DE60132492T2 - Alpha olefin monomer enthaltendes trennmittel zur herstellung von viskositätsvermindernden mitteln und verfahren zur herstellung von viskositätsvermindernden mitteln unter verwendung von alpha olefin monomer enthaltenden trennmitteln - Google Patents
Alpha olefin monomer enthaltendes trennmittel zur herstellung von viskositätsvermindernden mitteln und verfahren zur herstellung von viskositätsvermindernden mitteln unter verwendung von alpha olefin monomer enthaltenden trennmitteln Download PDFInfo
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Description
- Hintergrund der Erfindung
- 1. Gebiet der Erfindung
- Diese Erfindung betrifft Verteilungsmittel oder Beschichtungsmittel zur Verwendung im Zusammenhang mit Strömungsbeschleunigern (Drag Reducing Agents) und insbesondere Alphaolefinmonomer-Verteilungsmittel, die in Verfahren zur Verbesserung der Strömung von Kohlenwasserstoffen durch Leitungen, insbesondere Fernleitungen, verwendet werden. Die Erfindung betrifft auch Verfahren zur Herstellung verbesserter Strömungsbeschleuniger.
- 2. Beschreibung des dazu gehörigen Fachgebiets
- Allgemein ausgedrückt führt die Flüssigkeitsströmung in einer Leitung, wie einer Fernleitung, zu Reibungsenergieverlusten. Als Folge dieses Energieverlustes sinkt der Druck der in der Leitung befindlichen Flüssigkeit entlang der Leitung in Strömungsrichtung. Für eine Leitung mit einem festen Durchmesser steigt dieser Druckabfall mit steigender Strömungsgeschwindigkeit. Ist die Strömung in der Leitung turbulent (Reynolds-Zahl ist größer als 2100), können bestimmte hochmolekulare Polymere zu der Flüssigkeit zugegeben werden, die durch die Leitung strömt, damit die Reibungsenergieverluste reduziert werden und das Verhältnis zwischen Druckabfall und Strömungsgeschwindigkeit verändert wird. Diese Polymere werden gelegentlich als Strömungsbeschleuniger ("DRAs") bezeichnet, und sie Wechselwirken mit den turbulenten Strömungsprozessen und reduzieren die Reibungsdruckverluste, so dass der Druckabfall für eine bestimmte Strömungsgeschwindigkeit kleiner wird oder die Strömungsgeschwindigkeit für einen bestimmten Druckabfall größer wird. Da die DRAs die Reibungsenergieverluste verringern, kann eine Zunahme der Strömungseigenschaften von Fernleitungen, Schläuchen und anderen Leitungen, in denen Flüssigkeiten fließen, erreicht werden. DRAs können ebenfalls die Kosten der Pumpflüssigkeiten, die Kosten der Ausrüstung, die zum Pumpen der Flüssigkeiten verwendet werden, senken, und die Verwendung kleinerer Rohrdurchmesser für eine gegebene Strömungskapazität ermöglichen. Folglich besteht ein zunehmender Bedarf zur Formulierung an verbesserten Strömungsbeschleunigern.
- Es wurden zwar verschiedene Polymerisationsverfahren, Reaktanten und Verteilungsmittel in der Patentliteratur veröffentlicht, aber viele Verfahren nutzen teure Verteilungsmittel, die die durch die Leitung transportierten Kohlenwasserstoffe beeinträchtigen. In vielen, wenn nicht allen Fällen, bleiben diese Verteilungsmittel in dem Kohlenwasserstoffstrom, wodurch der Kohlenwasserstoff verschmutzt wird und die Anzahl der Verwendungen des Kohlenwasserstoffs und/oder die Wirksamkeit der Verwendung des Kohlenwasserstoffs verringert wird. In bestimmten Aspekten bewältigt die vorliegende Erfindung einen oder mehrere der vorstehend genannten Nachteile.
