Коллоидно-химические аспекты интенсификации массопереноса жидкостей с присадками из сополимеров акриламида тема автореферата и диссертации по химии, 02.00.11 ВАК РФ
|
Чичканов, Сергей Викторович
АВТОР
|
||||
|
кандидата химических наук
УЧЕНАЯ СТЕПЕНЬ
|
||||
|
Казань
МЕСТО ЗАЩИТЫ
|
||||
|
2005
ГОД ЗАЩИТЫ
|
|
02.00.11
КОД ВАК РФ
|
||
|
|
||||
На правах рукописи
ЧИЧКАНОВ СЕРГЕЙ ВИКТОРОВИЧ
КОЛЛОИДНО-ХИМИЧЕСКИЕ АСПЕКТЫ ИНТЕНСИФИКАЦИИ МАССОПЕРЕНОСА ЖИДКОСТЕЙ С ПРИСАДКАМИ ИЗ СОПОЛИМЕРОВ АКРИЛАМИДА
02.00.11 - коллоидная химия и физико-химическая механика
АВТОРЕФЕРАТ
диссертации на соискание ученой степени кандидата химических наук
Казань 2005
Работа выполнена в Казанском государственном технологическом университете.
Научный руководитель: доктор химических наук,
профессор Мягченков Виталий Алексеевич
Официальные оппоненты: доктор технических наук,
профессор Коробков Александр Михайлович
кандидат химических наук,
ст. н. сотр. Бикчантаева Нина Васильевна
Ведущая организация: Саратовский государственный университет
Защита состоится «17» ноября 2005 г. в часов на заседании дис-
сертационного совета Д 212.080.05 в Казанском государственном технологическом университете по адресу: 420015 г. Казань, ул. К. Маркса, 68 (зал заседаний Ученого совета)
С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Казанского государственного технологического университета.
Автореферат разослан «
2005 г.
Ученый секретарь диссертационного совета, кандидат химических наук
М.В. Потапова
Ш9
тът
ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ
Актуальность работы. Для многах отраслей промышленности весьма актуальными остаются проблемы снижения энергозатрат и оптимизации процессов скоростной транспортировки жидкостей по трубопроводам. В настоящее время используется ряд подходов к решению этих проблем, но, несомненно, один из наиболее перспективных и оригинальных из них связан с введением в систему небольших добавок высокомолекулярных соединений. Следствием введения полимерной добавки является снижение гидравлического сопротивления турбулентного потока, что приводит к увеличению расхода жидкости при постоянном давлении. Это явление получило название эффекта Томса (ЭТ) по имени учёного, который первым взялся за его систематическое изучение. ЭТ проявляется как в водных, так и в органических средах. Он нашёл широкое применение в самых разных областях промышленности, в частности, при быстрой транспортировке по трубопроводам нефти, нефтепродуктов, водных эмульсий и суспензий, для увеличения скорости быстро движущихся надводных и подводных объектов, в сельском хозяйстве и в медицине, при тушении сильных пожаров и др.
Несмотря на активное использование эффекта Томса в промышленности число работ, посвящённых систематическому изучению этого явления на количественном уровне явно недостаточно для глубокого понимания его механизма и отыскания дополнительных «рычагов» управления процессами турбулентного течения жидкостей. Подавляющее большинство теоретических и экспериментальных работ, посвящённых изучению ЭТ, проведено в водных средах, гораздо менее исследованы системы, в которых дисперсионной средой являлись эмульсии, суспензии, органические растворители. Между тем на практике (особенно в нефтепромысловом деле) всё чаще приходится иметь дело с более сложными многофазными и многокомпонентными системами, такими как прямые и обратные нефтяные эмульсии. Сложный характер дисперсной фазы и дисперсионной среды в этих системах вносит дополнительно осложняющие факторы, учёт которых необходим для успешного внедрения и эксплуатации технологий, связанных с оптимизацией процессов скоростной транспортировки жидкостей (в том числе и с целевыми продуктами в виде эмульсий и суспензий) в присутствии полимерных присадок.
Цель и задачи исследования. Целью данной работы являлось изучение на количественном уровне основных закономерностей процесса массопереноса в турбулентных потоках жидкостей с целью отыскания действенных путей ускорения транспортировки их в присутствии различных водорастворимых полимерных присадок. Для успешного достижения этой цели необходимо было решить следующие задачи:
РОС. НАЦИОНАЛЬНАЯ БИБЛИОТЕКА
1) создать экспериментальную установку и разработать удобные методики проведения экспериментов по изучению на количественном уровне закономерностей эффекта Томса;
2) с использованием таких количественных характеристик турбулентных потоков, как величины ЭТ и приведённого ЭТ, оценить влияние химической природы, концентрации, молекулярной массы, состава, а также полидисперсности по молекулярной массе и по составу полимерных присадок, характеристик дисперсионной среды (ионной силы, природы электролита, содержание активных компонентов) и геометрических параметров ограничительного контура на результирующий макроскопический эффект Томса;
3) изучить эффективность бинарных композиций типа полимер-полимер, полимер-электролит и полимер-ПАВ в качестве агентов, снижающих гидравлическое сопротивление турбулентных водных потоков и выявить в таких системах условия возникновения эффектов синергизма и антагонизма;
4) изучить влияние химической природы, концентрации, молекулярных характеристик (со)полимеров и свойств органической фазы на величину ЭТ и оценить потенциальную возможность применения водорастворимых полимерных присадок при транспортировке прямых эмульсий нефти.
Научная новизна и значимость работы. На количественном уровне проведены систематические исследования по выявлению основных закономерностей ЭТ в водных средах и для прямых эмульсий нефти. Установлено, что величина эффекта зависит не только от молекулярной массы и химического состава, но и от полидисперсности по молекулярной массе и по составу, причём эти зависимости носят сложный, экстремальный характер. Проведена оценка влияния ионной силы и природы электролита на величину ЭТ для различных по химической природе (со)полимеров акр ил амида. Установлено, что характер этих зависимостей для анионных и катионных сополимеров акриламида (АА) существенно различен. Изучена эффективность бинарных композиций (со)полимер-(со)полимер, (со)полимер-ПАВ и (со)полимер-электролит в качестве агентов, снижающих гидравлическое сопротивление турбулентных водных и водно-солевых потоков. Выявлены основные причины возникновения в таких системах эффектов синергизма и антагонизма, что способствует реализации научно-обоснованного подбора полимерных компонентов для снижения гидравлического сопротивления турбулентных потоков в реальных дисперсных системах.
Для различных по составу прямых эмульсий нефти впервые на количественном уровне проведена оценка влияния химической природы, концентрации и молекулярных параметров полимерных присадок, ионной силы, а также вязкости и размеров частиц дисперсной фазы (нефти) на величину эффекта Томса.
Практическая значимость работы. Проведены систематические исследования по оценке влияния различных факторов на величину ЭТ в водных средах и
. Г*.'! И . .Я»4 I! >»Т- 1 .
для прямых нефтяных эмулосий. При выборе полимерной присадки для снижения гидравлического сопротивления турбулентных потоков реальных жидкостей необходимо руководствоваться не только значениями молекулярной массы и состава, но учитывать и полидисперсность образцов по молекулярной массе и по составу, так как влияние их на величину эффекта в ряде случаев довольно существенно. Анализ эффективности бинарных композиций типа (со)полимер-(со)полимер, (со)полимер-ПАВ и (со)полимер-электролит позволил установить условия возникновения эффектов синергизма и антагонизма действия отдельных компонентов смеси. Изученные закономерности ЭТ в прямых эмульсиях нефти в присутствии (со)полимеров акриламида позволяют рекомендовать их в качестве к потенциально перспективных присадок для снижения гидравлического сопро-
тивления турбулентных потоков нефтяных эмульсий.
Личное участие автора. Диссертант принимал активное участие в создании экспериментальных установок, разработке методик, постановке и выполнению экспериментов по изучению эффекта Томса (а также всех сопутствующих экспериментов), обработке экспериментальных данных и обсуждении полученных результатов, а также в подготовке материалов и текстов печатных публикаций.
Апробация работы. Результаты работы докладывались на: Всерос. симп. ХИФПИ-02, г. Хабаровск, 2002 г.; -междун. конф. «Азиатско-Тихоокеанский регион в глобальной политике, экономике и культуре XXI в.», г. Хабаровск, 2002 г.; -междун. конф. по ВМС, КГТУ, г .Казань - 2003,2005 гг.; Всерос. конф. «Современные проблемы теоретической и экспериментальной химии», г. Саратов, 2003 г.; -междун. конф. «Oil Recovery 2003», г. Москва, 2003 г.; -Европ. Симп. «Повышение нефтеотдачи пластов», г. Казань, 2003 г. Результаты работы докладывались и обсуждались на отчётных научно-технических конференциях КГТУ в 2004-2005 гг.
Публикации. По материалам диссертации опубликовано 19 научных статей, издано 6 тезисов докладов.
Структура и объём диссертации. Диссертация изложена на 163 страницах машинописного текста и состоит из введения, трёх глав (литературный обзор, данные экспериментов и их обсуждение, экспериментальная часть), выводов, списка литературы из 156 наименований. Работа содержит 8 таблиц и 60 рисунков. Работа выполнена в рамках Государственной программы развития науки и техники Республики Татарстан «Химия и химическая технология», постановление № 212 от 14.04.94.
Объекты и методы исследования. В работе в качестве базисных использовались образцы водорастворимых (со)полимеров акриламида, полиоксиэтилена (ПОЭ) и натриевой соли карбоксиметилцеллюлозы (НКМЦ) как промышленного производства, так и синтезированные лабораторным путём, а также (со)полимеры акриламида, полученные методами щелочного гидролиза и ультра-
звуковой и химической деструкции. В качестве модифицирующих добавок и для стабилизации прямых эмульсий нефти применялись различные поверхностно-активные вещества (ПАВ). Критическая концентрация мицеллобразования растворов ПАВ определялась методом стапагмометрии. Изучение ЭТ проводили в лабораторных условиях как в водных средах (на дистиллированной воде), так и в более сложных модельных системах - прямых эмульсиях нефти. Величину ЭТ оценивали по разнице массовых расходов жидкости, прошедшей через капилляр с добавками полимера и без него на созданных нами экспериментальных установках. Определение оптической плотности растворов бинарных смесей полимер-полимер и полимер-ПАВ осуществляли фотоколориметрическим методом. Разделение нефтяных эмульсий для определения величины адсорбции полимера на частицах дисперсной фазы проводили методом центрифугирования с последующей экстракцией остаточной нефти органическим растворителем. Размеры частиц дисперсной фазы в эмульсиях оценивали по данным оптической микроскопии.
