Agentes reductores de la resistencia fluidodinámica de tipo poliolefina producidos por trituración no criogénica.

Un método para producir una dispersión de poliolefina en forma de partículas en un agente reductor de la resistencia fluidodinámica líquido,

que comprende:

alimentar a un primer procesador componentes que comprenden:

poliolefina granulada; y

al menos un adyuvante de la trituración líquido;

triturar los componentes para producir un agente reductor de la resistencia fluidodinámica intermedio de tipo poliolefina en forma de partículas de un primer tamaño;

alimentar a un segundo procesador el agente reductor de la resistencia fluidodinámica intermedio de tipo poliolefina en forma de partículas de un primer tamaño; y

triturar los componentes para producir la dispersión de poliolefina en forma de partículas en un agente reductor de la resistencia fluidodinámica líquido de un segundo tamaño menor que el primer tamaño.

Agentes reductores de la resistencia fluidodinámica de tipo poliolefina producidos por trituración no criogénica

Campo técnico

La invención se refiere a procesos para producir agentes poliméricos reductores de la resistencia fluidodinámica en forma de partículas finamente divididas y, más particularmente, a procesos para la trituración de agentes poliméricos reductores de la resistencia fluidodinámica para producir partículas finas de los mismos en dos o más pasadas, que no requieren trituración a temperaturas criogénicas.

Antecedentes El uso de polialfa-olefinas o copolímeros de las mismas para reducir la resistencia fluidodinámica de un hidrocarburo que fluye a través de un conducto y, por lo tanto, los requisitos de energía para el transporte de hidrocarburo fluido, se conoce bien, véase, por ejemplo, el documento US 2004/0112995. Estos agentes reductores de la resistencia fluidodinámica o DRA (por sus iniciales en inglés "drag reducing agent") han tomado diversas formas en el pasado, incluyendo suspensiones o dispersiones de polímeros triturados para formar mezclas fluidas y bombeables en un medio líquido. Un problema experimentado generalmente con la simple trituración de las polialfa-olefinas (PAO) es que las partículas experimentarán "fluencia en frío" o se adherirán entre sí con el paso del tiempo, haciendo imposible colocar la PAO en el hidrocarburo líquido donde se quiere reducir la resistencia fluidodinámica, en una forma de área superficial adecuada, tal como el tamaño de partículas, se disolverá o se mezclará de otra manera con el hidrocarburo de una manera eficaz. Adicionalmente, el proceso de trituración o el trabajo mecánico empleado en la reducción de tamaño tiende a degradar el polímero, reduciendo de esta manera la eficiencia de reducción de la resistencia fluidodinámica del polímero.

Una solución común para evitar la fluencia en frío durante el proceso de trituración es revestir las partículas de polímero trituradas con un agente anti-aglomerante. Se ha usado también la trituración criogénica de los polímeros para producir las partículas antes de o simultáneamente con el revestimiento con un agente anti-aglomerante. Sin embargo, algunas suspensiones de DRA en polvo o en forma de partículas requieren un equipo especial para su preparación, almacenamiento e inyección en un conducto para asegurar que el DRA se ha disuelto completamente en la corriente de hidrocarburo. La ciencia de formulación que proporciona una dispersión de estabilidad adecuada para que permanezca en una forma bombeable necesita este equipo especial.

También se ha probado en el pasado los DRA en gel o disolución (aquellos polímeros que están esencialmente en una disolución viscosa con un disolvente de hidrocarburo) . Sin embargo, estos geles reductores de la resistencia fluidodinámica también demandan un equipo de inyección especializado, así como sistemas de suministro presurizados. Los DRA en gel o disolución son estables y tienen un conjunto definido de condiciones que el equipo mecánico tiene que satisfacer para bombearlos, incluyendo, sin que ello pretenda ser limitante, viscosidad, presión de vapor, degradación indeseable debido a cizalla, etc. Los DRA en gel o disolución también están limitados a una actividad de aproximadamente el 10% de polímero como una concentración máxima en un fluido portador debido a la alta viscosidad en disolución de estos DRA. De este modo, los costes de transporte de estos DRA son considerables, puesto que hasta aproximadamente un 90% del volumen que se transporta y manipula es material inerte.

Al revisar la mayor parte de las patentes en este campo, puede apreciarse que se han gastado considerables recursos en técnicas tanto químicas como físicas para suministrar fácil y eficazmente agentes reductores de la resistencia fluidodinámica al fluido cuya fricción se va a reducir. Aún ninguno de estos métodos anteriores ha resultado totalmente satisfactorio. Por ejemplo, en procesos de trituración no criogénicos convencionales con múltiples pasadas a través del triturador, son necesarias del orden de 30 pasadas o recorridos, para reducir el tamaño de partículas suficientemente. De este modo, es necesario que sea un proceso de reducción de tamaño más eficaz.