- Es wurden zwar verschiedene Verteilungsmittel im Zusammenhang mit bestimmten Strömungsbeschleunigern verwendet, aber die Erfinder kennen keinerlei Patente oder Publikationen, die zeigen, dass Alphaolefinmonomere als Verteilungsmittel im Zusammenhang mit Strömungsbeschleunigern (DRAs) verwendet werden. Die
US-Patente 4 720 397 ;4 789 383 ;4 826 728 ;4 837 249 ;5 244 937 ;5 449 732 ;5 504 131 ;5 504 132 ;5 539 044 und6 172 151 offenbaren bestimmte Verteilungsmittel, aber sie offenbaren keine erfindungsgemäßen Alphaolefin-Verteilungsmittel und sie schlagen diese auch nicht vor. - ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
- Gemäß der Erfindung werden vorstehenden Vorteile durch das vorliegende Verfahren zur Herstellung eines Strömungsbeschleunigers erzielt, das ein Polaylphaolefin und mindestens ein Alphaolefinmonomer-Verteilungsmittel umfasst, wobei das Verfahren umfasst:
Zusammenbringen von Alphaolefinmonomeren mit einem Katalysator in einem Reaktandengemisch, wobei das Reaktandengemisch mindestens ein Alphaolefinmonomer-Verteilungsmittel enthält; und
Polymerisieren der Alphaolefinmonomere, wobei während der Polymerisation mindestens ein Teil des Alphaolefinmonomers im Reaktandengemisch zu Polyalphaolefin polymerisiert. - Eine weitere Eigenschaft für das Verfahren zur Herstellung eines Strömungsbeschleunigers, der ein Polyalfaolefin und mindestens ein Alphaolefinmonomer-Verteilungsmittel umfasst, ist, dass der Katalysator ein Übergangsmetallkatalysator sein kann. Eine weitere Eigenschaft des Verfahrens zur Herstellung eines Strömungsbeschleunigers, der ein Polyalphaolefin und mindestens ein Alphaolefinmonomer-Verteilungsmittel umfasst, ist, dass der Übergangsmetallkatalysator ein Ziegler-Natta-Katalysator sein kann. Eine weitere Eigenschaft des Verfahrens zur Herstellung eines Strömungsbeschleunigers, der ein Polyalphaolefin und mindestens ein Alphaolefinmonomer-Verteilungsmittel umfasst, ist, dass der Ziegler-Natta-Katalysator Titantrichlorid sein kann. Eine weitere Eigenschaft des Verfahrens zur Herstellung eines Strömungsbeschleunigers, der ein Polyalphaolefin und mindestens ein Alphaolefinmonomer-Verteilungsmittel umfasst, ist, dass das Reaktandengemisch mindestens einen Cokatalysator umfassen kann. Eine weitere Eigenschaft des Verfahrens zur Herstellung eines Strömungsbeschleunigers, der ein Polyalphaolefin und mindestens ein Alphaolefinmonomer-Verteilungsmittel umfasst, ist, dass der mindestens eine Cokatalysator aus der Gruppe ausgewählt ist mit Alkylaluminoxanen, Halogen-Kohlenwasserstoffen, Diethylaluminiumchlorid, und Dibutylaluminiumchlorid. Eine weitere Eigenschaft des Verfahrens zur Herstellung eines Strömungsbeschleunigers, der ein Polyalphaolefin und mindestens ein Alphaolefinmonomer-Verteilungsmittel umfasst, ist, dass die Alphaolefinmonomere Homopolymere, Terpolymere oder Copolymere umfassen können. Eine zusätzliche Eigenschaft des Verfahrens zur Herstellung eines Strömungsbeschleunigers, der ein Polyalphaolefin und mindestens ein Alphaolefinmonomer-Verteilungsmittel umfasst, ist, dass die Alphaolefinmonomere Copolymere von 1-Hexen- und 1-Dodecenalphaolefinen oder Copolymere von 1-Octen- und 1-Tetradodecenalphaolefinen umfassen können. Eine weitere Eigenschaft des Verfahrens zur Herstellung eines Strömungsbeschleunigers, der ein Polyalphaolefin und mindestens ein Alphaolefinmonomer-Verteilungsmittel umfasst, ist, dass das Polyalphaolefin ein Polyalphaolefin mit ultrahohem Molekulargewicht und mit einer inneren Viskosität von mindestens etwa 10 dl pro g sein kann und es amorph ist und im Wesentlichen keine Kristallteilchen aufweist. Eine weitere Eigenschaft des Verfahrens zur Herstellung eines Strömungsbeschleunigers, der ein Polyalphaolefin und mindestens ein Alphaolefinmonomer-Verteilungsmittel umfasst, ist, dass das mindestens eine Alphaolefinmonomer-Verteilungsmittel aus der Gruppe ausgewählt sein kann mit C20- bis C60-Alphaolefinmonomeren.
- Erfindungsgemäß wurden die vorhergehenden Vorteile ebenfalls durch den erfindungsgemäßen Strömungsbeschleuniger erzielt, der ein Polyalphaolefin und mindestens ein Alphaolefinmonomer-Verteilungsmittel umfasst.
- Eine weitere Eigenschaft des Strömungsbeschleunigers ist, dass das mindestens eine Alphaolefinmonomer-Verteilungsmittel aus der Gruppe mit C20-C60-Alphaolefinmonomeren ausgewählt werden kann.
- Erfindungsgemäß wurden die vorhergehenden Vorteile auch durch den erfindungsgemäßen Strömungsbeschleuniger erzielt, der ein Polyalphaolefin und mindestens ein Alphaolefinmonomer-Verteilungsmittel umfasst, und der hergestellt wird durch Zusammenbringen von Alphaolefinmonomeren mit einem Katalysator in einem Reaktandengemisch mit mindestens einem Alphaolefinmonomer-Verteilungsmittel; und Polymerisieren der Alphaolefinmonomere, wobei während der Polymerisation mindestens ein Teil der Alphaolefinmonomere in dem Reaktandengemisch zu Polyalphaolefin polymerisiert.