ОСНОВНОЕ СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ
Эффект Томса в водных средах. ЭТ изучался на модифицированном турбулентном реометре, схема которого приведена на рис. 1.
Эксперимент состоял в следующем. В стальной толстостенный резервуар 6 ёмкостью 350 см3 заливали 320 см3 исследуемой жидкости. Посредством газового баллона 1 с помощью редуктора 3 в ресиверах 5 создавали избыточное давление, контролируемое манометром 4. В заданный момент времени включался электропривод клапана 8, который в свою очередь открывал клапан 7. Жидкость через капилляр 9 под давлением перетекала из резервуара 6 в приёмник 10. Через определённое время клапан автоматически закрывался. Количество вытекшей за это время из резервуара 6 жидкости фиксировали с помощью одноплечных автоматических электронных весов (фирма А&Б, Япония). В качестве количественных характеристик величины эффекта Томса служили
т_ т-т0. т0
тР
'V—1 Н' и
Рис. 1 - Схема модифицированного турбулентного реометра 1 - баллон с азотом; 2 - вентиль, 3 -редуктор; 4 - манометры, 5 - ресиверы, 6 - стальной резервуар с исследуемой жидкостью, 7 - автомагический клапан, 8 - электропривод клапана, 9 -капилляр, 10-стакан-приемник. 11 -электронные весы
безразмерный параметр Т:
а также приведённый эффект Томса: у "Т/С. Здесь т0 и т - массы прошедших через капилляр за определённое время экспозиции, соответственно, воды (прямой эмульсии нефти) и раствора полимера с концентрацией С. В экспериментах использовали различные по природе водорастворимые (со)полимеры акрилами-да, ПОЭ и НКМЦ, оснонвые характеристики которых представлены в таблице 1.
Таблица 1 Основные характеристики использованных (со)полимеров
№ Название Химическая формула Обозначение М 10* а, % мол
I Полиакриламид 0=с—РИг н. 7,4 1,5
2 н2 4,5 0
3 Статистические анионные сополимеры акриламида с акрштом натрия ЧСНг-СН^СЯ.-СН^ согтг о=с—о" А, 5,4 17,4
4 а2 10,8 21,5
5 А, 8,0 7,0
6 Кагионный сополимер акриламида с гидрохлоридом димегиламино-этилметакрилата сн, сорда, о=с-о-с,нгкн сГ хсн, К 2,3 16,3
7 Полиоксиэтилен -*СНГСНГ0}5 ПОЭ 2Л 0
8 Натриевая соль карбоксиметил-целлюлозы НгС-О-СНзОСГЫа п НКМЦ 0,14 100
* Здесь а - содержание ионогенных звеньев в сополимерах
Обсуждение результатов начнём с анализа концентрационных зависимостей величины ЭТ для различных по природе (со)полимерных присадок (рис. 2). По этим данным отчётливо прослеживается зависимость величины ЭТ от природы (со)полимеров. Наиболее высокие значения параметра Т характерны для (со)полимеров акриламида (1-3), относящихся к категории гибкоцепных полимеров. Несколько более низкие показатели по величине ЭТ у полужёсткоцеп-ного ПОЭ (4), а у НКМЦ (5) (относящейся к разряду жёсткоцепных полимеров) они существенно меньше по величине и слабо зависят от С. Снижению эффективности НКМЦ в качестве гасителя «турбулентности» потока дополнительно способствовали и более низкие показатели по величине молекулярной массы.
Влияние молекулярной массы М и полидисперсности по М полимерных присадок изучали на примере неионогенных и катионных (со)полимеров акриламида. Образцы (со)полимеров с различными значениями М в случае катионных (К) сополимеров получали методом химической деструкции, а в случае неионогенного ПАА - методом ультразвуковой деструкции (УЗД). Для иллюстрации динамики процесса УЗД на рис. 3 приведены концентрационные зависимости чисел вязкости для образцов сополимера Н2 с различными значениями М,
Рис. 2 - Зависимость величины эффекта Том- Рис 3 - Концентрационная зависимость чисел са от концен фации водорастворимых вязкости (р-ль - 0,5 Н N801) для образцов неио-(со)полимеров Н| (1), К (2), А! (3), ПОЭ (4), ногенного ПАА, полученных методом УЗД НКМЦ (5) МКГ6: 4,54 (1), 3,87 (2), 3,2 (3), 2,77 (4), 1,77
(5), 1,08 (6), 0,8 (7), 0,33 (8), 0,088 (9).
полученных на разных стадиях процесса деструкции (при варьировании времени экспозиции).
Наблюдаемый в эксперименте характер зависимости (на примере об-
разцов неионоге иного полиакриламида), а именно, рост величины ЭТ с увеличением М (рис. 4), находит достаточно простое объяснение. С ростом М происходит увеличение эффективных размеров макромолекулярных клубков (что подтверждено данными вискозиметр ического анализа), а значит, возрастает эффективность их в актах гашения волн турбулентности. Дня изучения влияния га величину ЭТ по-лидисперсносги по молекулярной массе из образцов неионогенного полиакриламида с различными М готовили композиции с фиксированными значениями м и с
заведомо различной полидисперсностью по М. В качестве количественного критерия оценки полидисперсности по М использовали параметр, аналогичный параметру Шульца Р: к к Р = Ую,м, где со, - мас-
■ , М,
1=1 1=1 ■
совая доля ¡-го компонента смеси с М=М„ а к - общее число использованных в композиции реперных образцов сополимеров. Условие нормировки для
всех композиций £<о, =1. Как видно го
1.1
рис. 5 величины приведённого ЭТ у зависят от Р для всех изученных концен-
Рис. 4 - Зависимость величины приведенного эффекта Томса у от молекулярной массы М образца Нг С, кг/м3 0,01 (1); 0,02 (2), 0,04 (3). 0,06 (4), 0,1 (5).
у, м7кг
1
^2
3
0,04
0,10
Рис. 5 - Зависимость величины эффекта Томса Т от значений параметра Шульца И для композиций неионогенных образцов полиакрилами-да (Н) с М =2,3'106 Для концентраций полимера С, кг/м5. 0,01 (1); 0,02 (2); 0,04 (3).
0,0в 0,08 С, кг/м1
Рис. 6 - Зависимость величины параметра Т от концентрации анионных сополимеров акрилами-да с а, % мол.' 1,50 (1), 10,33 (4), 22,20 (8), 36,20 (7), 41,02 (6), 47,93 (3), 63,70 (5) и реперного образца А2(с а=21,5 % мол и М=10,8106) (2)
траций полимеров, при этом максимальные значения у характерны для наиболее высоких и наиболее низких значений параметра Р. Наличие экстремума (минимума) на зависимости Т=А^) однозначно свидетельствует о нарушении принципа аддитивности вклада отдельных фракций полимеров с различными значениями М в результирующий эффект Томса. Аналогичный (с минимумом) вид зависимости был зафиксирован и для образцов катионного сополимера АА.
При анализе влияния характеристик полимерных присадок на величину ЭТ помимо молекулярной массы и полидисперсности по молекулярной массе следует учитывать и влияние состава а и полидис перс ности по а у со полимерных присадок. По данным рис. 6 отметим сложный, неоднозначный вид зависимостей Т=^а) для изученных анионных сополимеров АА при фиксированных значениях С, что однозначно свидетельствует о необходимости учёта неоднородности по составу у присадок из сополимеров на результирующий ЭТ. Особо следует отметить, что условия получения анионных сополимеров АА (гидролиз полиакрила-мида в мягких условиях) в экспериментах по оценке влияния на параметры Т и у состава и полидисперсности по составу сополимеров позволили избежать осложнений, связанных с непостоянством у анализируемых образцов показателей по М и полидисперсности по М.
В качестве потенциально возможного пути повышения эффективности полимерных присадок в качестве «гасителей» турбулентности водных потоков нами были изучены различные полимерные композиции. Для проведения экспериментов из базисных образцов (со)полимеров готовили бинарные композиции с различным соотношением компонентов. Для каждой смеси (со)полимеров в предположении аддитивности вклада компонентов в результирующий эффект для фиксированных концентраций полимерной присадки находили расчетные значения величины ЭТ (Т^). Эксперименты проводились с большим количеством
бинарных композиций из различных сочетаний (со)полимеров Аь К, Нь ПОЭ, НКМЦ при варьировании соотношения компонентов в смеси. В ходе экспериментов выяснилось, что для бинарной композиции ПОЭ+Н] с соотношением компонентов 1:3 экспериментальные значения Тэкс„что говорит о синерги-ческом эффекте данной смеси, т.е. её компоненты усиливают действие друг друга. В случае композиции А|+К нами был отмечен сильно выраженный эффект антагонизма действия компонентов смеси, поскольку ТЖИ1«Трасч, и сильное различие между значениями Т,ксп и Тр^ логично связать с образованием интерполимерного комплекса между макроанионом А и макрокатионом К. Образование интерполимерного комплекса между макроионами А и К подтверждено данными оптической микроскопии и вискозиметрического анализа. Образование полимерных комплексов сопровождалось уменьшением размеров макромолекул и, как следствие этого, происходило резкое уменьшение значений ТЭЮ1.
К числу наиболее важных активных параметров дисперсионной среды, оказывающих существенное влияние на ЭТ, следует отнести величину ионной силы раствора 1 Для более наглядной иллюстрации влияния ионной силы на величину ЭТ использовали параметр в:
тю г
у(1 = 0)
В этом случае увеличение параметра в по мере роста I при условии 0>О является надёжным доказательством синергизма действия активных компонентов - полимера и электролига, а уменьшение величины параметра в с повышением 3 растворов при условии 0<О свидетельствует об антагонизме действия активных компонентов в ЭТ. 2 Сильное различие в характере кривых на рис. 7 у анионных сополимеров АА для С=0,01 % (кривые 1, 2, 3) и С=0,003 % (кривые Г, 2', 3') наглядно свидетельствует об изменении функциональности компонентов бинарной
6--
е о,в
0,4 02 00 -0 2 -0,4 -О,в -0.8
1
2
3
ч
Ч'
0,02 0,04
0.06 1,Н
0,10
Рис 7-Зависимость параметра вот величины ионной силы .1 для сополимеров 1, Г - А (а =36,2 %), 2,2' - А (а=63,7 %),
3,3' - А (а=47,9 %), 4,4' - К С, кг/м5 0,1 (1,2,3,4) и 0,03 (1', 2', 3', 4')
композиции сополимер-ШО при изменении концентрации сополимера А, а именно о проявлении эффекта синергизма (0>О) для С=0,01 % и эффекта антагонизма (0<О) для С=0,003 %.
