Тиксотропная композиция для изоляции нефтяных трубопроводов и способ термической изоляции на основе композиции

 

Изобретение относится к созданию тиксотропной композиции, которая используется в качестве изоляционного материала и может быть применена для изоляции нефтяных трубопроводов при транспортировке нефти, добытой из морских нефтяных скважин. Сущность изобретения: велановая смола представляет собой гетерополисахарид в виде 0,25 %-ной смеси его с этиленгликолем, имеющей вязкость более 2500 сантипуаз, измеренную на вискозиметре Брукфилда LVT при 60 об./мин. Соотношение этиленгликоля и гетерополисахарида составляет (100: 1) - (300: 1). Композиция может содержать также акцептор. Соотношение этиленгликоля и гетерополисахарида может лежать в пределах примерно (150:1) - (250:1), или (175:1) - 225, или (180:1) - (220:1), или может составлять 195: 1. Акцептором может являться этилендиаминтетрауксусная кислота, присутствующая в количестве примерно 500 - 2000 частей на млн. Сущность изобретения в способе термической изоляции трубопровода при транспортировке целевой жидкости: в качестве композиции используют этиленгликоль и совместную с этиленгликолем велановую смолу, представляющую собой гетерополисахарид в виде 25 %-ной смеси его с этиленгликолем, имеющей вязкость более 2500 сантипуаз, измеренную на вискозиметре Брукфилда LVT при 6 об./мин, при соотношении этиленгликоля и гетерополисахарида (100:1) - (300:1). 2 с. и 6 з.п. ф-лы, 1 ил. , 2 табл.

Изобретение относится к созданию тиксотропной композиции, которая используется в качестве изоляционного материала и может быть применена для изоляции нефтяных трубопроводов при транспортировке нефти, добытой из морских нефтяных скважин.

Наиболее близкой из известных является тиксотропная композиция для изоляции нефтяных трубопроводов, содержащая этиленгликоль и совместимую с этиленгликолем велановую смолу (1).

Недостатком известной композиции является высокая теплопроводность.

Обычно температура нефти составляет порядка 104,4 121^oС, а температура воды, через которую необходимо транспортировать нефть, может составлять лишь около 0 10^oС. Любая система для транспортировки нефти через среду с такой низкой температурой должна быть обеспечена соответствующими средствами для изолирования нефти от воздействия низких температур.

При отсутствии необходимой изоляции происходит снижение температуры нефти, что сопровождается выделением различных углеводородных фракций, присутствующих в нефти, например, углеводородов с низкой вязкостью, углеводородов со средней вязкостью, осадка в масле и т.п.

Техническим результатом изобретения является получение композиции с низкой теплопроводностью.

Это достигается тем, что в тиксотропной композиции для изоляции нефтяных трубопроводов, содержащей этиленгликоль и совместимую с этиленгликолем велановую смолу, согласно изобретению велановая смола представляет собой гетерополисахарид в виде 25-ной смеси его с этиленгликолем, имеющей вязкость более 2500 сантипуаз, измеренную на вискозиметре Брукфилда LVT при 6 об/мин, причем соотношение этиленгликоля и гетерополисахарида составляет (100:1) - (300: 1).

Композиция может также содержать акцептор.

Соотношение этиленгликолдя и гетерополисахарида может лежать в пределах примерно (150:1) (250:1).

Это соотношение также может лежать в пределах примерно (175:1) (225:1), а также в пределах примерно (180:1) (220:1). Это соотношение может составлять примерно 195:1.

Акцептором может являться этилендиаминтетрауксусная кислота, присутствующая в количестве примерно 500 2000 частей на млн.

Наиболее близким из известных к изобретению является способ термической изоляции трубопровода при транспортировке целевой жидкости, при котором целевую жидкость транспортируют по трубе, изолированной от несущей трубы с более низкой температурой, в которой она размещена, посредством композиции, введенной между стенками этих труб (2).

Техническим результатом изобретения является снижение теплопроводности изолирующей композиции при осуществлении способа.

Это достигается тем, что в способе термической изоляции трубопровода при транспортировке целевой жидкости, при котором целевую жидкость транспортируют по трубе, изолированной от несущей трубы с более низкой температурой, в которой она размещена, посредством композиции, введенной между стенками этих труб, согласно изобретению в качестве композиции используют этиленгликоль и совместимую с этиленгликолем велановую смолу, представляющую собой гетерополисахарид в виде 25-ной смеси его с этиленгликолем, имеющей вязкость более 2500 сантипуаз, измеренную на вискозиметре Брунфилда LVT при 6 об/мин, при отношении этиленгликоля и гетерополисахарида (100:1) (300:1).

