Метод за получаване на сгъстител за въглеводородни течности
Употреба: като сгъстител за въглеводородни течности. Същността на изобретението: продуктът е смес от органични ортофосфорни естери. Реагент 1: P2O5. Реагент 2: оксалкохол. Реагент 3: дълговерижен алкохол, късоверижен алкохол или смес от тях. Условия на реакцията: трисекционен проточен апарат с тръбни топлообменници в пресечната част при скорост на подаване на реагент съответно 1 - 20 h - 1 , 40 - 50, 70 - 90 и 100 - 130 o C във всяка секция. 1 ил., 1 табл.
Изобретението се отнася до производството на органични фосфорни етери, предназначени за сгъстяване на въглеводородни течности, използвани за различни технологични процеси, по-специално за производството на въглеводородни гелове за хидравлично разбиване на нефтени и газови резервоари, убиване и консервиране на кладенци, ограничаване на притока на вода.
В процеса на хидравлично разбиване на нефтени и газови кладенци се използват специални въглеводородни течности, които имат ниски загуби при създаване на пукнатини и транспортиране на пропант в тях, докато вискозитетът на течността се увеличава с повишаване на температурата, достигайки максимум в диапазона 60-70 ° C.
Такива течности се получават чрез разтваряне на алуминиеви соли на органични ортофосфорни етери във въглеводороди, които се получават чрез взаимодействие на органични ортофосфорни етери с компоненти, съдържащи алуминий.
Известни са следните методи за получаване на органични ортофосфорни естери.
2. Органичните фосфорни естери се получават чрез взаимодействие на компоненти A, B и C при същите моларни съотношения, описани в параграф 1, но с отделен заряд от късоверижен алкохол. В същото време, след смесване на оксалкохола и дълговерижния алкохол с фосфорен пентоксид за 5-30 минути при температура от 70 до 90 ° C, реакционната смес се охлаждадо 50-70 o C, след което към системата се добавя късоверижен алкохол и след това сместа се държи при температура 70-90 o C за 1,5-6,0 часа.
Недостатъкът на това изобретение е, че се предлага периодичен процес за получаване на органични ортофосфорни етери, който изисква много време за производството на реагент, свързано със зареждане, разтоварване на реагенти, както и дълго време на излагане на реакцията. При отделно подаване на алкохол с къса верига (т. 2) е необходимо и време за охлаждане на реакционната смес. Невъзможността за точно регулиране на температурата (екзотермичен процес) създава условия за локално прегряване, водещо до гумиране на реакционните продукти.
Целта на изобретението е да се ускори и опрости процеса на получаване на органични ортофосфорни етери, както и подобряване на тяхното качество (показатели за ефективност на целевия продукт) чрез използване на непрекъснат метод за получаване.
Процесът на получаване на органични ортофосфорни етери протича в следната последователност.
Резервоар 1 е зареден с оксаспирт и алкохол с дълга верига. В контейнер 1 при разбъркване и непрекъснато охлаждане се зарежда реагент, съдържащ петвалентен фосфор, като фосфорен пентоксид или смес от фосфорен пентоксид с полифосфорна киселина; в този случай възниква частично взаимодействие с образуването на ортофосфорни естери, в които се разтваря цялото изчислено количество фосфорен пентоксид. Алкохолът с къса верига се зарежда в контейнер 2 (ако е необходимо). Реагентите от резервоари 1 и 2 постъпват в първата секция на реактора 3 със скорост, която осигурява моларни съотношения на оксалкохол, дълговерижен алкохол и късоверижен алкохол към общото количество фосфорен пентоксид от 0,4:1 до 4,5:1; от 1:1 до4,0:1; от 0:1 до 5.0:1, съответно. В този случай общата обемна скорост на потока на реагентите, подавани към реактора, е от 1 до 20 h-1. Температурата в първата секция на реактора е 40-50 o C, във втората секция 70-90 o C, а в третата 100-130 o C. Постепенното повишаване на температурата и ефективният масо-топлопренос осигуряват най-благоприятни условия за протичане на реакцията: първо с късоверижен алкохол, второ с оксалкохол и трето с дълговерижен алкохол. В резултат на реакцията се получава сложна смес от едно-, дву- и тризаместени органични ортофосфорни естери. Качеството на получаване на органични ортофосфорни етери. Качеството на получените органични ортофосфорни етери се оценява по реологичните характеристики на гела, получен чрез смесване на органични ортофосфорни етери с алуминий-съдържащ компонент в среда на дизелово гориво. За експериментална проверка на предложения метод бяха приготвени 10 гелови състава на базата на дизелово гориво, като някои от тези състави бяха получени с помощта на органични ортофосфорни етери, получени по известен периодичен метод, а другата част (примери 6-10) беше получена с помощта на предложения непрекъснат метод (таблица).
Например 1, органичен ортофосфорен етер се получава, както следва: в колба, снабдена с бъркалка, нагревател и термометър, се смесват 1,82 mol от промишлената фракция на C8-10 алкохоли и 1,82 mol 2-оксобутанол, след което към сместа се добавя 1 mol фосфорен пентоксид (P2O5) при непрекъснато разбъркване, като се поддържа температура не по-висока от 7 0°С, след което сместа се нагрява до 80°С и се държи при тази температура в продължение на 6 часа.
Например 2, органичен фосфорен етер се получава, както следва: в колба, оборудвана с бъркалка, нагряване итермометър, смесва 0,91 mol от алкохолната фракция C8-10 и 0,91 mol 3-оксапентанол, след което 1 mol фосфорен пентоксид (P2O5) се добавя към сместа при непрекъснато разбъркване, след което сместа се разбърква в продължение на 15 минути, охлажда се до 50 ° C и се въвеждат 1,82 mol метанол, след което сместа се загрява до 80 ° C и съхранявани 6 часа.