Р а) б)
Рис 8 - Зависимость приведённого эффекта Томса у от величины ионной силы раствора J для анионного (а) и катионного (б) сополимеров акриламида С, кг/м1 а) - 0,03 (1,2,3), 0,15 (4,5,6); б) - 0,03 (1,2,3), 0,5 (4,5,6) Электролиты ЫаС1 (1,4), К4[Ре(СМ)6] (2,5), РеС1, (3,6)
Иной характер зависимостей у сополимера К (кривые 4, 4') - для
С=0,003 % и С=0,01 % в<0, а значит с увеличением .1 происходит снижение параметра в, т. е. компоненты бинарной композиции сополимер К-№С1 «работают» лишь в одном режиме - в режиме антагонизма. Изменения функциональности (переход от антагонизма к синергизму) компонентов бинарной композиции сополимер А-ЫаС1 при сравнительно небольших изменениях концентрации С от 0,003 % до 0,01 % свидетельствуют, прежде всего, о сложных, селективных процессах, происходящих с макроанионами в наиболее активной (в отношении ЭТ) пристеночной зоне турбулентного потока. Для удовлетворительного объяснения полученных экспериментальных данных необходимо, в частности, использовать концепцию о наличии оптимальной концентрации (Сот) полимерной присадки в локальной пристеночной зоне потока.
Помимо ионной силы нами (на примере сополимеров А и К) было изучено влияние природы электролита на величину ЭТ в водно-солевых средах. С функцией поливалентных электролитов использовали калий железосинеродистый (К4[Ре(С1М)6]) и хлорное железо (РеС13). По данным рис. 8 отметим резкое падение у для образца К с увеличением концентрации электролита К4|Те(СМ)6] (рис. ^ 8, б), а при увеличении концентрации РеС13 скачкообразное падение параметра у
у сополимера А (рис. 8, а). Характерное отличие для композиций А-РеС13 (по ' сравнению с системой А-№С1 на рис. 7) проявляется и в том, что резкое падение
величины приведённого ЭТ имеет место для двух концентраций полимерной присадки - 0,003% и 0,01%. Первопричина наблюдаемых в эксперименте сильных антагонистических эффектов для указанных бинарных композиций ионо-генный сополимер - поливалентный электролит вероятнее всего связана с протеканием локальных электростатических взаимодействий между заряженными участками макроанионов А (макрокатиона К) и поливалентными катионами Ре+3 (анионами [Ре(СК)6]'4), которые приводят к резкому уменьшению среднеквадра
П„/С, м'/кг
у, м'/кг
г3
0,02
0.08
010
0,04 006
>. н
Рис 9 - Зависимость чисел вязкости п.УС анионного сополимера акриламида А, от величины ионной силы } Электролиты: ЫаС1 (1), К4[Ре(С1М)6] (2), ГеСЬ (3). С=0,03 кг/м3
1,6 2.0 _ 2,5
Спл», «Г/м'
Рис 10 - Зависимость величины приведенного ЭТ от концентрации ПАВ для бинарных смесей. Н+Сурфаген (1), А+Катамин (2) и К+Сурфаген (3) Концентрация (со)полимеров С=0,01%.
тичных размеров макромолекулярных клубков с последующей их глобулизаци-ей. Последнее утверждение подтверждают данные вискозиметрического анализа для анионного сополимера акриламида (рис. 9). Отметим резкое снижение значений чисел вязкости при введении в раствор РеСЬ - электролита с трёхвалентным катионом (Ре3+), противоположным по знаку заряда макроаниону.
При практическом использовании эффекта Томса в промышленных процессах в подавляющем большинстве случаев дисперсионные среды представляют собой многокомпонентные системы, в которых отдельные ингредиенты могут оказывать существенное влияние на результирующий ЭТ. В, частности, поверхностно-активные вещества (ПАВ) оказывают существенное влияние на основные физико-химические показатели жидкостей и конформационное состояние макромолекул, и уже по одной этой причине следует ожидать заметного влияния их и на величину ЭТ. Поэтому изучение влияния ПАВ на величину ЭТ в водных средах представляет как научный, так и практический интерес. В связи с этим нами была исследована эффективность различных полимерных присадок в присутствии анионного (Сурфаген), катионного (Ката-мин АБ) и неионогенного (Неонол АФ9-10) ЛАВ. При переходе к анализу влияния ПАВ на эффект Томса необходимо отметить, что сами ПАВ не являются совершенно инертными компонентами при турбулентном режиме течения воды - скорости прохождения через капилляр растворов ПАВ на несколько процентов могут превышать аналогичный показатель для воды. Однако эффективность ПАВ в ЭТ по сравнению с полимерными добавками типа (со)полимеров АА, ПОЭ на порядок ниже.
В ходе предварительных экспериментов были проанализированы реологические аспекты большого числа бинарных композиций на основе (сополимеров АА и ПАВ при варьировании химической природы компонентов и их
соотношения. Наиболее интересные результаты этой серии экспериментов показаны на рис. 10. Видно, что эффективность полимерных добавок в существенной мере зависит от химической природы компонентов и концентрации ПАВ - для системы Н+Сурфаген (кривая 1) характерен слабо выраженный синергизм действия компонентов, для бинарных смесей К+Сурфаген и А+Катамин (кривые 2 и 3) характерен отчётливо выраженный антагонизм действия компонентов. Столь заметные различия в характере зависимостей на рис. 10 логично связать с влиянием ПАВ на конформационное состояние макромолекул полимерной присадки. С помощью методов вискозиметрии и колориметрии нами было доказано наличие сильных селективных взаимодействий ионогенных сополимера и ПАВ в случае бинарных композиций К+Сурфаген и А+Катамин. Эти взаимодействия вызывают не только уменьшение размеров макромолекулярных клубков, но и образование плотных ас-социатов глобулярной структуры, состоящих из макромолекул с иммобилизованными молекулами или мицеллами ПАВ.
К важнейшим параметрам, от которых зависит конечный результат при использовании полимеров в качестве агентов, снижающих гидравлическое сопротивление турбулентных потоков, следует отнести геометрию трубопроводов. Специальной серией экспериментов нами было показано, что величина эффекта Томса во многом определяется длиной (Ь) и диаметром (ф используемых капилляров, а именно с увеличением (1 и уменьшением I. капилляра ЭТ снижался. Причина этого связана с тем, что на начальных участках капилляра струя жидкости подвергается сжатию, которое может достигать 20 % от диаметра капилляра. В месте сжатия струи и на определённом удалении от неё (порядка (20-*-50)-с1) турбулентный поток характеризуется нестабильностью характеристик пристеночной зоны. При увеличении с! и уменьшении Ь доля нестабильного участка капилляра возрастает, что и вызывает снижение эффективности полимерных присадок и величины ЭТ.
Эффект Томса в прямых эмульсиях нефти
Для нефтедобывающей отрасли промышленности весьма актуальны проблемы снижения энергозатрат при транспортировке не только чисто органических или чисто водных сред, но и более сложных систем, таких как прямые и обратные эмульсии нефти. Следует отметить, что нефтяные эмульсии имеют существенно более высокую вязкость по сравнению с водой и обезвоженной нефтью. Это вызывает большие осложнения (в частности, резкое увеличение энергозатрат) при высокоскоростной транспортировке эмульсий до места их разделения, поскольку расстояния, на которые транспортируются эмульсии, могут достигать нескольких десятков километров. В связи с этим нами были проведены поисковые эксперименты по оценке потенциальной возможности применения водорастворимых полимерных присадок для снижения гидравлического сопротивления турбулентных потоков прямых эмуль-
сий нефти. В этой части исследований было важно оценить влияние химической природы, концентрации, молекулярной массы полимерной присадки, а также вязкости, размеров и содержания дисперсной фазы (ДФ) на величину ЭТ в прямых эмульсиях нефти.
Установлено, что при увеличении скорости турбулентного потока прямых эмульсий нефти величина ЭТ снижается. Наиболее вероятная причина этого заключается в изменениях характеристик самой эмульсии в процессе её течения по трубке (капилляру). Поэтому логическим продолжением этих исследований стало проведение серии специальных экспериментов по оценке влияния вязкости и размеров частиц ДФ на величину эффекта Томса. Необходимо учитывать, что в реальных условиях вязкость и размеры частиц ДФ могут варьироваться в самых широких пределах. В ходе экспериментов было установлено, что при увеличении вязкости ДФ величина ЭТ снижается (рис. II). Первопричина этого, связана с увеличением адсорбции полимера при повышении динамической вязкости у частиц ДФ (нефти).
При транспортировке эмульсий нефти в турбулентном режиме следует учитывать влияние размеров частиц дисперсной фазы Я на вязкостные характеристики эмульсий и на процесс адсорбции макромолекул на частицах нефти и, как следствие, на величины результирующих макроскопических эффектов Томса. И, действительно, с увеличением К частиц ДФ в эмульсии величина ЭТ несколько снижалась, что объяснено увеличением адсорбции макромолекул полимера на частицах ДФ. С уменьшением I? возрастает общая поверхность раздела фаз, что приводит к росту количества адсорбировавшегося полимера и к уменьшению величины ЭТ. Это было подтверждено нами в специальной серии экспериментов.
ВЫВОДЫ
1. На модифицированном турбулентном реометре изучены основные закономерности турбулентного течения разбавленных водных растворов следующих (со)полимеров: полиакриламида, анионных и катионных сополимеров акриламида, полиоксиэтилена, натриевой соли карбоксиметилцеллюлозы. На количественном уровне проанализированы зависимости величины эффек-
Рис 11 - Зависимость величины параметра Т от кинематической вязкости дисперсной фазы для 10% прямых эмульсий нефти.
С=0,02 кг/м\
Давление в реометре Р ,агм. 5 (1), 10 (2), 15 (3).