Изобретение поясняется чертежом, где представлено поперечное сечение системы для хранения и транспортировки жидкостей в перспективном виде.

Изобретение это тиксотропная композиция, обладающая улучшенными реологическими свойствами, а также изоляционными характеристиками. Такая композиция содержит этиленгликоль промышленных марок и совместимую с гликолем велановую смолу. По тексту описания эту композицию будут попеременно называть либо как тиксотропную композицию, либо как гликолевую композицию с повышенной вязкостью.

Будучи в неподвижном состоянии тиксотропные композиции ведут себя как пластики Бингама. Однако под действием напряжений сдвига тиксотропные композиции быстро ожижаются. После окончания воздействия приложенного напряжения сдвига тиксотропные композиции быстро возвращаются в высоковязкое состояние, как пластики Бингама.

Не обязательно в состав композиции входит акцептор металлов в количестве, достаточном, чтобы свести к минимуму отрицательные эффекты, обусловленные присутствием ионов металлов.

Изоляционная композиция изобретения обеспечивает эффективную теплоизоляцию, которую удобно использовать в тех случаях, когда шприцуемые пеноматериалы и изоляционные обкладки трудно или не возможно применить.

Изоляционная способность этой композиции такова, что можно удлинить береговые линии либо снизить производительность более коротких линий при сохранении минимальной температуры нефти на выходе из трубопровода.

Такая изоляционная композиция обладает также тем преимуществом, что смешиваемость гликоля с водой и совместимость смолы с гликолем и водой обеспечивают возможность сохранения свойств такой композиции при попадании в нее большого количества морской воды. Кроме того, смешиваемость гликоля с водой обеспечивает отсутствие длительных отрицательных воздействий на окружающую среду в случае потерь от утечки.

Данная композиция также способствует уравновешиванию пучка трубопроводов. Традиционные изоляционные материалы, такие как шприцованные пеноматериалы и изоляционные обкладки, которые представляют собой материалы низкой плотности, не дают такой стабильности.

Что касается стабильности, связанной с тепловым режимом, данная композиция значительно более стабильна, чем жидкости на основе керосина, ламинаты и пеноматериалы. Данная композиция может быть также использована в качестве загущаемого антиоблединителя, особенно, для воздушного транспорта и другого оборудования, которое необходимо защитить от образования льда в холодную погоду.

Помимо описанных выше областей применения тиксотропные реологические свойства данной композиции позволяют использовать ее в качестве изоляционного пакерного материала для нефтяных скважин, балластного материала, гидравлического материала на не-нефтяной основе для рабочих цилиндров моторов и для чистки емкостей от "мертвого" материала.

Предпочтительно композиции изобретения включают те композиции, в которых массовые отношения гликоль: совместимая с гликолем велановая смола составляют (100:1) (300:1), более предпочтительно (150:1) (250:1), еще более предпочтительно (175-1) (225:1), и еще более предпочтительно (180:1) - (220:1). Наиболее предпочтительно, чтобы это массовое отношение составляло порядка 195:1.

Наиболее предпочтительно, чтобы композиции изобретения дополнительно включали акцептор металлов в количестве 500 2000 частей на млн. предпочтительно 1250 частей на млн. Предпочтительные акцептором является этилендиаминтетрауксусная кислота (ЭДТА).

На чертеже представлено поперечное сечение системы для хранения и транспортировки жидкостей в перспективном виде. Такая система содержит одну или несколько трубок 1 целевой жидкости, проходящих и соприкасающихся с рядом опорных элементов 2, несущую трубу 3, в которой расположены опорные элементы 2, при этом наружная поверхность или поверхности 4 трубок для целевой жидкости или трубок 1 расположена напротив внутренней поверхности 5 несущей трубы 3, и камеру 6 между наружной поверхностью или поверхностями 4 трубок 1 для целевой жидкости и внутренней поверхностью 5 несущей трубы 3.