- Gemäß der Erfindung wurden ebenfalls die vorstehenden Vorteile erzielt durch den erfindungsgemäßen Strömungsbeschleuniger, der ein Polyalphaolefin und mindestens ein Alphaolefinmonomer-Verteilungsmittel umfasst, und der hergestellt wird durch Zusammenbringen von Alphaolefinmonomeren mit einem Katalysator in einem Reaktandengemisch; Polymerisieren der Alphaolefinmonomere, wobei während der Polymerisation mindestens ein Teil der Alphaolefinmonomere in dem Reaktandengemisch zu Polyalphaolefin polymerisiert; und Mischen des Polyalphaolefins mit mindestens einem Alphaolefinmonomer-Verteilungsmittel.
- Gemäß der Erfindung wurden auch die vorstehenden Vorteile durch das erfindungsgemäße Verfahren zur Strömungsbeschleunigung in einer Leitung erzielt, umfassend: Herstellen eines Strömungsbeschleunigers, der ein Polyalphaolefin und mindestens ein Alphaolefinmonomer-Verteilungsmittel umfasst, wobei der Strömungsbeschleuniger hergestellt wird durch Zusammenbringen von Alphaolefinmonomeren mit einem Katalysator in einem Reaktandengemisch mit mindestens einem Alphaolefinmonomer-Verteilungsmittel; Polymerisieren der Alphaolefinmonomere, wobei während der Polymerisation mindestens ein Teil der Alphaolefinmonomere in dem Reaktandengemisch zu Polyalphaolefin polymerisiert; und Einbringen des Strömungsbeschleunigers in die Leitung.
- Erfindungsgemäß werden auch die vorstehenden Vorteile durch das erfindungsgemäße Verfahren zum Verringern des Widerstands in einer Leitung erzielt, umfassend: Herstellen eines Strömungsbeschleunigers, der ein Polyalphaolefin und mindestens ein Alphaolefinmonomer-Verteilungsmittel umfasst, wobei der Strömungsbeschleuniger hergestellt wird durch Zusammenbringen der Alphaolefinmonomere mit einem Katalysator in einem Reaktandengemisch; Polymerisieren der Alphaolefinmonomere, wobei während der Polymerisation mindestens ein Teil der Alphaolefinmonomere in dem Reaktandengemisch zu Polyalphaolefin polymerisiert; Mischen des Polyalphaolefins mit mindestens einem Alphaolefinmonomer-Verteilungsmittel; und Einbringen des Strömungsbeschleunigers in die Leitung.
- Erfindungsgemäß werden auch die vorstehenden Vorteile durch das erfindungsgemäße Verfahren zur Herstellung eines Strömungsbeschleunigers erzielt, der ein Polyalphaolefin und mindestens ein Alphaolefinmonomer-Verteilungsmittel umfasst, wobei das Verfahren umfasst: Zusammenbringen von Alphaolefinmonomeren mit einem Katalysator in einem Reaktandengemisch; Polymerisieren der Alphaolefinmonomere, wobei während der Polymerisation mindestens ein Teil der Alphaolefinmonomere in dem Reaktandengemisch zu Polyalphaolefin polymerisiert; und Mischen des Polyalphaolefin mit mindestens einem Alphaolefinmonomer-Verteilungsmittel.
- Eine weitere Eigenschaft des Verfahrens zur Herstellung eines Strömungsbeschleunigers, der ein Polyalphaolefin und mindestens ein Alphaolefinmonomer-Verteilungsmittel umfasst, ist, dass das mindestens eine Alphaolefinmonomer-Verteilungsmittel aus der Gruppe mit C20-C60-Alphaolefinmonomeren ausgewählt sein kann. Eine weitere Eigenschaft des Verfahrens zur Herstellung eines Strömungsbeschleunigers, der ein Polyalphaolefin und mindestens ein Alphaolefinmonomer-Verteilungsmittel umfasst, ist, dass das Verfahren zudem den Schritt kryogene Zerkleinerung des Polyalphaolefins und des mindestens einen Alphaolefinmonomer-Verteilungsmittels umfasst.
- Die Alphaolefinmonomer-Verteilungsmittel, die Verfahren zum Verringern des Widerstands in einer Leitung und Verfahren zur Herstellung der Strömungsbeschleuniger haben die folgenden Vorteile: Sie senken die Produktionskosten der Strömungsbeschleuniger, die Verteilungsmittel aufweisen; und vermindern die Fälle von Kohlenwasserstoff-Verschmutzung, die durch die Verteilungsmittel verursacht wird.