De este modo, sería deseable si pudiera desarrollarse un agente reductor de la resistencia fluidodinámica que se disuelva rápidamente en el hidrocarburo fluido (u otro fluido) , que pudiera minimizar o eliminar la necesidad de un equipo de preparación especial y la incorporación en el hidrocarburo en el sitio del fluido, y que pudiera formularse para que contenga más del 10% de polímero para reducir el almacenamiento y transporte de material inerte. Sería deseable también tener un proceso para producir un agente reductor de la resistencia fluidodinámica en forma de partículas que no requiera trituración criogénica en su preparación y/o únicamente trituración en condiciones de temperatura ambiente en tan pocas pasadas o recorridos como sea posible.

Sumario Se proporciona, en una forma, un método para producir un agente reductor de la resistencia fluidodinámica de polímero en forma de partículas que implica alimentar a un primer procesador componentes que incluyen poliolefina granulada y al menos un adyuvante de la trituración líquido. Los componentes se trituran para producir un agente reductor de la resistencia fluidodinámica intermedio de tipo poliolefina en forma de partículas de un primer tamaño, que a su vez se alimenta a un segundo procesador. Estos agentes reductores de la resistencia fluidodinámica

intermedios de tipo poliolefina en forma de partículas de un primer tamaño se trituran después para producir un agente reductor de la resistencia fluidodinámica de tipo poliolefina en forma de partículas de un segundo tamaño menor que el primer tamaño. Este proceso puede repetirse a través de múltiples procesadores para reducir continua y adicionalmente el tamaño de la poliolefina en forma de partículas. Este método es altamente eficaz para reducir el tamaño de partículas del polímero en comparación con los métodos previos de granulación en húmedo, y también proporciona una manera sencilla de producir distribuciones del tamaño de partículas bi-modales y multi-modales.

Opcionalmente, cada uno de los procesadores tiene impulsores, donde el impulsor del primer procesador es relativamente más abierto que el impulsor del segundo procesador. En otra realización no limitante, la trituración se realiza en ausencia de temperaturas criogénicas.

En otra realización alternativa, el (primer) tamaño del agente reductor de la resistencia fluidodinámica intermedio de tipo poliolefina en forma de partículas es entre aproximadamente 550 y aproximadamente 450 micrómetros, donde el segundo tamaño es de aproximadamente 200 a aproximadamente 300 micrómetros. La elección de combinaciones de impulsor y cabezal de trituración para un procesamiento adicional puede ajustarse para alcanzar el tamaño deseado para la poliolefina en forma de partículas.

Descripción detallada Los procesos anteriores para reducir el tamaño de los agentes reductores de la resistencia fluidodinámica de polímero (DRA) implicaban múltiples pasadas o recorridos a través de un triturador, reciclando el material hasta 30 veces para conseguir una reducción de tamaño suficiente. Esto es ineficaz. En segundo lugar, es deseable tener una manera eficaz y sencilla de producir distribuciones del tamaño de partículas bi-modales y multi-modales. Las distribuciones del tamaño de partículas bi-modales y multi-modales pueden ser muy importantes para el rendimiento del producto DRA en tuberías. Una distribución bimodal del tamaño de partículas es una que incluye dos distribuciones del tamaño de partículas diferentes que tienen picos a diferentes tamaños, mientras que multi-modal se refiere a una combinación de más de dos distribuciones del tamaño de partículas diferentes. Las distribuciones del tamaño de partículas bi-modales o multi-modales que tienen las distribuciones deseadas generalmente no se han realizado de una manera sencilla o eficaz, hasta ahora.

Se ha descubierto un proceso mediante el cual pueden utilizarse solo dos trituradores o procesadores, o más de dos trituradores o procesadores, en serie, en combinación con un adyuvante de la trituración líquido para llevar al polímero de poliolefina granulada a un estado triturado de partículas finas de aproximadamente 300 micrómetros o menor en condiciones no criogénicas en solo dos pasadas, en un realización no limitante (una pasada en cada triturador o procesador) . El proceso en una realización no limitante implica la introducción de un adyuvante de la trituración... [Seguir leyendo]

1. Un método para producir una dispersión de poliolefina en forma de partículas en un agente reductor de la resistencia fluidodinámica líquido, que comprende:

alimentar a un primer procesador componentes que comprenden:

poliolefina granulada; y al menos un adyuvante de la trituración líquido;

triturar los componentes para producir un agente reductor de la resistencia fluidodinámica intermedio de tipo poliolefina en forma de partículas de un primer tamaño;

alimentar a un segundo procesador el agente reductor de la resistencia fluidodinámica intermedio de tipo poliolefina en forma de partículas de un primer tamaño; y triturar los componentes para producir la dispersión de poliolefina en forma de partículas en un agente reductor de la resistencia fluidodinámica líquido de un segundo tamaño menor que el primer tamaño.