Этиленгликоль, содержащий совместимую с гликолем велановую смолу и имеющий повышенную вязкость, вводят в камеру 6. Тиксотропные реологические свойства гликоля с повышенной вязкостью позволяют осуществить в условиях действия напряжений сдвига введение его в камеру в виде перекачиваемого жидкого материала. Когда гликоль с повышенной вязкостью практически полностью заполнит камеру, то, находясь под действием минимального напряжения сдвига или в отсутствие такого, он представляет пластик Бингама. Материал остается внутри несущей трубы 3 и окружает трубки 1 для целевой жидкости, соприкасаясь с опорными элементами 2 и поверхностями 4 и 5.

Гликоль с повышенной вязкостью используют для осуществления способа транспортировки целевой жидкости через среду с пониженной температурой, окружающую целевую жидкость, при котором трубки для целевой жидкости, проходящие через несущую трубу и образующие камеру между наружной поверхностью трубок для целевой жидкости и внутренней поверхностью несущей трубы, изолированы от действия среды с пониженной температурой, и который предусматривает введение в камеру гликоля с повышенной вязкостью.

Целевой жидкостью, для которой особенно целесообразно использовать вышеописанную систему, является нефть, полученная из нефтяных скважин, расположенных на морском дне. Такую нефть, обычно имеющую температуру больше, чем температура морской воды, изолируют от морской воды с низкой температурой и тем самым сохраняют ее естественную повышенную температуру при проходе через трубки 1 для целевой жидкости.

Получение совместимой с гликолем велановой смолы.

Совместимую с гликолем велановую смолу получают по методике, описанной в пат. США N 4342866. После ферментации раствор обрабатывают гипохлоритом натрия и пропионатом кальция, после чего следует осаждение, высушивание и измельчение. Предпочтительный способ получения совместимой с гликолем велановой смолы, используемой в данном изобретении, предусматривает модификацию процесса извлечения. Такая модификация заключается в добавлении сульфата натрия или сульфата калия, предпочтительно сульфата натрия, после завершения ферментации перед стадией осаждения. Предпочтительно в ферментационный бульон добавляют 0,1 1,0 мас. более предпочтительно 0,3 - 0,7 мас. и даже еще более предпочтительно 0,45 мас. сульфата натрия.

Описание линий, используемых для получения совместимой с гликолем велановой смолы.

А. Свойства колониальной морфологии.

На питательном агаре небольшие желтые колонии появляются через один день при 30^oС диаметром, достигающим примерно 1,5 мм через 5 дн инкубации. Колонии являются круглыми, гладкими выпуклыми, мукоидными и матовыми. Желтый цвет становится более глубоким и текстура колоний становится жесткой после продолжительного периода инкубации.

На агаре с солодково-дрожжевым экстрактом небольшие мукоидные желтые колонии появляются через один день, и диаметр их достигает примерно 3 мм через 5 дн инкубации. Колонии являются круглыми, гладкими, выпуклыми и матовыми, но верхушка колонии плоская. Мембранных жестких структур не наблюдается.

Б. Свойства клеточной морфологии.

Штамм S-130 является грам-отрицательными стержнеобразными бактериями. На питательном агаре средний размер клетки составляет примерно от 0,5 0,6 μm до 1,2 1,6 μm концы клеток сужены, и часто наблюдается кривизна. Размер и форма клеток не меняются существенно после длительной инкубации.

На солодково-дрожжевом агаре средний размер клеток составляет от 0,6 - 0,8 до 1,6 2,0 μm клетки удлиняются (3 4) μm, накапливание ФГБ значительное. Подвижность положительная. Жгутиковые штаммы (модифицированный метод нитрата серебра) показывают, что штамм имеет смешанное жгутикование, т.е. полярные и боковые жгутики, а также перитрихиальные жгутики.

В. Физиологические и биохимические свойства.

Ниже приведены результаты проведенных испытаний.

Питохром оксидаза является слабой или отрицательной; каталаза положительная.

Организм способен к росту при 37^oС и 41^oС, но не при 43^oС. Толерантность к 3,0 NaCl, но не к 6,5 NaCl.

Рост при рН 5 12.

Из различных карбогидратов образуется аэробная кислота, а не газ. Это такие карбогидраты, как Д-ксилоза Лактоза L-арабиноза Мальтоза Д-глюкоза Мелибиоза Фруктоза Сукроза Галактоза Трехалоза Манноза Рафиноза Лакмусовое молоко восстанавливалось, но не пептонизировалось.

АДГ был положительный, но не ЛДК, ОДК и ФДА.