- EINGEHENDE BESCHREIBUNG DER ERFINDUNG
- Die folgende eingehende Beschreibung betrifft bestimmte Einzelheiten und bestimmte Aspekte der Erfindung, einschließlich bestimmter Ausführungsformen und Beispiele der Erfindung. Für ein besseres Verständnis der Erfindung werden nun auch bestimmte Begriffe erläutert und definiert. Es versteht sich, dass die Erfindung nicht auf die nachstehend beschriebenen bestimmten Beispiele und Ausführungsformen eingeschränkt oder eingegrenzt ist, die aufgenommen sind, damit sie den Fachmann bei der Ausübung der Erfindung unterstützen. Es ist jedoch hingegen beabsichtigt, sämtliche Alternativen, Modifikationen, und Äquivalente abzudecken, wie sie im Geist und Schutzumfang der in den beigefügten Patentansprüchen definierten Erfindung enthalten sind.
- Der Begriff "Strömungsbeschleuniger" (DRA), wie er hier verwendet wird, betrifft eine Zusammensetzung, die mindestens das hergestellte Polymer und mindestens ein Alphaolefinmonomer-Verteilungsmittel umfasst. Der Begriff "Polyalphaolefin" betrifft das Polymermaterial, das durch die Polymerisation von Alphaolefinmonomeren hergestellt wird, und soll weithin, jedoch nicht ausschließlich das Polymer in seiner fertigen Form umfassen, aber auch sämtliche erzeugten Zwischenpolymere, die gelegentlich als "Oligomere" bezeichnet werden. Das Polyalphaolefinpolymer ist vorzugsweise amorph, d. h. das Polyalphaolefin hat keine Kristallstrukturen oder Formen, die in einer einzigen Phase im Wesentlichen ohne feste Teilchen existieren, und weist ein ultrahohes Molekulargewicht sowie eine innere Viskosität von 10 dl/g oder mehr auf.
- "Ultrahohes Molekulargewicht" bedeutet ein Molekulargewicht, das einer inneren Viskosität von mindestens etwa 10 dl/g entspricht. Aufgrund des extrem hohen Molekulargewichts des DRA-Polymers ist es schwierig, verlässlich und genau das tatsächliche Molekulargewicht zu messen, aber die innere Viskosität stellt eine geeignete Annäherung des Molekulargewichts dar. "Innere Viskosität" wird mit einem Cannon-Ubbelohde-Vier-Kolben-Scherverdünnungsviskosimeter (0,1 g Polymer/100 ml Toluol bei 25°C) gemessen. Die inneren Viskositäten werden für jeden der vier Kolben berechnet. Die Viskositäten werden dann als Funktion der Schergeschwindigkeit aufgetragen. Der Graph wird dann verwendet, um die innere Viskosität bei einer Schergeschwindigkeit von 300 sec–1 zu bestimmen. Es wird erwogen, dass eine innere Viskosität von 10 dl/g ungefähr einem Molekulargewicht von mindestens etwa 10 oder 15 Millionen entspricht. Die Polyalphaolefine mit ultrahohem Molekulargewicht haben vorzugsweise Molekulargewichte, die noch höher sind, beispielsweise größer als 25 Millionen. Die hergestellten Polyalphaolefine haben vorzugsweise eine schmale Molekulargewichtsverteilung. Da verschiedene Annahmen über die Eigenschaften des Polyalphaolefins verschiedene Abschätzungen der Molekulargewichte ergeben können, bevorzugten die Erfinder die Verwendung der inneren Viskosität zur Charakterisierung der Molekulargewichte ihrer Strömungsbeschleuniger.