2. El método de la reivindicación 1, donde el primer procesador y el segundo procesador tienen impulsores, y el impulsor del primer procesador es más abierto que el impulsor del segundo procesador.

3. El método de la reivindicación 1 ó 2, donde la trituración mediante ambos procesadores se realiza en ausencia de temperaturas criogénicas.

4. El método de la reivindicación 1 ó 2, donde cada uno de los procesadores tritura la poliolefina usando una combinación de al menos un rotor y al menos un estátor.

5. El método de la reivindicación 1 ó 2, donde la dispersión de poliolefina en forma de partículas en un agente reductor de la resistencia fluidodinámica líquido no se recicla a ningún procesador.

6. El método de la reivindicación 1 ó 2, donde, durante la alimentación, el polímero granulado tiene un diámetro promedio de 1, 3 cm (0, 5 pulgadas) o menor.

7. El método de la reivindicación 1 ó 2, donde el primer tamaño del agente reductor de la resistencia fluidodinámica intermedio de tipo poliolefina en forma de partículas es un tamaño de partículas promedio entre 550 y 450 micrómetros.

8. El método de la reivindicación 7, donde el segundo tamaño del agente reductor de la resistencia fluidodinámica de tipo poliolefina en forma de partículas es un tamaño de partículas promedio que varía de 200 a 300 micrómetros.

9. El método de la reivindicación 1 ó 2, donde el adyuvante de la trituración líquido se selecciona del grupo que consiste en una combinación de al menos un glicol seleccionado del grupo que consiste en etilenglicol, propilenglicol, dietilenglicol, dipropilenglicol, metil éteres de tales glicoles, y mezclas de los mismos, y al menos otro líquido seleccionado del grupo que consiste en agua y al menos un alcohol, seleccionándose el alcohol del grupo que consiste en metanol, etanol, butanol, isopropanol, hexanol, heptanol, octanol y mezclas de los mismos.

10. El método de la reivindicación 1 ó 2, donde el adyuvante de la trituración líquido es una combinación de propilenglicol, agua y hexanol donde las proporciones varían de 20 a 80% en peso a 20 a 80% en peso a 0 a 30% en peso.

11. El método de la reivindicación 1 ó 2, donde, durante la alimentación, el polímero granulado se alimenta a una velocidad de 95 a 300 kg/h (de 210 a 660 lb/h) y el adyuvante de la trituración líquido se alimenta a una velocidad de 272 a 762 kg/h (de 600 a 1680 lb/h) .

12. El método de la reivindicación 1 ó 2, donde los dos procesadores están orientados verticalmente uno encima del otro.

13. El método de la reivindicación 1 ó 2, donde no todo el agente reductor de la resistencia fluidodinámica intermedio de tipo poliolefina en forma de partículas de un primer tamaño procedente del primer procesador se alimenta al segundo procesador, y al menos parte del agente reductor de la resistencia fluidodinámica intermedio de tipo poliolefina en forma de partículas de un primer tamaño, desviado se combina con al menos parte del agente reductor de la resistencia fluidodinámica de tipo poliolefina en forma de partículas de un segundo tamaño para dar una dispersión bi-modal o multi-modal de poliolefina en el producto de agente reductor de la resistencia fluidodinámica líquido.

14. El método de la reivindicación 1 ó 2, que comprende adicionalmente alimentar el agente reductor de la resistencia fluidodinámica de tipo poliolefina en forma de partículas a al menos un procesador posterior y triturar el agente reductor de la resistencia fluidodinámica de tipo poliolefina en forma de partículas a un tercer tamaño menor

que el segundo tamaño.

15. El método de la reivindicación 1 ó 2, que consiste además esencialmente en solo dos operaciones de alimentación y dos de trituración en ausencia de cualquier operación de trituración posterior.

16. El método de la reivindicación 1 ó 2, que comprende adicionalmente alimentar un adyuvante de la trituración sólido al primer procesador.