Ректикулярная реакция положительна, но отрицательная для ВФ, индола и уреазы.

Пищевой желатин (слабый) и Tween 80 (слабый) гидролизовались, в отличие от казеина, крахмала, целлюлозы и пектина.

Отсутствие фосфатазы, и мемолиз отрицательный.

0,1 трифенилтетразолий хлорид не оказывал ингибирующего действия.

Выживаемость при 60^oС в течение 30 мин.

Организмы растут на агаре с эозином и метиленовым синим и Теллуритовой крови, но не растут на агаре SS и агаре МакКонки.

Г. Проба на антибиотическую чувствительность.

Штамм S-130 чувствителен к следующим антибиотикам, г: Канамицин 30 Неомицин 30
Хлортетрациклин 5
Новобиоцин 30
Эритромицин 15
Тетрациклин 30
Гентамицин 10
Карбеницилин 50
и не обладает чувствительностью к следующим:
Пеницилин 10 ч.

Стрептомицин 10 г
Колистин 10 г
Полимиксин В 300 ч.

Д. Пищевые свойства.

Факторы органического роста не требуются, и аммониевые соли служат в качестве единственного источника азота. Вообще 30 органических соединений используют в качестве источников углерода и энергии. Используется большинство карбогидратов.

Е. Содержание G + C в ДНК.

Анализ ДНК не проводили.

Ж. Идентификация системой АРI.

Этот штамм не может быть идентифицирован с помощью этой системы.

З. Идентификация.

Штамм S-130 представляет собой грам-отрицательный аэробный стержнеобразный организм. Характер жгутирования организма смешанный: прослеживаются полярные и перитризиальные жгутики (вероятно деградация жгутиков). В соответствии с Bergey's Manual (издание 8-е) такие организмы принадлежат к роду Алкалингенов.

Условия ферментации.

Гетерополисахарид образуется в процессе аэробной ферментации соответствующей волной питательной среды в контролируемых условиях посредством инокуляции организмом, не имеющим названия и принадлежащим виду Алкалигенов. Эта среда содержит источник углерода, азота и неорганические соли.

В общем, карбогидраты (например, глюкоза, фруктоза, мальтоза, сукроза, ксилоза, маннитол и т.п.) могут быть использованы как таковые или в сочетании друг с другом в качестве источников усваиваемого углерода в питательной среде. Точное количество карбогидратного источника или источников, использованных в такой среде, зависит отчасти от других ингредиентов среды, но, как правило, количество карбогидрата обычно составляет 2 4 по массе среды, предпочтительно используют 3 глюкозы. Такие источники углерода могут быть использованы самостоятельно или в среде можно сочетать несколько таких источников углерода. В общем, в качестве источников азота в ферментационном процессе могут быть использованы многие протеинсодержащие материалы.

Приемлемые источники азота включают, например, дрожжевые гидролизаты, первичные дрожжи, соевую муку, толченое семя хлопчатника, гидролизаты казеина, раствор от замочки зерна, растворимые фракции дистиллятора или томатную пасту и т. п. Источники азота самостоятельно или в сочетании друг с другом используют в количестве примерно 0,05 0,4 по массе водной среды.

Среди питательных минеральных солей, которые могут быть введены в состав культуральной среды, находятся обычные соли, способные быть источником ионов натрия, калия, аммония, кальция, фосфата, сульфата, хлорида, карбоната и т. п. Также включаются следы металлов, таких как кобальт, марганец, железо и магний.

Следует отметить, что среда, описанная в примерах, является чисто иллюстрированной для широкого ряда сред, которые могут быть использованы при осуществлении изобретения и которые не ограничивают объема его притязаний.

В качестве альтернативной среды S-130 можно выращивать в условиях с низким содержанием Ca⁺⁺, например, в деионизированной воде или некоторых других водных системах, практически не содержащих ионов Са⁺⁺ (например, менее примерно 4 частей на млн. Са⁺⁺ на 1 смолы в конечной жидкой среде ферментатора).

Ферментацию осуществляют при 25 35^oС, однако для достижения оптимальных результатов предпочтительно проводить процесс ферментации при 28 - 32^oС, рН питательной среды для выращивания алкалигеновой культуры и получения полисахарида S-130 может составлять 6 8, предпочтительно 6,5 - 7,5.