та Томса от химической природы и термодинамической гибкости макромолекул, концентрации, молекулярной массы и состава (со)полимеров. Для ряда бинарных присадок чз (со)полимеров отмечено проявление эффектов синергизма и антагонизма действия компонентов смесей.
2. Проведены систематические исследования по оценке влияния на скорость турбулентных водных растворов (со)полимеров ионной силы, рН, природы и концентрации электролитов и ПАВ. Для некоторых соотношений (со)полимер-ПАВ и (со)полимер-электролит отмечен неаддитивный вклад активных компонентов в результирующий макроскопический эффект Томса, что явилось первопричиной проявления в этих системах эффектов синергизма и антагонизма.
3. В обход принципиальных осложнений, связанных с наличием у сопо-лимерных присадок, полученных стандартными методами синтеза, двух видов полидисперсности - по молекулярной массе и по составу, для анионных сополимеров акриламида применение методов ультразвуковой деструкции и щелочного гидролиза в мягких условиях позволило провести корректную количественную оценку раздельного влияния на величину эффекта Томса неоднородности по молекулярной массе и по составу. Отмечен сложный, экстремальный характер этих зависимостей и это обстоятельство необходимо учитывать при переходе к реальным процессам скоростной транспортировки по трубопроводам водных растворов, эмульсий и суспензий в присутствии водорастворимых сополимерных присадок.
4. Проанализирована зависимость величины эффекта Томса от геометрических параметров ограничительного контура и скорости турбулентных водных потоков (со)полимеров. Снижение эффективности (со)полимсрных присадок при уменьшении длины капилляра и увеличении его диаметра связано с появлением нестабильной зоны потока на начальном участке капилляра ввиду сжатия струи жидкости.
5. При введении в турбулентные потоки прямых эмульсий нефти полиак-риламидных присадок отмечено снижение гидравлического сопротивления на 30 % и более, что весьма важно с практической точки зрения. Установлено снижение величины эффекта Томса при увеличении содержания нефти в эмульсиях, вязкости нефти и эмульсий, уменьшении размеров частиц дисперсной фазы и увеличении ионной силы. Основные отличия в закономерностях течения турбулентных потоков прямых эмульсий нефти по сравнению с водными растворами связаны с процессами адсорбции (со)полимеров на частицах дисперсной фазы, а также с изменениями размеров и формы этих частиц в турбулентных потоках.
Основное содержание диссертации изложено в следующих публикациях:
1. Мягченков, В. А. Зависимость эффекта Томса от молекулярных параметров катионного сополимера акриламида [Текст] / В. А. Мягченков, С. В. Чичканов, С. В. Крупин// В материалах Всерос. симп. «Химия: фундаментальные и прикладные исследования, образование». Хабаровск: Дальнаука, 2002. Т. 1.С. 78-80.
2. Мягченков, В. А. Применение водорастворимых полимеров в качестве эффективных агентов, повышающих энергосбережение и экологические показатели при очистке водных систем и их транспортировке [Текст] / В. А. Мягченков, С. В. Чичканов, В. Е. Проскурина, В. И. Лебухов// В материалах межд. конф. «Азиатско-Тихоокеанский регион в глобальной политике, экономике и культуре XXI века». Хабаровск: Хаб. краевая типография, 2002. Т. 4. С. 85-93.
3. Мягченков, В. А. Зависимость величины эффекта Томса от концентрации и молекулярных параметров катионного сополимера акриламида [Текст] /В. А. Мягченков, С. В. Чичканов, В. Е. Проскурина, А. В. Мягченков// Ж. прикл. хим. 2002. Т. 75. Вып. 9. С. 1517-1520.
4. Мягченков, В. А. Влияние природы и концентрации водорастворимых сополимеров и их смесей на величину эффекта Томса [Текст] / В. А. Мягченков, С. В. Чичканов, С. В. Крупин// Нефт. хоз-во. 2002. №12. С. 118-119.
5. Mjagchenkov, V. A. Synergism and Antagonism of Acrylamide Copolymers and Surfactants in Drag Reduction of Turbulent Aqueous Flows [Text] / V. A. Mjagchenkov, S. V. Chichkanov, V. E. Proskurina, S. V. Krupin// Georesources.
2002. N 6. P. 19-23 (русский варинат статьи опубликован в ж-ле Георесурсы.
2003. № 1.С. 7-12.).
6. Мягченков, В. А. Влияние ионной силы и pH на эффективность катион-ных сополимеров акриламида в качестве агентов снижения турбулентности водных растворов [Текст] / В. А. Мягченков, С. В. Чичканов, С. В. Крупин,
В. Е. Проскурина// Химия и технология воды. 2003. Т. 25. № 3. С. 281-288.
7. Чичканов, С. В. Зависимость эффекта Томса от концентрации ионоген-ных сополимеров акриламида, ионной силы и природы электролита [Текст] / В. А. Мягченков, С. В. Чичканов// Ж. прикл. хим. 2003. Т. 76. Вып. 5. С. 842846.
8. Мягченков, В. А. Влияние концентрации и молекулярных параметров сополимеров акриламида с акрилатом натрия на величину эффекта Томса в прямых эмульсиях нефти [Текст] / В. А. Мягченков, С. В. Чичканов// Ж. прикл. хим. 2003. Т. 76.Вып. U.C. 1901-1905.
9. Мягченков, В. А. Влияние состава и полидисперсности по составу на эффективность анионных сополимеров акриламида в снижении гидравлического сопротивления турбулентных водно-солевых (NaCl) потоков [Текст] / В. А. Мягченков, С. В. Чичканов, С. В. Крупин, В. Е. Проскурина// Вестник Каз. технол. ун-та. Казань: КГТУ. 2003. № 1-2. С. 121-130.
10. Чичканов, С. В. Некоторые аспекты проблемы снижения гидравлического сопротивления в турбулентных потоках прямых эмульсий нефти
[Текст] / С. В. Чичканов, В. А. Мягченков// Вестник Каз. технол. ун-та. Казань: КГТУ. 2003. № 1-2. С. 322-334.
11. Мягченков, В. А. Влияние ПАВ на эффективность ионогенных сополимеров акриламида в качестве агентов, снижающих гидравлическое сопротивление турбулентных водных потоков [Текст] / В. А. Мягченков, С. В. Чичканов, С. В. Крупин// Нефт. хоз-во. 2003. №11. С. 82-84.
12. Чичканов, С. В. Снижение гидравлического сопротивления турбулентных водных потоков с помощью бинарных полимерных композиций [Текст] / С. В. Чичканов, В. А. Мягченков// В материалах конф. «III Кирпичниковские чтения». Казань: КГТУ. 2003. С. 285-286.
13. Чичканов, С. В. Влияние ПАВ на эффективность (со)полимеров акриламида в качестве агентов, снижающих гидравлическое сопротивление турбулентных водных потоков [Текст] / С. В. Чичканов, С. В. Крупин, В. А. Мягченков// В материалах конф. «Современные проблемы теоретической и экспериментальной химии». Саратов: Юл, 2003. С. 218.
14. Чичканов, С. В. Снижение гидравлического сопротивления турбулентных водных потоков при введении бинарных смесей сополимеров акриламида и ПАВ [Текст] /С. В. Чичканов, В. А. Мягченков, С. В. Крупин// В материалах межд. симп. «Повышение нефтеотдачи пластов. Освоение трудноиз-влекаемых запасов нефти». Казань: «Идел-пресс», 2003. С .244-249.
15. Чичканов, С. В. Снижение гидравлического сопротивления турбулентных потоков бинарными композициями водорастворимых (со)полимеров [Текст] / С. В. Чичканов, В. А. Мягченков// В материалах научной сессии КГТУ. Казань: Изд-во КГТУ. 2004. С. 17.
16. Мягченков, В. А. Влияние концентрации водорастворимых полимеров и ионной силы на величину эффекта Томса в прямых нефтяных эмульсиях [Текст] / В. А. Мягченков, С. В. Чичканов// Нефт. хоз-во. 2004. №1. С. 93-95.
17. Чичканов, С. В. Влияние молекулярных характеристик полиакрилами-да на эффект Томса при турбулентном течении прямых нефтяных эмульсий [Текст] / С. В. Чичканов, В. А. Мягченков// Нефтепромысловое дело. 2004. №11. С. 42-46.
18. Чичканов, С. В. Эффект Томса - перспективные области применения [Текст] / С. В. Чичканов, В. А. Мягченков// Вестник Каз. технол. ун-та. 2003. №2. С. 314-329.
19. Mjagchenkov, V. A. The effect of ionic strength on the efficiency of drag reduction by ionogenic acrylamide copolymers in turbulent aqueous flows [Text] / V. A. Mjagchenkov, S. V. Chichkanov, A. V. Mjagchenkov// Georesources. 2004. N 1(8). P. 27-31.
20. Чичканов, С. В. Снижение гидравлического сопротивления турбулентных потоков прямых нефтяных эмульсий добавками полиоксиэгилена [Текст] / С. В. Чичканов, С. В. Крупин, В. А. Мягченков// Интервал. 2004. № 6. С. 29-32.
21. Чичканов, С. В. Влияние геометрических параметров стеклянных капилляров и природы полимерной присадки на величину эффекта Томса в вод-
ных средах [Текст] / С. В. Чичканов, Д. Ф. Яковенко, А. И. Шамсуллин, С. В. Крупин, В. А. Мягченков//Вестник Каз. технол. ун-та. 2004. № 1-2. С. 221-229.
22. Мягченков, В. А. Влияние скорости потока и концентрации анионных сополимеров акриламида на величину эффекта Томса в прямых эмульсиях нефти [Текст] / В. А. Мягченков, С. В. Чичканов, Д. Ф. Яковенко// Ж. прикл. хим. 2005. Т. 78. Вып. 3. С. 506-511.
23. Мягченков, В. А. Эффект Томса в модельных и реальных системах (обзор) [Текст] / В. А. Мягченков, С. В. Чичканов// Ж. прикл. хим. 2005. Т. 78. Вып. 4. С. 529-544.
24. Чичканов, С. В. Влияние длины и диаметра стеклянных капилляров на величину эффекта Томса [Текст] /С. В. Чичканов, В. А. Мягченков// Ж. прикл. хим. 2005. Т. 78. Вып. 4. С. 669-672.
