массы регистрируется КСП 6. После окончания подачи оксида алкилена производится выдержка реакционной массы при температуре 115-120 °С в течение 1,5- 2,0 часов до прекращения падения давления в реакторе. Полученные продукты обычно имеют показатель «общей щелочности» в пределах 0,1-0,5 % масс, в пересчете на гидроксид калия. При необходимости данные щелочные полимеризаты подвергаются очистке от катализатора фосфатно-абсорбционным методом. Конечный ПП анализируется по следующим показателям: гидроксильное число, динамическая (кинематическая) вязкость, йодное число, содержание воды, точка помутнения (осветления).