Хотя полисахарид образуют как поверхностная, так и погруженная культуры, предпочтительно осуществлять ферментацию в погруженном состоянии.

Маломасштабный процесс ферментации удобно проводить путем инокулирования соответствующей питательной среды культурой, а затем перенести в производственную среду, обеспечивающую протекание процесса ферментации при постоянной температуре порядка 30^oС на качалке в течение нескольких дней.

Ферментацию инициируют в стерильной колбе со средой посредством одно- или многостадийного посева. Питательной средой для стадии посева может быть любое приемлемое сочетание источников углерода и азота. Посевную колбу встряхивают на качалке в камере с постоянной температурой порядка 30^oС в течение 1 2 дн или до начала удовлетворительного роста культуры, и некоторую часть выращенной культуры используют для инокуляции, либо на второй стадии посева, либо производственной среды. Колбы с промежуточных стадий посева, если такие осуществляют, проходят практически ту же последовательность, т. е. часть содержимого колбы с последней стадии посева используют для инокулирования производственной среды. Инокулированные колбы встряхивают на качалке при постоянной температуре в течение нескольких дней, и в конце инкубационного периода содержимое колб извлекают методом осаждения с помощью соответствующего спирта, такого как изопропанол.

Для крупномасштабного процесса предпочтительно осуществлять ферментацию с соответствующих резервуарах, снабженных мешалкой и устройством для аэрации ферментационной среды. Согласно этому методу питательную среду готовят в самом резервуаре и стерилизуют путем нагревания при температурах примерно до 121^oС. После охлаждения стерильную среду инокулируют предварительно выращенным посевным материалом производственной культуры, и ферментацию проводят в течение, например, 2 4 дн в условиях перемешивания и/или аэрирования питательной среды и поддержания температуры порядка 30^oС. Такой метод получения гетерополисахарида особенно применим для получения больших количеств.

Пост-ферментация.

Предпочтительно после завершения ферментации и перед началом извлечения материала из ферментационной среды ввести в последнюю сульфат калия или сульфат натрия. Добавление примерно 0,1 1,0 мас. жидкой среды с сульфатом калия или сульфатом натрия является определяющим для получения совместимой с гликолем велановой смолы. Полученная таким образом совместимая с гликолем велановая смола обладает гидратирующими свойствами, существенными для получения изоляционной жидкости изобретения.

Анализ.

Глюкороновую кислоту идентифицировали методом Bhattiet al. Biochim Biophys. Acta 22 (1970) 339-347). Точное строение сахаров определяли методами, рассмотренными Gerwiget al. Garbohydrate Research 77 (1979) 1-7, и Leontein et al. Carbohydrate Research 62 (1978) 359-362.

Анализы метилированием осуществляли так, как описано в Janssonet al. Chem Canomon. Univ Stocholm, 8 (1976) 1-75.

Метилированные полимеры извлекали диализом от воды с последующим вымораживанием. Низкомолекулярные продукты извлекали методом хроматографии с обращенной фазой на трубках Seplak C₁₈, Waeghe et al. Carbohydrate Research, 123 (1983), 281-304. Образец разбавляли равным объемом воды и вносили в колонку. Ее промывали водой и смесью ацетонитрил: вода (15:85), а образец элюировали ацетонитрилом.

Восстановление карбоксильных групп метилированного полисахарида.

Метилированный полисахарид (1,5 мг) растворяли в свежерперегнанном тетрагидрофуране (2 мл). Добавили борогидрид лития (10 г) и раствор кипятили в течение 2 ч. Избыток борогидрида лития разложили М уксусной кислотой, добавили хлороформ (5 мл), и раствор несколько раз промыли водой, и осушили и сконцентрировали.

Разложение уроновой кислотой.

К раствору метилированного полисахарида (1,5 мг) в диметилсульфоксиде (1,5 мг) добавили следы толуол-пара-сульфоновой кислоты и 2,2-диметилтоксипропан (0,1 мл) для того, чтобы исключить присутствие воды. Добавили метилсульфинилметанид натрия в диметилсульфоксиде (2М, 1 мл), и смесь перемешивали на ультразвуковой бане в течение 30 мин и выдерживали при комнатной температуре в течение 15 ч. Добавили тридейтериометилодид (0,5 мг) в условиях наружного охлаждения в смесь, перемешивали на ультразвуковой бане в течение 30 мин. Избыток метилодида извлекали путем продувания емкости азотом, и раствор разбавили водой и внесли его в трубку с Sep-Pak C₁₈. Целевой материал извлекали, как описано выше. Продукт гидролизовали с помощью 2М трифторуксусной кислоты в течение 15 ч при 100^oС, и смесь метилированных продуктов проанализировали (см. табл. 2, колонка С).