- Das Polyalphaolefin-Polymer kann zwar mit einem Verfahren des Standes der Technik hergestellt werden (beispielsweise mit Verfahren, die offenbart sind in den
US-Patenten 3 692 676 ;4 289 679 ;4 358 572 ;4 433 123 ;4 493 903 ;4 493 904 ;5 244 937 ;5 449 732 ;5 504 131 ;5 504 132 ; und5 539 044 , die jeweils durch Bezugnahme hier aufgenommen sind), jedoch wird das Polyalphaolefinpolymer vorzugsweise gemäß den Verfahren hergestellt, die in denUS-Patenten 5 869 570 und6 015 779 beschrieben sind, die jeweils durch Bezugnahme aufgenommen sind. Das Polyalphaolefin-Polymer wird gewöhnlich hergestellt durch Zusammenbringen der Alphaolefinmonomere, beispielsweise Alphaolefinmonomere mit 2 bis 20 Kohlenstoffatomen, mit einem Katalysator in einem Reaktandengemisch. Homopolymere, Copolymere und Terpolymere können verwendet werden. Bevorzugte Alphaolefine umfassen Ethylen, Propylen, 1-Buten, 4-Methyl-1-penten, 1-Hexen, 1-Octen, 1-Decen, 1-Dodecen und 1-Tetradecen; konjugierte oder unkonjugierte Diene, wie Butadien und 1,4-Hexadien; aromatische Vinyle, wie Styrol; und cyclische Olefine, wie Cyclobuten. Am stärksten bevorzugt sind die Alphaolefinmonomere Copolymere von 1-Hexen und 1-Dodecen, in einem Molverhältnis von 1:1; oder Copolymere von 1-Octen und 1-Tetradecen in einem Molverhältnis von 1:1. - Bei einer bevorzugten Ausführungsform, die in dem
US-Patent 6 015 779 offenbart ist, werden Alphaolefinmonomere mit einem Katalysator und einem Cokatalysatorsystem mit mindestens einem Cokatalysator zusammengebracht. Es wird zwar vorgeschlagen, dass ein beliebiger Katalysator, der dem Fachmann bekannt ist, verwendet werden kann, beispielsweise ein Metallocen- oder Ziegler-Natta-Katalysator, jedoch umfassen bevorzugte Katalysatoren Übergangsmetallkatalysatoren, wie solche Katalysatoren, die Titantrichlorid, Titantetrachlorid oder Metallocen oder Kombinationen davon enthalten. Die Übergangsmetallkatalysatoren sind vorzugsweise Nicht-Metallocen. Titantrichlorid, welches am stärksten bevorzugt ist, wird seit Jahren bei der Herstellung von Strömungsbeschleunigern verwendet, und wird vorzugsweise in einer Menge verwendet, die von mindestens etwa 100 bis 1500 Teilen pro Million (ppm) reicht, auf der Basis des Gewichts aller Komponenten, d. h. Alphaolefinen, Cokatalysatoren, und Katalysatoren, die dem Reaktor zugeführt werden. - Cokatalysatoren werden ebenfalls sein Jahren zur Herstellung von Strömungsbeschleunigern verwendet. Es wird vorgeschlagen, dass ein beliebiger Cokatalysator, der dem Fachmann bekannt ist, mit dem Katalysator aufgenommen werden kann, bevorzugte Cokatalysatoren umfassen jedoch einen oder mehrere Cokatalysatoren, ausgewählt aus der Gruppe mit Alkylaluminoxanen, Halogenkohlenwasserstoffen, Diethylammoniumchlorid ("DEAC") und Dibutylaluminiumchlorid ("DIBAC"). Wie vorstehend erwähnt kann das Verfahren zur Bildung des Strömungsbeschleunigers keinen Cokatalysator, einen Cokatalysator oder eine Reihe von Cokatalysatoren umfassen.
- Die Alphaolefinmonomere können bei einer Temperatur kleiner gleich 25°C und vorzugsweise kleiner gleich etwa 10°C polymerisiert werden, wobei während der Polymerisation zumindest ein Teil der Alphaolefinmonomere in dem Reaktandengemisch zu Polyalphaolefin polymerisiert. Die Alphaolefinmonomere werden vorzugsweise bei einer Temperatur von etwa –5°C polymerisiert.
- Die Verteilungsmittel, die auch als Beschichtungsmittel bekannt sind, sind Zusammensetzungen, die es verhindern, dass die Polyalphaolefin-Polymerpartikel zu großen Klumpen verkleben, wodurch die Dispersion des Polyalphaolefins im Kohlenwasserstoff in der Leitung erleichtert wird. Die Verteilungsmittel können zum Reaktandengemisch gegeben werden, d. h. während der Polymerisation, nach der Polymerisation und/oder während der Zerkleinerung des Polyalphaolefins zu feinen Polymerpartikeln.
- Die erfindungsgemäßen Alphaolefinmonomer-Verteilungsmittel sind bei Umgebungstemperaturen fest, d. h. bei einer Temperatur, bei der die Polymerisation stattfindet. Die Alphaolefinmonomer-Verteilungsmittel haben mit anderen Worten einen höheren Schmelzpunkt als die Alphaolefinmonomere, die polymerisiert werden. Daher durchlaufen die Alphaolefinmonomer-Verteilungsmittel bei einer spezifischen Ausführungsform, bei der die Alphaolefinmonomer-Verteilungsmittel im Reaktandengemisch enthalten sind, keine Polymerisation.
- Die Alphaolefinmonomer-Verteilungsmittel, die bei Umgebungstemperatur fest sind, sind gewöhnlich C20- bis C65-Alphaolefinmonomere. Es wird jedoch vorgeschlagen, dass feste C1- bis C19-Alphaolefinmonomere, sowie feste C66- und höhere Alphaolefinmonomere ebenfalls als geeignete Verteilungsmittel der vorliegenden Erfindung entwickelt werden können, vorausgesetzt, diese Alphaolefinmonomere haben einen höheren Schmelzpunkt als die Temperatur, bei der die Polymerisierung der Alphaolefinmonomere stattfindet.