25. Мягченков, В. А. Влияние молекулярных параметров полиакриламида на процесс капиллярного массопереноса турбулентных водных потоков [Текст] /
В. А. Мягченков, С. В. Чичканов// Инж.-физ. ж. 2005. Т. 78. № 3. С. 96-103.
Соискатель
С. В. Чичканов
Заказ 5/1
Тираж 80 экз
Офсетная лаборатория КГТУ, 420015, г. Казань, ул. К. Маркса, 68
№20064
РНБ Русский фонд
2006-4 18589
СОКРАЩЕНИЯ И УСЛОВНЫЕ ОБОЗНАЧЕНИЯ.
ВВЕДЕНИЕ.
• ГЛАВА 1. ЭФФЕКТ ТОМСА В МОДЕЛЬНЫХ И РЕАЛЬНЫХ СИСТЕМАХ (ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ).
1.1 Общие сведения об эффекте Томса.
1.1.1 История открытия эффекта Томса.
1.1.2 Гипотезы о механизме эффекта.
1.1.3 Основные факторы, влияющие на величину эффекта Томса.
1.2 Применение эффекта Томса в нефтепромысловом деле.
1.3 Применение эффекта Томса в медицине.
Актуальность работы. Для многих отраслей промышленности весьма актуальными остаются проблемы снижения энергозатрат и оптимизации процессов скоростной транспортировки жидкостей по трубопроводам. В настоящее время в промышленном масштабе применяется ряд подходов для решения этих проблем и, несомненно, один из наиболее перспективных и оригинальных из них связан с введением в систему небольших добавок высокомолекулярных соединений. Следствием введения полимерной добавки является снижение гидравлического сопротивления турбулентного потока, и, как следствие этого, увеличение расхода жидкости при постоянном давлении. Это явление получило название эффекта Томса (ЭТ) по имени учёного, который первым взялся за систематическое изучение этого явления. ЭТ проявляется как в водных, так и в органических средах и в той или иной форме он нашёл широкое применение в самых разных областях промышленности, в частности, при быстрой транспортировке по трубопроводам нефти, нефтепродуктов, водных эмульсий и суспензий, для увеличения скорости быстродвижущихся надводных и подводных объектов, в сельском хозяйстве и в медицине, при тушении сильных пожаров и др.
Несмотря на активное использование ЭТ в промышленности число работ, посвящённых систематическому изучению этого явления на количественном уровне явно недостаточно для глубокого понимания его механизма, а также отыскания дополнительных «рычагов» направленного управления процессами турбулентного течения жидкостей. Подавляющее большинство теоретических и экспериментальных работ, посвящённых изучению ЭТ, проведено в водных средах, гораздо менее исследованы системы, в которых дисперсионной средой являлись нефть, нефтепродукты или органические растворители. Между тем на практике (особенно в нефтепромысловом деле) всё чаще приходится иметь дело с более сложными, многофазными и многокомпонентными системами, такими как прямые и обратные нефтяные эмульсии (ЭН). Сложный характер дисперсной фазы в этих системах вносит дополнительно осложняющие факторы, учёт которых необходим для успешного внедрения и эксплуатации технологий, связанных с оптимизацией процессов скоростной транспортировки жидкостей (в том числе и с целевыми продуктами в виде эмульсий и суспензий) в присутствии полимерных присадок.
Цель и задачи исследования. Целью данной работы являлось изучение на количественном уровне основных закономерностей процесса массопереноса в турбулентных потоках жидкостей с целью отыскания действенных путей ускорения транспортировки жидкостей по трубопроводам в присутствии различных водорастворимых полимерных присадок. Для успешного достижения этой цели необходимо было решить следующие задачи:
1) создать экспериментальную установку и разработать удобные методики проведения экспериментов по изучению на количественном уровне закономерностей ЭТ;
2) получить образцы неионогенных, анионных и катионных (со)полимеров акриламида (АА) различающихся по молекулярным массам и по содержанию ионогенных звеньев;
3) на уровне таких количественных характеристик турбулентных потоков, как величины ЭТ (ВЭТ) и приведённого ЭТ (ВПЭТ), оценить влияние химической природы, концентрации, молекулярных параметров (молекулярной массы, состава, а также полидисперсности по молекулярной массе и по составу) полимерных присадок и основных характеристик дисперсионной среды (ионной силы, природы электролита, содержание активных компонентов), а также геометрических параметров ограничительного контура на результирующий макроскопический ЭТ;
4) изучить эффективность бинарных композиций типа полимер-полимер и полимер-ПАВ в качестве агентов, снижающих гидравлическое сопротивление турбулентных водных потоков, с целью нахождения условий возникновения в таких системах эффектов синергизма и антагонизма;
5) изучить влияние химической природы, концентрации, молекулярных характеристик водорастворимых (со)полимеров и свойств органической фазы на величину ЭТ при транспортировке нефтесодержащих дисперсных систем (а именно — прямых эмульсий нефти).
Научная новизна и значимость работы. На количественном уровне проведены систематические исследования по выявлению основных закономерностей ЭТ в водных средах и прямых эмульсиях нефти.
Установлено, что ВЭТ зависит не только от молекулярной массы и химического состава сополимеров, но и от полидисперсности по молекулярной массе и по составу, причём эти зависимости носят сложный, экстремальный характер.
Проведена оценка влияния ионной силы и природы электролита на ВЭТ для различных по химической природе (со)полимеров акриламида (СПАА). Обнаружено, что характер этих зависимостей для анионных и катионного СПАА существенно различен.
Изучена эффективность бинарных композиций (со)полимер-(со)полимер, (со)полимер-ПАВ и (со)полимер-электролит в качестве агентов, снижающих гидравлическое сопротивление турбулентных водных и водно-солевых потоков. Выявлены основные причины возникновения в таких системах эффектов синергизма и антагонизма, что способствует более оправданному и научно-обоснованному подбору полимерных компонентов для снижения гидравлического сопротивления турбулентных потоков в реальных дисперсных системах.
Для различных по составу прямых эмульсий нефти впервые на количественном уровне проведена оценка влияния химической природы, концентрации и молекулярных параметров полимерных присадок, ионной силы, а также вязкости и размеров частиц дисперсной фазы (нефти) на величину эффекта Томса.
Практическая ценность работы. Проведены систематические исследования на количественном уровне основных закономерностей влияния различных факторов на ВЭТ в водных средах и прямых НЭ. В ходе исследований был сделан вывод о том, что при выборе полимерной присадки для снижения гидравлического сопротивления турбулентных потоков реальных жидкостей необходимо руководствоваться не только значениями молекулярной массы и состава, но учитывать и полидисперсность образцов по молекулярной массе и по составу, так как влияние их на величину ЭТ в ряде случаев довольно значительно.
При изучении эффективности бинарных композиций типа (со)полимер-(со)полимер, (со)полимер-ПАВ и (со)полимер-электролит были установлены условия возникновения эффектов синергизма и антагонизма действия отдельных компонентов смеси. В будущем это может способствовать исключению ошибок при работе со сложными полимерными композициями и повышению эффективности уже освоенных и новых бинарных полимерных композиций в качестве присадок в реальных процессах транспортировки жидкостей по трубопроводам.
Изученные закономерности ЭТ в прямых эмульсиях нефти в присутствии водорастворимых полимерных позволяют рекомендовать их как эффективные присадки для снижения гидравлического сопротивления турбулентных потоков НЭ. Проведённые исследования могут способствовать разработке и развитию принципиально новых способов транспортировки тяжёлых, высокозастывающих нефтей в виде прямых эмульсий в присутствии полимерных присадок.
Личное участие автора. Диссертант лично принимал участие в создании экспериментальных установок, разработке методик, постановке и выполнению экспериментов по изучению эффекта Томса (а также всех сопутствующих экспериментов), обработке экспериментальных данных и обсуждении полученных результатов, а также в подготовке материалов и текстов печатных публикаций.
Публикации. По материалам диссертации опубликовано 19 научных статей, издано 6 тезисов докладов.
Апробация работы. Результаты работы докладывались на: Всерос. симп. ХИФПИ-02, г. Хабаровск, 2002 г.; -междун. конф. «Азиатско-Тихоокеанский регион в глобальной политике, экономике и культуре XXI в.», г. Хабаровск, 2002 г.; -междун. конф. по ВМС, КГТУ, г .Казань - 2003, 2005 гг.; Всерос. конф. «Современные проблемы теоретической и экспериментальной химии», г. Саратов, 2003 г.; -междун. конф. «Oil Recovery 2003», г. Москва, 2003 г.; -Европ. Симп. «Повышение нефтеотдачи пластов», г. Казань, 2003 г. Результаты работы докладывались и обсуждались на отчётных научно-технических конференциях КГТУ в 2004-2005 гг.
Объекты и -методы исследования. В работе в качестве базовых использовались образцы СПАА, полиоксиэтилена (ПОЭ) и натриевой соли карбоксиметилцеллюлозы (НКМЦ) как промышленного производства, так и синтезированные лабораторным путём, а также (со)полимеры АА, полученные методами щелочного гидролиза и ультразвуковой и химической деструкции. В работе в качестве модифицирующих добавок, а также для стабилизации прямых эмульсий нефти применяли различные ПАВ. Критическая концентрация мицеллобразования (ККМ) растворов ПАВ определялась методом сталагмометрии.
Изучение ЭТ проводилось в лабораторных условиях как в водных средах (на дистиллированной воде), так и в более сложных модельных системах — прямых эмульсиях нефти. Величину эффекта Томса Т оценивали по разнице массовых расходов жидкости, прошедшей через капилляр (или трубку) с добавками полимера и без него на созданных нами экспериментальных установках.
Определение оптической плотности растворов бинарных смесей полимер-полимер и полимер-ПАВ осуществляли фотоколориметрическим методом. Разделение нефтяных эмульсий для определения величины адсорбции полимера на частицах дисперсной фазы проводили методом центрифугирования с последующей экстракцией остаточной нефти органическим растворителем. Размеры частиц дисперсной фазы в эмульсиях оценивали по данным оптической микроскопии.
Структура и объём диссертации. Диссертация изложена на 163 страницах машинописного текста и состоит из введения, трёх глав, списка литературы из 155 наименований и выводов. Диссертация включает 8 таблиц и 60 рисунков.