Приблизительно 50 полисахаридных звеньев совместимой с гликолем велановой смолы содержит 0-ацетильные группы. Кислотный гидролизат ферментационного полисахарида содержит глюкозу, рамнозу и маннозу в относительном соотношении 43:46:11. Кроме того, он содержит глюкороновую кислоту, идентифицированную методом ГЖХ образца, который был подвергнут метанолизу и триметилсиллированию по методу, описанному Bharri et al.

Точную конфигурацию составляющих сахаров определили методом ГЖХ глюкозидов, полученных сельволизом в присутствии хирального 2-бутанола с последующим триметилированием как описано Germig et al.

Глюкоза и глюкороновая кислота имели Д-конфигурацию, а рамнеоза имела L-конфигурацию. Манноза имеет L-конфигурацию. Это подтверждено методом ГЖХ глюкозидов, полученных сольволизом в присутствии хирольного 2-октанола с последующим ацетилированием, как описано Leontein et al.

Анализ метилированием в присутствии и в отсутствие восстановления карбоксильных групп метилированного полисахарида позволил установить наличие продуктов, перечисленных ниже, колонки А и В, соответственно (см. табл.2).

Для того, чтобы определить последовательность остатков сахаров совместимую с гликолем полисахаридную велановую смолу подвергали деструкции в присутствии урановой кислоты (Lindberg et al. Carbohydrate Researeh 28 (1973) 351-357 и A spinall et al. Carbohydrate Researeh 57 (1977) c.23-с. 26).

Полностью метилированный полисахарид обработали метилсульфинилметанидом натрия в диметилосульфоксиде, метилировали (используя тридейтериометил иодид) и гидроливали, и смесь метилированных сахаров проанализировали (табл. 2, колонка С). 2,6-ди-0-метил-4-0-тридейтериометил-Д-глюкоза образовалась из бокового Д-глюкопиранозильного остатка, положение 4 которого освободилось в результате деструкции уроновой кислотой. 3-замещенный, Д-глюкопиранозильный остаток, присоединенный к 0-4 уроновой кислоты, освобождается в результате β-замещения и далее деструктирует в результате b-замещения с образованием 4-замещенного L-рамнопиранозильного остатка. Значительная часть этого остатка также деструктирована.

Пример 1. Методика ферментации для получения совместимой с гликолем велановой смолы.

А. Содержание культуры.

Не имеющий названия алкалигеновый организм АТСС 31555 растет довольно хорошо на питательном (NА) агаре с хорошей колониадльной морфологией. Температура инкубирования составляет 30^oС. Этот организм образует желтый пигмент.

Б. Приготовления посевного материала.

Посевной материал готовят в мясо-дрожжевой жидкой среде, инкубированной при 30^oС, в течение 24 ч, а затем используют его для инокуляции посевной среды, которая представляет собой такую же среду, что и конечная среда в ферментаторе. Для 14-литрового ферментатора используют 5-ный инокулят.

В. Конечная среда в ферментаторе.

Среда следующего состава дает приемлемые результаты в 14-литровом ферментаторе и может быть использована для ферментаторов емкостью 20 л и 70 л:
Глюкоза 3,0
К₂HPO₄ 0,05
Промосой 0,05
NH₄NO₃ 0,09
MgSO₄·7H₂O 0,01
Fe⁺⁺ 1 часть на млн.

Всего солей 1 мл/л
рН среды регулируют в пределах от 6,5 до 7,5. При 0 ч рН составляет 7,2, а остаточный источник углерода составляет 3,07 Через 25,5 ч рН составило 7,0, а измеренная вязкость 2350 (Брукфильд LVE, 60 об./мин, шпиндель N 4). Через 63,5 ч рН составила 63 и вязкость 3950, реакцию оборвали, добавив 4 изопропанола.

Строка "всего солей" характеризует раствор элементов в виде следов, содержащий тарпрат, молибдат магния, CoCl₃, ZnCl₂, CuCl₂, борную кислоту, хлорид марганца и сульфат железа.