- Bei einer Ausführungsform sind die erfindungsgemäßen Alphaolefinmonomer-Verteilungsmittel im Reaktandengemisch enthalten. Da die Alphaolefinmonomer-Verteilungsmittel nicht polymerisieren, bleiben sie funktionell, d. h. sie verhindern, dass das Polyalphaolefinpolymer verklebt. Bei dieser Ausführungsform ist das Alphaolefinmonomer-Verteilungsmittel in dem Reaktandengemisch in einer Menge von mindestens 10 bis etwa 50 Gewichtsprozent, bezogen auf das Gewicht aller Komponenten, beispielsweise Alphaolefinmonomeren, Katalysator, Cokatalysator(en), usw. des Reaktandengemischs, zugegen. Das Alphaolefinmonomer-Verteilungsmittel ist vorzugsweise in dem Reaktandengemisch in mindestens etwa 25 Gewichtsprozent zugegen.
- Die Alphaolefinmonomer-Verteilungsmittel der vorliegenden Erfindung können mit dem Polyalphaolefin vor oder während der kryogenen Zerkleinerung gemischt werden, wie in den
US-Patenten 5 244 937 ;5 449 732 ;5 504 131 ;5 504 132 ; und5 539 044 offenbart. In diesen Ausführungsformen wird das Alphaolefinmonomer-Verteilungsmittel mit dem Polyalphaolefin in einer Menge vereinigt, die von mindestens etwa 10 bis etwa 50 Gewichtsprozent reicht, bezogen auf das Gewicht aller Komponenten, beispielsweise von Polyalphaolefin, unpolymerisierten Alphaolefinmonomeren, unverbrauchtem Katalysator, unverbrauchte(n) Cokatalysator(en), usw., die kryogen zerkleinert werden. Das Alphaolefinmonomer-Verteilungsmittel ist vorzugsweise in einer Konzentration von mindestens etwa 25 Gewichtsprozent zugegen. - Strömungsbeschleuniger-Schlämme können hergestellt werden durch Mischen des Strömungsbeschleunigers mit mindestens einer Schlammkomponente. Zahlreiche Schlammkomponenten sind dem Fachmann bekannt. Beispiele für geeignete Schlammkomponenten sind in den
US-Patenten 5 244 937 ;5 449 732 ;5 504 131 ;5 504 132 ; und5 539 044 offenbart. - Zudem können Dispersionsmittel in dem Reaktandengemisch zugegen sein. Die erfindungsgemäßen Dispersionsmittel beeinträchtigen das Polymerisationsverfahren nicht wesentlich. Es können zwar beliebige Dispersionsmittel verwendet werden, die dem Fachmann bekannt sind, jedoch umfassen Beispiele für geeignete Dispersionsmittel allein oder in Kombination Copolymere von Polyacrylsäure; Polymethacrylsäure; Copolymere von Polymethacrylsäure; Polyethylen; Copolymere von Polyethylen; Polynonylphenol und/oder Polybutylphenol, einschließlich Copolymeren von Polynonylphenol und Polybutylphenol, in Kombination mit Ethylenoxid und/oder Propylenoxid; Polymere und Copolymere von Petroleumsulfonaten; und Verbindungen mit Ethylenglycolmonobutylether. Bevorzugte Dispersionsmittel sind Polymere und Copolymere von Acrylaten und Methacrylaten; Polymere und Copolymere von Ethylen; Polymere und Copolymere, hergestellt aus der Polymerisierung von Nonylphenol und Butylphenol in Kombination mit Ethylenoxid und/oder Propylenoxid; Verbindungen oder Gemische von Verbindungen, die Petroleumsulfanate enthalten, Verbindungen, die Ethylenglycolmonobutylether (Butyl "Cellosolve") und CARBOPOL® enthalten, das von B. F. Goodrich Company verkauft wird.
- Das Dispersionsmittel, das vor, oder während der Polymerisation zugegeben werden kann, modifiziert die Viskosität des Reaktionsgemischs und dispergiert das Verteilungsmittel und die Polymerfeinstoffe, d. h. fein gemahlene Polyalphaolefin-Partikel, durch das Reaktandengemisch. Die Konzentration des Dispersionsmittels in dem Reaktandengemisch ist vorzugsweise etwa 0,5 ppm bis etwa 50000 ppm des Reaktandengemischs. Alternativ kann das Dispersionsmittel nach der Polymerisation, vor, nach oder zeitgleich mit dem Vermischen der Schlammkomponente mit dem Strömungsbeschleuniger oder dem Polyalphaolefin zugegeben werden, so dass man den Strömungsbeschleuniger-Schlamm erhält. In dieser Ausführungsform reicht die Konzentration des Dispersionsmittels vorzugsweise von etwa 0,5 ppm bis etwa 50000 ppm.