выводы
1. На модифицированном турбулентном реометре изучены основные закономерности турбулентного течения разбавленных водных растворов следующих (со)полимеров: полиакриламида, анионных и катионных сополимеров акриламида, полиоксиэтилена, натриевой соли карбоксиметилцеллюлозы. На количественном уровне проанализированы зависимости величины эффекта Томса от химической природы и термодинамической гибкости макромолекул, концентрации, молекулярной массы и состава (со)полимеров. Для ряда бинарных присадок из (со)полимеров отмечено проявление эффектов синергизма и антагонизма действия компонентов смесей.
2. Проведены систематические исследования по оценке влияния на скорость турбулентных водных растворов (со)полимеров ионной силы, рН, природы и концентрации электролитов и ПАВ. Для некоторых соотношений (со)полимер-ПАВ и (со)полимер-электролит отмечен неаддитивный вклад активных компонентов в результирующий макроскопический эффект Томса, что явилось первопричиной проявления в этих системах эффектов синергизма и антагонизма.
3. В обход принципиальных осложнений, связанных с наличием у сополимерных присадок, полученных стандартными методами синтеза, двух видов полидисперсности - по молекулярной массе и по составу, для анионных сополимеров акриламида применение методов ультразвуковой деструкции и щелочного гидролиза в мягких условиях позволило провести корректную количественную оценку влияния на величину эффекта Томса неоднородности по молекулярной массе и по составу. Отмечен сложный, экстремальный характер этих зависимостей и это обстоятельство необходимо учитывать при переходе к реальным процессам скоростной транспортировки по трубопроводам водных растворов, эмульсий и суспензий в присутствии водорастворимых сополимерных присадок.
4. Проанализирована зависимость величины эффекта Томса от геометрических параметров ограничительного контура и скорости турбулентных водных потоков (со)полимеров. Снижение эффективности (со)полимерных присадок при уменьшении длины капилляра и увеличении его диаметра связано с появлением нестабильной зоны потока на начальном участке капилляра ввиду сжатия струи жидкости.
5. При введении в турбулентные потоки прямых эмульсий нефти полиакриламидных присадок отмечено снижение гидравлического сопротивления на 30 % и более, что весьма важно с практической точки зрения. Установлено снижение величины эффекта Томса при увеличении содержания нефти в эмульсиях, вязкости нефти и эмульсий, уменьшении размеров частиц дисперсной фазы и ионной силы. Основные отличия в закономерностях течения турбулентных потоков прямых эмульсий нефти по сравнению с водными растворами связаны с процессами адсорбции (со)полимеров на частицах дисперсной фазы, а также с изменениями размеров и формы этих частиц в турбулентных потоках.
1. Николаев А. Ф., Охрименко Г. И. Водорастворимые полимеры. JI.: Химия, 1979. 144 с.
2. Шапиро JI. С. Самые нелегкие пути к Нептуну. Д.: Судостроение, 1987. 176 с.
3. Абрамова Л. И., Байбурдов Т. А. и др. Полиакриламид. М.: Химия, 1992. 189 с.
4. Мельцер JI. 3., Коваленко В. С., Эльперин И. Т., Левенталь Л. И. К вопросу о применении гидродинамически активных присадок в холодильной технике// Инж. физ. журнал. 1973. Т. 25. № 6. С. 10641069.
5. Toms В. A. Some observations on the flow of linear polymer solutions through straight tubes of large Reynolds numbers // Proc. 1st Internat. Congr. Rheol. Vol. 2. Amsterdam, 1948. P.l 35-141.
6. Наумчук H. В. Гидродинамическая активность водных растворов полимеров в потоках с растяжением: автореф. дис. . канд. техн. наук. Пермь, 1990. 23 с.
7. Грешилов Е. М., Евтушенко А. В., Лямшев Л. М., Широкова Н. Л. Некоторые особенности влияния полимерных добавок на пристеночную турбулентность// Инж. физ. журнал. 1973. Т. 25. № 6. С. 999-1005.
8. Покрывайло Н. А., Шульман 3. П, Соболевский А. С. И др. О течении полимерных растворов в следе плохообтекаемых тел// Инж. физ. журнал. 1973. Т. 25. № 6. С. 993-998.
9. Машков С. JI. Диффузия в турбулентном пограничном слое и снижение сопротивления при сосредоточенной и распределённой подаче полимерных добавок: автореф. дис. . канд. физ.-мат. наук. М., 1991. 23с.
10. И. Кулик В. М. Совместное и раздельное воздействие вязкоупругой границы и полимерных добавок на пристенную турбулентность: автореф. дис. .канд. техн. наук. Новосибирск, 1988. 21 с.
11. Donohue G. L., Tiederman W. G., Reischman M. M. Flow visualization of the near-wall region in a drag-reducing channel flow// J. Fluid Mech. 1972. Vol. 56. P. 559-575.
12. Virk P. S., Suraiya T. Mass transfer at maximum drag reduction// Drag Reduction. 2nd Int. Conf. Cranfield, Aug. 31-Sept. 2 1977. Cranfield, 1977. G3/41-G3/56.
13. Lumley J. L. Drag reduction in turbulent flow by polymer additives// J. Polymer Sci., Macromol. Revs. 1973. Vol. 7. P. 263-290.
14. Hinch E. J. Mechanical models of dilute polymer solutions for strong flows with large polymer deformations// in Colloques Internationaux du C.N.R.S. No. 233 "Polymeres et Lubrification". Paris, 1975. P. 241-247.
15. Scrivener O. Velocity distributions in pipe flow with drag-reducing additives// in Colloques Internationaux du C.N.R.S. No. 233 "Polymeres et Lubrification". Paris, 1975. P. 315-324.
16. Dancey C. L., Balakrishnan M., Diplas P., Papanicolaou A. N. The spatial inhomogeneity of turbulence above a fully rough, packed bed in open channel flow//Exp. Fluids. 2000. Vol. 29. P. 402-410.
17. Sellin R. H. J. The suppression of turbulent diffusion by drag reducing polymer additives// in Colloques Internationaux du C.N.R.S. No. 233 "Polymeres et Lubrification". Paris, 1975. P. 331-340.
18. Ayyash S., McComb W. D. Some anomalous results in drag reduction by absorbed layers// Chem. Engineering Science. 1976. N. 31. P. 169-170.
19. Калашников В. Н. Гидродинамика полимерных растворов, проявляющих пониженное турбулентное трение// В материалах Всесоюзн. школы по реологии «Реология (Полимеры и нефть)». Новосибирск: Ин-т теплофизики, 1977. С. 80-92.
20. Белоконь В. С., Власов С. А., Калашников В. Н. О влиянии на вихри Тейлора полимерных добавок, снижающих сопротивление трения// Инж. физ. журнал. 1971. Т. 21. № 5. с. 892-897.
21. Кудин А. М., Баренблат Г. И., Калашников В. Н., Власов С. А., Белоконь В. С. О разрушении металлического препятствия струёй разбавленного полимерного раствораЛ Инж. физ. журнал. 1973. Т. 25. № 6. С. 10901094.
22. Бресткин Ю. В. Динамические фазовые переходы при течении полимерных жидкостей: автореф. дис. . д-ра. физ.-мат. наук. JL, 1990. 34 с.
23. П. Де Жен Идеи скейлинга в физике полимеров. М.: Мир, 1982. 440 с.
24. Повх И. JL, Ступин А. Б. Экспериментальное исследование турбулентного течения водных растворов полимеров в трубе// Инж. -физ. журнал. 1972. Т. 22. № 1. С. 59-65.
25. Хабахпашева Е. М. Теплообмен при течении неньютоновских жидкостей в трубах// В материалах Всесоюзн. школы по реологии «Реология (Полимеры и нефть)». Новосибирск: Ин-т теплофизики, 1977. С. 93-111.
26. Перепелица Б. В., Хабахпашева Е. М. Пульсации температуры в турбулентном потоке воды с добавкой полимера// Инж. физ. журнал. 1972. Т. 23. №6. С. 1008-1011.
27. Михайлу А. Г. Диффузия и теплообмен при течении жидкости с добавками, снижающими турбулентное трение: автореф. дис. . канд. физ.-мат. наук. М., 1984. 22 с.
28. Рабинович Е. 3. Гидравлика. М.: Недра, 1980. 278 с.
29. Hou Н.// Drag Reduct. 3rd Int. Conf. Bristol, 2-5 July 1984. Bristol, 1984. C2/1-C2/6.
30. Escudier M. P., Presti F., Smith S. Drag reduction in turbulent pipe flow of polymers// J. Non-Newton Fluid Mech. Vol. 81. N.3. 1999. P. 197-213.
31. De Guzman Manuel R., Takashi S., Hiromoto U., Tatsuo N. Surfactant drag reduction in internally-grooved rough tubes.// J. Chem. Eng. Jap. 1999. Vol. 32. N. 4. P. 402-408.
32. Seo Young Hyo, Park О Ok, Chun Miung Suk The behavior of velocity enhacament in microcapillary flows of flexible water-soluble polymers// J. Chem. Eng. Jap. 1996. Vol. 29. N. 4. P. 611-619.
33. Бресткин Ю. В., Френкель С. Я., Зоолшоев 3. Ф. и др. Поведение растворов гидролизованного полиакриламида при сдвиговом и сходящемся течениях// Высокомолекуляр. соединения. 1994. Т. 36 А-Б. №8. С. 1281-1286.
34. Погребняк В. Г., Наумчук Н. В. О гидродинамической активности полимеров в высокоскоростных потоках// Инж. физ. журнал. 1995. Т. 68. №1. С. 7-11.
35. Breder С. М. Fish Schools as Operational Structures// Fishery Bulletin. 1976. N. 74. P. 471-502.
36. Hoyt J. W. Hydrodynamic drag reduction due to fish slimes// Swimming and flying in nature. Plenum Press (New York). 1975. P. 653-672.
37. Mashelkar R. A., Kale D. D., Ulbrecht J. Rotational flows of non-Newtonian fluids// Transactions of Institution of Chemical Engineers. 1975. Vol. 53. N. 3.P. 143-153.
38. Oldaker D. K., Tiederman W. G. Structure of the turbulent boundary layer in drag reducing pipe flow// Phys. Fluids. 1977. Vol. 20. P. S133-S144.