Исходные скорости перемешивания и аэрирования составляют соответственно 400 об./мин и 3 л/мин. Скорость аэрирования в процессе ферментации остается постоянной. При необходимости в процессе ферментации скорость перемешивания увеличивали для обеспечения хорошего смещения. Максимальная скорость перемешивания составила 1600 об./мин.

Если необходимо получить продукт с низким содержанием кальция, то вышеуказанную среду готовят на деионизированной воде.

Г. Добавление сульфата натрия.

Сульфат натрия добавляют в продукт ферментации в количестве 0,45 мас. по отношению к массе ферментационного бульона.

Д. Извлечение.

Ферментационный раствор пастеризуют при 75^oС в течение 10 15 мин. В условиях осаждения образуются хорошие волокна, дающие 58 60 отработанной IPA.

E. Cушка.

Продукт извлекают после сушки при 60 65^oС в течение примерно 1 ч в сушильном шкафу с принудительной циркуляцией воздуха.

В этиленгликоле продукт имеет высокую вязкость, 0,25-ная смесь в этиленгликоле, измеренная на вискозиметре Брукфильда LVT при скорости 6 об./мин, имела вязкость больше 2500 сантипуаз. При этой концентрации она имела значение модуля эластичности больше 50 дин/см².

Совместимая с гликолем велановая смола по внешнему виду представляет собой толстый гель. Гидратирование совместимой с гликолем велановой смолы в чистом этиленгликоле завершается через 2 ч смешения и выдерживании еще в течение 18 ч при комнатной температуре. Скорость гидратирования увеличивается при использовании тепла, или когда этиленгликоль смешиваются с возрастающим количеством воды. В чистой холодной воде полное гидратирование достигается примерно через 1 ч или меньше.

Смесь этиленгдликоля с совместимой с этиленгликолем велановой смолы характеризуются высокой стабильностью (не наблюдается снижения вязкости в течение периода, составляющего больше одного года).

Пример 2.

Изоляционная композиция.

0,907 кг совместимой с гликолем велановой смолы смешали с 176,9 кг этиленгликоля. Добавили 1250 частей на млн. ЭДТА в качестве акцептора. Композицию гидратировали на смесительной мешалке Остера при скорости 10 000 об. /мин в течение 20 мин. Эта композиция не загрязняет морскую среду вплоть до концентрации 20000 частей на млн.

Композицию испытали на теплопроводность, и результаты показали, что по этому показателю она превосходит многие изоляционные материалы.

Компонент Теплопроводность (Вт/мм)
Гелевая изоляционная композиция (пример 2) 91
Жидкий этиленгликоль 4022
Азот при 10 атм 436
Азот при 30 атм 729
Азот при атм.давлении 162
Примеры 3 10. По методике, описанной в примере 2, приготовили следующие композиции, содержащие 0,907 кг совместимой с гликолем велановой смолы, 1250 частей на млн. ЭДТА и различные количества этиленгликоля.

Пример Этиленгликоль (кг)
3 90,7
4 636
5 556,5
6 572,4
7 699,6
8 715,5
9 795
10 954
Композиции, описанные в примерах 3 10, показали различную степень тиксотропных свойств, по сравнению с композицией, описанной в примере 2. Композиция примера 3 сохраняет высокую вязкость, и хотя ее теплопроводность приемлема, но она менее удобна для использования в ряде случаев, например, для изоляции нефтепроводов, как описано выше. Композиция примера 10 более удобна в обращении, чем композиция, описанная в примере 2, но по своей теплопроводности она приближается к чистому этиленгликолю.

Пример 11. Другая методика ферментации для получения совместимой с гликолем велановой смолы.

А. Содержание культуры.

Не имеющий названия алкалигеновый организм АТСС 31555 довольно хорошо растет на питательном агаре. Температура инкубации составляет 30^oС. Организм образует желтый пигмент.

Б. Приготовление посевного материала.

Посевной материал готовят в масо-дрожжевой жидкой среде, инкубированной при 30^oС в течение 24 ч при встряхивании. Затем готовят свежий посевной материал на мясо-дрожжевом бульоне, используя 1 инокулят. Через 24 ч инкубирования при 30^oС при встряхивании этот мясо-дрожжевой посевной материал используют для инокуляции ферментатора емкостью 3,8 л, в котором содержится посевная среда такая же, что и в конечной среде ферментатора, за исключением того, что она содержит 0,5 К₂HPO₄. Величина инокулята составляет 6,7 и температура ферментации составляет 30^oС. Скорость воздушного потока равна 1 л/м, а скорость перемешивания 400 об. /мин. Через 25 ч этот посевной материал используют для инокуляции 30 л ферментатора с помощью инокулята величиной 5
В. Конечная среда ферментатора.