- Strömungsbeschleuniger, die ein Polyalphaolefin und mindestens ein Alphaolefinmonomer-Verteilungsmittel umfassen, können zum Verringern des Widerstands in einer Leitung verwendet werden, indem man den Strömungsbeschleuniger in eine Leitung gibt, die einen Kohlenwasserstoff enthält. Zudem kann der Strömungsbeschleuniger, der ein Polyalphaolefin und mindestens ein Alphaolefinmonomer-Verteilungsmittel enthält, auch weiter durch ein Verfahren des Standes der Technik verarbeitet werden, das zum Verringern des Widerstands in einer Leitung verwendet werden soll.
- Die Erfindung ist selbstverständlich nicht auf die gezeigten und beschriebenen genauen Einzelheiten der Konstruktion, des Betriebs, der genauen Materialien oder Ausführungsformen eingeschränkt, da dem Fachmann offensichtliche Modifikationen und Äquivalente bekannt sind. Folglich wird die Erfindung daher nur durch den Schutzbereich der beigefügten Ansprüche eingeschränkt.
Claims (31)
- Verfahren zur Herstellung eines Strömungsbeschleunigers (Drag Reducing Agent), der ein Polyalphaolefin und mindestens ein Alphaolefinmonomer-Verteilungsmittel umfasst, umfassend: Zusammenbringen von Alphaolefinmonomeren mit mindestens einem Katalysator in einem Reaktandengemisch, wobei das Reaktandengemisch mindestens ein Alphaolefinmonomer-Verteilungsmittel enthält; und Polymerisieren des Alphaolefinmonomers, wobei während der Polymerisation mindestens ein Teil des Alphaolefinmonomers im Reaktandengemisch zu Polyalphaolefin polymerisiert.
- Verfahren nach Anspruch 1, wobei der mindestens eine Katalysator ein Übergangsmetallkatalysator ist.
- Verfahren nach Anspruch 2, wobei der Übergangsmetallkatalysator ein Ziegler-Natta-Katalysator ist.
- Verfahren nach Anspruch 3, wobei der Ziegler-Natta-Katalysator Titantrichlorid ist.
- Verfahren nach Anspruch 4, wobei das mindestens eine Alphaolefinmonomer-Verteilungsmittel aus der Gruppe mit C20-C60-Alphaolefinmonomeren ausgewählt ist.
- Verfahren nach Anspruch 4, wobei das mindestens eine Alphaolefinmonomer-Verteilungsmittel mindestens ein C30-Alphaolefinmonomer ist.
- Verfahren nach Anspruch 1, wobei das Reaktandengemisch mindestens einen Cokatalysator umfasst.
- Verfahren nach Anspruch 7, wobei der mindestens eine Cokatalysator aus der Gruppe ausgewählt ist mit Alkylaminoxanen, Halogenkohlenwasserstoffen, Diethylaluminiumchlorid und Dibutylaluminiumchlorid.
- Verfahren nach Anspruch 1, wobei das mindestens eine Alphaolefinmonomer-Verteilungsmittel aus der Gruppe mit C20-C60-Alphaolefinmonomeren ausgewählt ist.
- Verfahren nach Anspruch 1, wobei das mindestens eine Alphaolefinmonomer-Verteilungsmittel mindestens ein C30-Alphaolefinmonomer ist.
- Strömungsbeschleuniger, umfassend ein Polyalphaolefin und mindestens ein Alphaolefinmonomer-Verteilungsmittel.
- Strömungsbeschleuniger nach Anspruch 11, wobei das mindestens eine Alphaolefinmonomer-Verteilungsmittel aus der Gruppe mit C20-C60-Alphaolefinmonomeren ausgewählt ist.
- Strömungsbeschleuniger nach Anspruch 11, wobei das mindestens eine Alphaolefinmonomer-Verteilungsmittel mindestens ein C30-Alphaolefinmonomer ist.
- Strömungsbeschleuniger, umfassend ein Polyalphaolefin und mindestens ein Alphaolefinmonomer-Verteilungsmittel, hergestellt durch Zusammenbringen von Alphaolefinmonomeren mit mindestens einem Katalysator in einem Reaktandengemisch, das mindestens ein Alphaolefinmonomer-Verteilungsmittel enthält, und Polymerisieren der Alphaolefinmonomere, wobei während der Polymerisation mindestens ein Teil der Alphaolefinmonomere im Reaktandengemisch unter Bildung von Polyalphaolefin polymerisiert.
- Strömungsbeschleuniger nach Anspruch 14, wobei das mindestens eine Alphaolefinmonomer-Verteilungsmittel aus der Gruppe mit C20-C60-Alphaolefinmonomeren ausgewählt ist.
- Strömungsbeschleuniger nach Anspruch 14, wobei das mindestens eine Alphaolefinmonomer-Verteilungsmittel mindestens ein C30-Alphaolefinmonomer ist.