Например 3, сгъстител за въглеводородни течности се приготвя, както следва: в колба, оборудвана с бъркалка, отопление и термометър, се смесват 4,5 mol 5-оксахептанол и 1 mol фосфорен пентоксид (P2O5), като се поддържа температура не по-висока от 70 ° C, след което сместа се нагрява до 80 ° C и се държи при тази температура в продължение на 6 часа.
Например 4, сгъстител за въглеводородни течности се приготвя, както следва: в колба, оборудвана с бъркалка, нагревател и термометър, се смесват 4 mol от промишлената фракция на C8-10 алкохоли и 0,46 mol 5-оксахептанол, след това към сместа се добавя 1 mol фосфорен пентоксид (P2O5) при непрекъснато разбъркване, като се поддържа температура не по-висока от 70 ° C, след което получената смес се нагрява до 80 ° С и се държи при тази температура в продължение на 6 часа.
Например 5, сгъстител за въглеводородни течности се приготвя, както следва: в колба, снабдена с бъркалка, нагревател и термометър, се смесват 0,4 mol 5-оксахептанол и 1 mol фосфорен пентоксид (P2O5), след което сместа се разбърква в продължение на 15 минути, охлажда се до 50 ° C и се въвеждат 5 mol метанол, след което сместа се нагрява до 8 0°C и се държи 6 часа.
Например 6, сгъстител за въглеводородни течности се получава по непрекъснат начин, докато 1,36 mol от индустриалната фракция на C8-10 алкохоли се смесват с 0,46 mol 5-оксахептанол и след това, докато се охлажда с 1 mol фосфорен пентоксид (P2O5), след което получената смес се подава впървата секция на проточния реактор, в същото време в първата секция на реактора се подава метанол, чието общо количество е 1,82 mol. Реагентите се подават в реактора с обемна скорост 5 h -1 , температурата в трите секции на реактора е съответно 40, 80, 120 o C.
Например 7, сгъстител за въглеводородни течности се получава по непрекъснат начин, докато 1,82 mol 5-оксахептанол се смесва с 1 mol фосфорен пентоксид (P2O5) при охлаждане, след което получената смес се подава в първата секция на поточен реактор, докато метанолът се подава в първата секция на реактора, общото количество на който е 1,82 mol. Реагентите се подават в реактора с обемна скорост 5 h -1, температурата в трите секции на реактора съответно: 40, 80, 120 o C.
Например 8, сгъстител за въглеводородни течности се получава непрекъснато, докато 4,5 mol 5-оксахептанол се смесват с един mol фосфорен пентоксид (P2O5) при охлаждане, след което получената смес се подава в първата секция на проточния реактор с обемна скорост от 5 h -1, температурата в трите секции на реактора, съответно: 50, 90, 13 0 o C.
Например 9, сгъстителят на въглеводородни течности се получава по непрекъснат начин, докато 4 mol от промишлената фракция на C8-10 алкохоли се смесват с 0,46 mol 5-оксахептанол и след това, при охлаждане с 1 mol фосфорен пентоксид (P2O5), след което получената смес се подава в първата секция на реактора с обемна скорост от 5 h -1, температурата в три секции на реактора, съответно: 50, 90, 130 o S.
Например 10, сгъстител за въглеводородни течности се получава непрекъснато, докато 0,4 mol 5-оксахептанол се смесва с 1 mol фосфорен пентоксид (P2O5) при охлаждане, след което получената смес се подава в първата секция на реактора, едновременно в първата секцияреакторът се доставя с метанол в количество от 5.0 mol. Реагентите се подават в реактора с обемна скорост 5 h -1, температурата в трите секции на реактора съответно: 40, 80, 120 o C.
Получаването на гелове и реологичните измервания се извършват в съответствие с описанието. Резултатите от допълнителни изследвания са представени в таблицата на описанието на изобретението. От представената таблица следва, че сгъстителите, получени по непрекъснат метод (примери 6-10), превъзхождат по качество естерите, получени по периодичен метод (примери 1-5).
МЕТОД ЗА ПРОИЗВОДСТВО НА СГЪСТИТЕЛ ОТ ВЪГЛЕВОДОРОДНИ ТЕЧНОСТИ На базата на органични ортофосфорни етери чрез реакция на P2O5 или негова смес с полифосфорни киселини с оксалкохол или със смес от оксалкохол, дълговерижен алкохол и/или късоверижен алкохол при повишена температура и моларно съотношение на Ox а-алкохол, дълговерижен алкохол и късоверижен алкохол до общ P2O5 от 0,4 : 1 до 4,5 : 1, от 0 : 1 до 4,0 : 1, от 0 : 1 до 5,0 : 1, съответно, характеризиращи се с това, че процесът се извършва в трисекционен проточен реактор, състоящ се от три последователно свързани секции, които са топлообменници, в вътрешните тръби, в които влиза реакционната смес, а охлаждащата течност влиза в пръстеновидното пространство, освен това на входа и изхода на реактора и между топлообменниците на секциите има междинни пространства, където влиза реакционната смес и където реагентите могат да бъдат допълнително въведени отвън, и във всяко от които има лопаткова бъркалка, монтирана на обща ос, по непрекъсната технологична схема, осигуряваща зареждане на окса-алкохол, алкохол с дълга верига в един контейнер и при смесване и охлаждане на P2O5 или неговата смес с полифосфорни киселини, зареждане на алкохол с къса верига в друг контейнер.верига и подаването на реагенти от двата контейнера към първата секция на реактора при обща обемна скорост на подаване на реагентите 1 - 20 h - 1 и температура в първата секция на реактора 40 - 50 o C, във втората секция 70 - 90 o C, в третата секция 100 - 130 o C.