Среда следующего состава дает приемлемые результаты в 30 л ферментатора и может быть использована для ферментаторов большей емкости, например, 70 л.

Глюкоза 3,0
K₂PO₄ 0,05
Промосой 0,05
NH₄NO₃ 0,09
MgSO₄·7H₂O 0,01
Fe⁺⁺ 1 часть на млн.

Всего солей 1 млн/л
рН регулируют в пределах от 6,5 до 7,5. При 0 ч остаточный источник углерода составляет 3,08 При 69 ч рН составило 6,55 и вязкость 42500 сантипуаз.

Строка "всего солей" относится к раствору элементов в виде следов, содержащему тартрат, молибдат магния, CoCl₃, ZnCl₂, CuCl₂, борную кислоту, хлорид марганца и сульфат железа.

Исходные скорости аэрирования и перемешивания составляют соответственно 5 л/м и 300 об./мин. Скорость аэрирования увеличили до 10 л/м при 20 ч, а затем оставили постоянной в процессе протекания ферментации. Скорость перемешивания увеличили до 700 об./мин (максимум) при 20 ч.

Если необходимо получить продукт с низким содержанием кальция, то описанную выше среду используют с деионизированной водой.

Г. Добавление сульфата натрия.

Сульфат натрия добавляют в продукт ферментации в количестве 1,0 мас. относительно массы бульона.

Д. Извлечение.

Продукт ферментации пастеризуют при 75^oС в течение 10 15 мин. В условиях осаждения образуются хорошие волокна, дающие 58 60 отработанной IPA.

Е. Сушка.

Продукт получают после сушки при 50 55^oС в течение примерно 1 ч в сушильном шкафу с принудительной циркуляцией воздуха.

Этот продукт обладает такими же теплопроводностью и свойствами раствора, что и образец, описанный в примере 1.7

Формула изобретения

1. Тиксотропная композиция для изоляции нефтяных трубопроводов, содержащая этиленгликоль и совместимую с этиленгликолем велановую смолу, отличающаяся тем, что велановая смола представляет собой гетерополисахарид в виде 0,25%-ной смеси его с этиленгликолем, имеющей вязкость более 2500 сП, измеренную на вискозиметре Брукфилда LVT при 6 об/мин, причем соотношение этиленгликоля и гетерополисахарида составляет 100:1 300:1.

2. Композиция п.1, отличающаяся тем, что она содержит также акцептор.

3. Композиция по п.1, отличающаяся тем, что соотношение этиленгликоля и гетерополисахарида лежит в пределах, примерно, 150:1 250:1.

4. Композиция по п. 3, отличающаяся тем, что это соотношение лежит в пределах, примерно, 175:1 225:1.

5. Композиция по п. 4, отличающаяся тем, что это соотношение лежит в пределах, примерно, 180:1 220:1.

6. Композиция по п.5, отличающаяся тем, что это соотношение составляет, примерно, 195:1.

7. Композиция по п.2, отличающаяся тем, что акцептором является этилендиаминтетрауксусная кислота, присутствующая в количестве, примерно, 500 ч. на 1 млн 2000 ч. на 1 млн.

8. Способ термической изоляции трубопровода при транспортировке целевой жидкости, при котором целевую жидкость транспортируют по трубе, изолированной от несущей трубы с более низкой температурой, в которой она размещена, посредством композиции, введенной между стенками этих труб, отличающийся тем, что в качестве композиции используют этиленгликоль и совместимую с этиленгликолем велановую смолу, представляющую собой гетерополисахарид в виде 0,25%-ной смеси его с этиленгликолем, имеющей вязкость более 2500 сП, измеренную на вискозиметре Брукфилда LVT при 6 об/мин, при соотношении этиленгликоля и гетерополисахарида 100:1 300:1.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3

MM4A Досрочное прекращение действия патента Российской Федерации на изобретение из-за неуплаты в установленный срок пошлины за поддержание патента в силе

Дата прекращения действия патента: 18.01.2003

Извещение опубликовано: 20.10.2004        БИ: 29/2004

---