- Strömungsbeschleuniger, umfassend ein Polyalphaolefin und mindestens ein Alphaolefinmonomer-Verteilungsmittel, hergestellt durch Zusammenbringen von Alphaolefinmonomeren mit mindestens einem Katalysator in einem Reaktandengemisch, Polymerisieren der Alphaolefinmonomere, wobei während der Polymerisation mindestens ein Teil der Alphaolefinmonomere im Reaktandengemisch unter Bildung von Polyalphaolefin polymerisieren, und Mischen des Polyalphaolefins mit mindestens einem Alphaolefinmonomer-Verteilungsmittel.
- Strömungsbeschleuniger nach Anspruch 17, wobei das mindestens eine Alphaolefinmonomer-Verteilungsmittel aus der Gruppe mit C20-C60-Alphaolefinmonomeren ausgewählt ist.
- Strömungsbeschleuniger nach Anspruch 17, wobei das mindestens eine Alphaolefinmonomer-Verteilungsmittel mindestens ein C30-Alphaolefinmonomer ist.
- Verfahren zum Verringern des Widerstands in einer Leitung, umfassend: Herstellen eines Strömungsbeschleunigers, der ein Polyalphaolefin und mindestens ein Alphaolefinmonomer-Verteilungsmittel umfasst, wobei der Strömungsbeschleuniger hergestellt wird durch Zusammenbringen von Alphaolefinmonomeren mit mindestens einem Katalysator in einem Reaktandengemisch, das mindestens ein Alphaolefinmonomer-Verteilungsmittel enthält, und Polymerisieren der Alphaolefinmonomere, wobei während der Polymerisation mindestens ein Teil der Alphaolefinmonomere im Reaktandengemisch zu Polyalphaolefin polymerisiert; und Einbringen des Strömungsbeschleunigers in eine Leitung.
- Verfahren nach Anspruch 20, wobei das mindestens eine Alphaolefinmonomer-Verteilungsmittel aus der Gruppe mit C20-C60-Alphaolefinmonomeren ausgewählt ist.
- Verfahren nach Anspruch 20, wobei das mindestens eine Alphaolefinmonomer-Verteilungsmittel mindestens ein C30-Alphaolefinmonomer ist.
- Verfahren zum Verringern des Widerstands in einer Leitung, umfassend: Herstellen eines Strömungsbeschleunigers, der ein Polyalphaolefin und mindestens ein Alphaolefinmonomer-Verteilungsmittel umfasst, wobei der Strömungsbeschleuniger hergestellt wird durch Zusammenbringen von Alphaolefinmonomeren mit mindestens einem Katalysator in einem Reaktandengemisch, Polymerisieren der Alphaolefinmonomere, wobei während der Polymerisation mindestens ein Teil der Alphaolefinmonomere im Reaktandengemisch zu Polyalphaolefin polymerisiert, und Mischen des Polyalphaolefins mit mindestens einem Alphaolefinmonomer-Verteilungsmittel; und Einbringen des Strömungsbeschleunigers in eine Leitung.
- Verfahren nach Anspruch 23, wobei das mindestens eine Alphaolefinmonomer-Verteilungsmittel aus der Gruppe mit C20-C60-Alphaolefinmonomeren ausgewählt ist.
- Verfahren nach Anspruch 23, wobei das mindestens eine Alphaolefinmonomer-Verteilungsmittel mindestens ein C30-Alphaolefinmonomer ist.
- Verfahren zum Herstellen eines Strömungsbeschleunigers, der ein Polyalphaolefin und mindestens ein Alphaolefinmonomer-Verteilungsmittel umfasst, umfassend: Zusammenbringen von Alphaolefinmonomeren mit mindestens einem Katalysator in einem Reaktandengemisch; Polymerisieren der Alphaolefinmonomere, wobei während der Polymerisation mindestens ein Teil der Alphaolefinmonomere im Reaktandengemisch zu Polyalphaolefin polymerisiert; und Mischen des Polyalphaolefins mit mindestens einem Alphaolefinmonomer-Verteilungsmittel.
- Verfahren nach Anspruch 26, wobei das mindestens eine Alphaolefinmonomer-Verteilungsmittel aus der Gruppe mit C20-C60-Alphaolefinmonomeren ausgewählt ist.
- Verfahren nach Anspruch 26, wobei das mindestens eine Alphaolefinmonomer-Verteilungsmittel mindestens ein C30-Alphaolefinmonomer ist.
- Verfahren nach Anspruch 26, das zudem den Schritt kryogene Zerkleinerung des Polyalphaolefins und des mindestens einen Alphaolefinmonomer-Verteilungsmittels umfasst.
- Verfahren nach Anspruch 29, wobei das mindestens eine Alphaolefinmonomer-Verteilungsmittel aus der Gruppe mit C20-C60-Alphaolefinmonomeren ausgewählt ist.
- Verfahren nach Anspruch 29, wobei das mindestens eine Alphaolefinmonomer-Verteilungsmittel mindestens ein C30-Alphaolefinmonomer ist.
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