39. Шульман 3. П., Покрывайло Н. А., Ковалевская Н. Д., Кулебякин В. В. Об измерении структуры турбулентного течения затопленных струй полимерных растворов// Инж. физ. журнал. 1973. Т. 25. № 6. С. 977986.
40. McLaughlin D. К., Tiederman W. G. Biasing correction for individual realization laser anemometer measurements in turbulent flows// Phys. Fluids. 1973. Vol. 6. P. 2083-2088.
41. Повх И. JI., Ступин А. Б., Максютенко С. Н. и др. Исследование турбулентного течения растворов поверхностно-активных веществ лазерным анемометром// Инж. физ. журнал. 1975. Т. 29. № 5. С. 853856.
42. Власов С. А., Исаева О. В., Калашников В. И. Средние и пульсационные составляющие скорости в затопленных струях полимерных растворов// Инж. физ. журнал. 1973. Т. 25. № 6. С. 987-992.
43. Григорян С. С., Соколова И. А., Шахназаров А. А. Воздействие высокомолекулярных линейных полимеров на систему кровообращения// Успехи физиологических наук. 1995. Т. 26. № 2. С. 3143.
44. Порайко И. Н. Применение полиакриламида в технологических процессах, связанных с добычей нефти: Темат. науч.-техн. обзор. М.: ВНИИОЭНГ. 1974. 85 с.
45. Несын Г. В., Манжай В. Н., Илюшников А. В. Промышленный синтез и оценка гидродинамической эффективности потенциальных агентов снижения сопротивления в нефтепроводах// Инж. физ. журнал. 2003. Т. 76. №3. С. 142-146.
46. Малкин А. Я., Несын Г. В., Манжай В. Н., Илюшников А. В. Новый метод реокинетических исследований, основанный на использовании эффекта Томса// Высокомолекулярные соединения. Сер. Б. 2000. Т. 42. № 2. С. 377-384.
47. Повх И. JL, Чернюк В. В. Экспериментальное исследование влияния добавок полиакриламида на сопротивление диффузоров// Инж. физ. журнал. 1986. Т. 51. №3. С. 357-361.
48. Кулик В. М. Влияние молекулярной массы полиэтиленоксида на динамику снижения сопротивления// Инж. физ. журнал. 1998. Т. 71. №3. С. 491-495.
49. Макогон Б. П., Павелко М. М., Бондаренко Т. А. и др. Влияние конформации макромолекул на гидродинамическую эффективность полиакриламида// Инж. физ. журнал. 1986. Т. 51. №1. С. 47-52.
50. Martischius F., Heide W.// Drag Reduct. 3rd Int. Conf. Bristol, 2-5 July 1984. Bristol, 1984. D9/1 -D9/3.
51. Ко бед Г. Ф., Матюхов А. П. Влияние физических параметров растворов полимеров на снижение сопротивления в турбулентном потоке// Инж. -физ. журнал. Т. 25. № 6. С. 1039-1044.
52. Si Qin, Xia Qing, Liu Qingpu, Ha Runhua Исследование эффекта снижения сопротивления течению с помощью полиакриламидного латекса (В/М)// Shiyou huangong=Petrochem. Technol. 1994. Vol. 23. N. 8. P. 523-526.
53. Berman N. S., Yuen J. The study of drag reduction using narrow fractions of Polyox// Drag Reduction. 2nd Int. Conf. Cranfield, Aug. 31-Sept. 2 1977. Cranfield, 1977. Cl/l-Cl/10.
54. Манжай В. Н., Ечевская JI. Г., Илюшников А. В. и др. Исследование противотурбулентной эффективности высших полиолефинов и тройных сополимеров олефинов// Ж. прикл. хим. 2004. Т. 77. Вып. 3. С. 456-460.
55. Бресткин Ю. В., Френкель С. Я., Чубарова Е. В. и др. Деструкция макромолекул полистирола в сильном продольном гидродинамическом поле// Высокомолекулярные соединения. 1989. Т. Б 31. № 7. С. 506-510.
56. Макогон Б. П. Структура, гидродинамическая эффективность и нестабильность водных растворов полиэтиленоксида и полиакриламида: автореф. дис. канд. физ.-мат. наук. JL, 1989. 24 с.
57. Макогон Б. П., Быкова Е. Н., Безрукова М. А. и др. О нестабильности водных растворов полиакриламида в гидродинамическом поле// Инж. -физ. журнал. 1985. Т. 49. №3. С. 378-384.
58. Patterson G. К., Shen А.-М., Chen I.-M. Rates of shear degradation of drag reducing polymer// 3rd Int. Conf. on Drag Reduction, 2-5 July, University of Bristol. Bristol, 1984. E 4/1-E4/6.
59. Барамбойм H.K. Механохимия высокомолекулярных соединений. M.: Химия, 1978. 383 с.
60. Layec-Raphalen М. N. Shear degradation of drag reducing polymers.j1.fluence of the solutions on the resistance to degradation// 3 Int. Conf. on Drag Reduction, 2-5 July, University of Bristol. Bristol, 1984. E 2/1-E2/5.
61. Balakrischnan C., Gordon R. J. Influence of molecular conformation and intermolecular interactions on turbulent drag reduction// J. Appl. Polym. Sci. 1975. Vol. 19. N. 3. P. 909-913.
62. Hand J. H., Williams M. C. Effect of secondary polymer structure on the drag-reducing phenomenon// J. Appl. Polym. Sci. 1969. Vol. 13. N. 11. P. 2499-2503.
63. Parker C., A., Hegley A. H. Drag reduction and molecular structure// Nature Physical Sci. 1972. Vol. 236. N. 65. P. 61-62.
64. White D., Gordon R. J. The influence of polymer conformation on turbulent drag reduction// AIChE Journal. 1975. Vol. 21. N. 5. P. 1027-1029.
65. Virk P. S. Drag reduction by collapsed and extended polyelectrolytes// Nature. 1975. V. 253. N. 5487. P. 109-110.
66. Чащин И. П., Пьянков А. Г. Исследование влияния органических добавок на гидравлические сопротивления и теплообмен в потоке// Инж. физ. журнал. 1973. Т. 25. №6. С. 1101-1105.
67. Ait-Cady A., Carreau P., Chauveteau G. // J. Reol. 1987. - 31, № 7. - P. 537-561.
68. Kulichke W., Grager H.// Drag Reduct. 3rd Int. Conf. Bristol, 2-5 July 1984. Bristol, 1984. A5/1-A5/2.
69. Sellin R. H. J., Loeffler E. J. Drag reduction measurements with poly(acrylic acid) under different solvent pH and salt conditions// Drag Reduction. 2nd Int. Conf. Cranfield, Aug. 31-Sept. 2 1977. Cranfield, 1977. C2/11-C2/20.
70. Тронов В. П., Тронов А. В. Очистка вод различных типов для использования в системе ППД. Казань: Фэн. 2001. 560 с.
71. Bewersdorff Н. W. Drag reduction in surfactant solutions// Progr. Colloid, and Polym. Sci. 1990. Vol. 81. P. 248-249.
72. Самуйлов В. О. Снижение турбулентного трения в вязко-упругих растворах ПАВ// Процессы тепломассообмена в энергетических установках. Минск: 1990. С. 21-25.
73. Повх И. JL, Ступин А. Б., Добрыченко В. М.} Максютенко С. Н. Снижение гидродинамического сопротивления добавками поверхностно-активных веществ// Инж. физ. журнал. 1974. Т. 27. № 4. С. 682-686.
74. Смолл С. Р. Полимеры// Нефть, газ и нефтехимия за рубежом. 1986. №7. С. 60-63.
75. Мовсумзаде Э. М, Мастобаев Б. Н., Дмитриева Т. В., Зорина С. Р. Укрощение строптивых факторов// Нефть России. 2000. № 8. С. 61-63.
76. Зверева Т. В., Челинцев С. Н., Яковлев Е. И. Моделирование трубопроводного транспорта нефтехимических производств. М.: Химия. 1987. 176 с.
77. Способ уменьшения сопротивления в трубопроводах для углеводородов (Dissolution performance by injection through a die-type nozzle): Пат. 4771800 США, МКИ F 17 D 1/16 // Pomeroy John M.; Conoco Inc. № 73664.
78. Гареев M. M., Несын Г. В., Манжай В. Н. Результаты ввода в поток нефти присадки для снижения гидравлического сопротивления// Нефтяное хозяйство. 1992. №10. С. 30-33.
79. Мастобаев Б. Н., Дмитриева Т. В., Мовсумзаде Э. М. История создания и производства химических реагентов для транспорта нефти и нефтепродуктов// Нефтяное хозяйство. 2000. № 11. С. 107-108.
80. Мовсумзаде Э. М, Мастобаев Б. Н., Дмитриева Т. В., Зорина С. Р. Полимерные добавки для снижения сопротивления течению нефти и нефтепродуктов в трубопроводах// Производство и использование эластомеров. 2000. № 5. С. 22-25.
81. Мастобаев Б. Н., Дмитриева Т. В. Применение химических реагентов для улучшения транспорта нефти и нефтепродуктов по трубопроводам// Башк. хим. журнал. 1999. Т. 6. № 4. С. 51-53.
82. Мирзаджанзаде А. X., Булина И. Г., Галямов А. К. и др. О влиянии асфальтенов на гидравлические сопротивления при движении нефтей// Инж. физ. журнал. 1973. Т. 25. № 6. С. 1023-1026.
83. Choi Н. J., Kim С. A., John М. S. Universal drag reduction characteristics of polyisobutylene in a rotating disk apparatus// Polymer. 1999. Vol. 40. N. 16. P. 4527-4530.
84. Reibungs Verminderer beim Mineraloiltransport in Pipelines// Erdol-Erdgas-Kohle. 1993. Vol. 109. N 11. P. 458-465.
85. Кацюцевич E. В., Гостев H. M., Белоусов Е. П. Реологические свойства противотурбулентных присадок к нефтепродуктам и углеводородному сырью// Нефтеперераб. и нефтехимия. 1990. № 2. С. 47-50.
86. Janovic Z., Tomasek Lj., Vidovic E. et al. Reolosko ponasnje minerlnih mazivik ulja uz polumerne smjesne additive// Goriva i maziva. 2002. T. 41. №1. C. 2-22.
87. Позднышев Г. H. Стабилизация и разрушение нефтяных эмульсий. М: Недра. 1982. 221 с.
88. Тронов В. П. Промысловая подготовка нефти. Казань: Фэн. 2000. 416 с.
89. Итоги науки и техники. Серия «Трубопроводный транспорт». Т. 6. М.: ВИНИТИ, 1976. 123 с.
90. Губин В. Е., Губин В. В. Трубопроводный транспорт нефти и нефтепродуктов. М.: Недра, 1982. 296 с.
91. Порайко И. Н., Василенко С. Н. О применении водорастворимых полимеров для увеличения производительности нефтепроводов// Транспорт и хранение нефти и нефтепродуктов. 1975. № 7. С. 3-5.
92. Абузова Ф. Ф., Алиев Р. А., Новосёлов В. Ф. и др. Техника и технология транспорта и хранения нефти и газа. М.: Недра, 1992. 320 с.
93. Метод транспортировки вязкой нефти по трубопроводу (Method for transportation of viscous hydrocarbons by pipeline). Пат. 4153575 США, МКИ F17D 001/17; B01F 017/42 // Kalfoglou G, Flournoy К. H.; Texaco Inc. (White Plains, NY).
94. Иванюта Ю. Ф., Чекалова JL А. Экспериментальное исследование турбулентного течения слабых растворов полимеров в трубах различного диаметра// Инж. физ. журнал. 1971. Т. 21. № 1. С. 5-12.
95. Повх И. Д., Ступин А. Б. Влияние добавок полиакриламида на снижение гидравлических потерь в водных потоках с твёрдыми частицами// Инж. — физ. журнал. 1972. Т. 22. № 5. с. 919-921.
96. Полищук А. М., Райский Ю. Д., Темчин А. 3. Влияние добавок полимера на характеристики центробежного насоса// Инж. физ. журнал. 1973. Т. 25. № 6. С. 1070-1073.
97. Химия окружающей среды. Под ред. Д. М. Бокриса. М.: Химия. 1982. 672 с.
98. Greene Н. L., Nokes R. F., Thomas L. S. Biomedical implications of drag-reducing agents// Biorheology. 1971. Vol. 7. N. 3. P. 221-223.
99. Григорян С. С., Каменева М. В., Шахназаров А. А. О влиянии растворимых в крови высокомолекулярных соединений на гемодинамику// Докл. АН СССР. 1976. Т. 231. № 5. С. 1070-1073.
100. Castro W. Е. Reduction of flow-friction with polymer additions// Water Resour. Inst. Rep. 1972. V. 24. P. 1-56.
101. Левтов В. А., Регирер С. А., Шадрина H. X. Реология крови. М.: Медицина, 1982. 230 с.
102. Григорян С. С., Каменева М. В., Соловьёв Б. С. и др. Влияние снижающих сопротивление полимеров на гемодинамические параметры при массивной кровопотере// Докл. АН СССР. 1982. Т. 264. № 5. С. 11061108.
103. Ralston Н. J., Taylor А. N. Streamline flow in the arteries of the dog and cat// Amer. J. Physiol. 1945. V. 144. N. 5. P. 706-710.
104. Polimeni P. I., Bose D., Bose R. et al. Drag-reducing polymers: a novel category of drugs potentially useful in cardiovascular disease// J. Appl. Cardiol. 1988. V. 3. N. 1. P. 57-66.
105. Голубь А. С., Григорян С. С., Каменева М. В. и др. Влияние полиэтиленоксида на капиллярный кровоток при диабете у крыс// Докл. АН СССР. 1987. Т. 295. № 4. С. 813-816.
106. Coleman Р. В., Ottenbreit В. Т., Polimeni P. I. Effects of a drag-reducing polyelectrolyte of microscopic linear dimension (Separan AP-273) on rat hemodynamics// Circ. Res. 1987. V. 61. N. 6. P. 787-796.
107. Григорян С. С., Соколова И. А., Шахназаров А. А. Восстановление физической работоспособности крыс после кровопотери с использованием полиэтиленоксида Polyox WSR-301// Докл. АН. 1998. Т. 358. № 6. С. 842-843.
108. Muller-Monssen Н., Zobl Н. Turbulence suppression by polymer solutions in opposed jet flows// J. Reol. 1987. Vol. 31. N. 4. P. 323-326.
109. Липатов Ю. С. Коллоидная химия полимеров. Киев: Наук, думка. 1984. 343 с.
110. Мягченков В. А., Барань Ш. (Баран А. А.), Бектуров Е. А. и др. Полиакриламидные флокулянты. Казань: КГТУ, 1998. 288 с.
111. Липатов Ю. С., Сергеева Л. М. Адсорбция полимеров. Киев: Наук, думка, 1972. 195 с.
112. Бартенев Г. М., Френкель С. Я. Физика полимеров. Л.: Химия, 1990. 430 с.
113. Мягченков В. А., Чичканов С. В. Зависимость эффекта Томса от концентрации ионогенных сополимеров акриламида, ионной силы и природы электролита// Журнал прикл. хим. 2003. Т. 76. Вып. 5. С. 842846.
114. Бектуров Е. А., Бимендина Л. А. Интерполимерные комплексы. Алма-Ата: Наука Каз. ССР, 1977. 264 с.
115. Берлин Ал. Ал., Вольфсон С. А., Ениколопян Н. С. Кинетика полимеризационных процессов. М.: Химия, 1978. 320 с.
116. Мягченков В. А., Френкель С. Я. Композиционная неоднородность сополимеров. Л.: Химия, 1988. 247 с.
117. Мягченков В. А., Чичканов С. В., Проскурина В. Е., Мягченков А. В. Зависимость величины эффекта Томса от концентрации и молекулярных параметров катионного сополимера акриламида// Журнал прикл. хим. 2002. Т. 75. Вып. 9. С. 1517-1520.
118. Стромберг А. Г., Семченко Д. П. Физическая химия. М.: Высш. школа, 1999. 496 с.
119. Липатов Ю. С. Межфазные явления в полимерах. Киев: Наук, думка. 1980. 258 с.
120. Muller A.J., Saez А.Е., Odell J.A. Turbulence suppression by polymer solutions in opposed jet flows// AIChE Journal. 1995. Vol. 41. N. 5. P. 13331336.
121. Мягченков В. А., Чичканов С. В., Крупин С. В. Влияние природы и концентрации водорастворимых сополимеров и их смесей на величину эффекта Томса// Нефтяное хозяйство. 2002. №12. С. 118-119.
122. Цветков В.Н., Эскин В.Е., Френкель С .Я. Структура макромолекул в растворах. М.: Наука, 1994. 729 с.
123. Гарифуллин Ф.А. Механика неньютоновских жидкостей. Казань: Фэн, 1998.416 с.
124. Mjagchenkov V.A., Chichkanov S. V., Proskurina V.E., Krupin S.V. Synergism and antagonism of acrylamide copolymers and surfactants in drag reduction of turbulent aqueous flows// Georesources. 2002. N. 6. P. 19-23.
125. Тенфорд Ч. Физическая химия полимеров. М.: Химия, 1965. 772 с.
126. Шур A.M. Высокомолекулярные соединения. М.: Высшая школа, 1981. 656 с.
127. Бектуров Е.А., Сулейманов И.Э Полимерные гидрогели. Алматы: Гылым, 1998. 240 с.
128. Дьяконов Г. С., Данилов Ю. М., Мухаметзянова А. Г. и др. Численное моделирование течений в трубчатых турбулентных аппаратах// Вестник Казанского технологического университета. 2002. №1-2. С. 267-272.
129. Альтшуль А. Д. Гидравлические сопротивления. М.: Недра, 1970. 450 с.
130. Mjagchenkov V.A., Chichkanov S.V., Mjagchenkov A.V. The effect of ionic strength on the efficiency of drag reduction by ionogenic acrylamide copolymers in turbulent aqueous flows // Georesources. 2004. N 1(8). P. 2731.
131. Мягченков В. А., Крикуненко О. В., Чуриков Ф. И. Ультразвуковая деструкция водорастворимых (со)полимеров. Казань: КХТИ, 1998. 102 с.
132. Чичканов С. В., Мягченков В. А. Некоторые аспекты проблемы снижения гидравлического сопротивления в турбулентных потокахпрямых эмульсий нефти// Вестник Казанского технологического университета. Казань: КГТУ. 2003. № 1-2. С. 322-334.
133. Мягченков В. А., Чичканов С. В. Влияние концентрации водорастворимых полимеров и ионной силы на величину эффекта Томса в прямых нефтяных эмульсиях// Нефтяное хозяйство. 2004. №1. С. 93-95.
134. Сюняев 3. И., Сюняев Р. 3., Сафиева Р. 3. Нефтяные дисперсные системы. М.: Химия, 1990. 224 с.
135. Чичканов С. В., Крупин С. В., Мягченков В. А. Снижение гидравлического сопротивления турбулентных потоков прямых нефтяных эмульсий добавками полиоксиэтилена// Интервал. 2004. №6. С. 29-32.
136. Берлин Ал. Ал., Хакимджанова М. А., Кармилова JI. В., Ениколопян Н. С. Деструктивный метод определения молекулярно-массового распределения полимеров. Гидролиз поли-1,3-диоксолана// Высокомолек. соед. 1968. Сер. А. Т. 10. №7. С. 1496-1504.
137. Кучанов С. И. Методы кинетических расчётов в химии полимеров. М.: Химия, 1978. 367 с.
138. Мягченков В. А., Крикуненко О. В. Ультразвуковая деструкция гидролизованного полиакриламида в водно-солевых (NaCl) средах// Высокомол. соед. Сер. А. 1995. Т. 37. №1. С. 44-49.
139. Мягченков В. А., Панарин Е. Ф., Юнусов О. А. и др. Ультразвуковая деструкция поливинилпирролидона// Докл. АН СССР. 1992. Т. 324. №4. С. 826-829.
140. Klein J., Conrad K. D. Molecular weight determination of poly(acrylamide) and poly(acrylamide-co-sodium acrylate)// Makromol. Chem. 1978. Vol. 179. P. 1635 1638.
141. Хэм Д. Сополимеризация. M.: Химия, 1971. 616 с.
142. Снигирёв С. В. Флоккулирующие свойства анионных и катионных сополимеров акриламида и их модифицированных производных// Диссертация . канд. хим. наук. Казань: КГТУ. 2001. 166 с.
143. Кленин В. И. Практикум по коллоидной химии: методическое пособие. М.: Соль, 1993. 54 с.
