Состав разделителя для очистки трубопровода и разделения сред и способ его изготовления

 

Использование: для очистки трубопровода и разделения сред. Сущность изобретения: используют в качестве структуроформирующих компонентов каучук или 10 - 30%-ный раствор, растворитель - нефть, дизельное топливо или керосин, наполнителя - битум, компонент, сшивающий молекулы структуроформирующих компонентов - монохлористую серу, при следующих соотношениях компонентов на единицу объема разделителя V_o - 1 м³ : растворитель, кг/л - 678,9/790,4 (дизельное топливо, керосин, нефть), битум 119,2 кг, каучук 19,8 кг, монохлористая сера 5,9/3,5 кг/л, а требуемые навески каждого компонента на определенный объем V^* определяют по формуле: M_i = M_oi V^*/V^o, где M_i - массовая величина навески i - ого компонента, i - 1 ^oC 4 (M₁ - растворителя, M₂ - битума, M₃ - каучука, M₄ - монохлористой серы); M_oi - массовая величина каждого компонента навески i - го компонента на единичный объем V_o; V^* - объем разделителя, определяемый соотношением V^* = SL, S-сечение трубопровода, L - длина разделителя. При этом монохлористую серу вводят в виде раствора в контакт в раствор структуроформирующих компонентов с нормальной или с понижающей, или с повышающей концентрацией, причем используют растворитель для ее раствора до 20% от общей массовой доли M₁.

Изобретение относится к составам и способам изготовления разделителей для очистки трубопроводов и может быть использовано для разделения сред при последовательной перекачке или при вытеснении одной среды с помощью другой.

Известен состав разделителя для очистки трубопровода и разделения сред, в котором в качестве структуроформирующего компонента используют полиакриламид, хромовую смесь, пресную воду, песок [1].

Известен состав разделителя для очистки трубопровода и разделения сред, включающий структурноформирующие компоненты в соответствующих соотношениях, придающие разделителю заданные физико-механические свойства после смешения компонентов, выбранный в качестве прототипа [2].

Недостатком указанных разделителей является их низкая эффективность, в частности из-за недостаточной разделяющей способности при прохождении участков трубопровода с уклоном 35 - 45^o. При прохождении с меньшего диаметра в больший и из-за разницы в удельных весах контактирующих сред может проявиться эффект "опрокидывания", т.е. проникновения вытекающей среды в вытесняемую и наоборот через разделитель вдоль поверхности верхней образующей трубопровода. Кроме того, применяемые наполнители составов ухудшают качественные характеристики перекачиваемой жидкости.

Известен способ изготовления разделителя для очистки для очистки трубопровода и разделения сред, заключающийся в определении навесок каждого компонента, в смешении компонентов в соответствующей последовательности, выдержки времени до окончания процесса формирования структуры, выбранной в качестве прототипа [1 и 2].

Недостатком способа изготовления разделителя [1 и 2] является его низкая эффективность. Студенистая масса по физико-механическим параметрам не может обеспечить высокую герметизирующую способность для выполнения задачи разделения сред, а также эффективную очистку внутренней полости трубопровода, имеющей сложные геометрические участки, например сужения, расширения, запорную арматуру, переменные диаметры, подъемы и спуски.

Целью изобретения является повышение физико-механических свойств разделителя.

Поставленная цель достигается тем, что состав разделителя для очистки трубопровода и разделения сред, включающий структуро-формирующие компоненты в соответствующих соотношениях, придающие разделителю заданные физико-механические свойства после смешения компонентов, в отличие от прототипа используют в качестве структуроформирующих компонентов каучук или его 10 - 30%-ный раствор, растворителя - нефть, дизельное топливо или керосин, наполнителя - битум, компонента, сшивающего молекулы - монохлористую серу, при следующих соотношениях компонентов на единицу объема разделителя V₀=1 м³: Растворитель (нефть, дизельное топливо, керосин) кг/л - 678,9/790,4; Битум, кг - 119,2; Каучук, кг - 19,8; Монохлористая сера, кг/л - 5,9/3,5, а требуемые навески каждого компонента на определенный объем V^* определяют по формуле M_i= M_oiV^*/V₀, где M_i - массовая величина навески i - того компонента, i = 1, 2, 3, 4; M_oi - массовая величина на единичный объем V_o.

Поставленная цель достигается и тем, что в способе изготовления разделителя для очистки трубопровода и разделения сред, заключающемся в определении навесок каждого компонента, в смешении компонентов в соответствующей последовательности, выдержке времени до окончания процесса формирования структуры, в отличие от прототипа, монохлористую серу вводят в виде раствора в контакт с раствором структуроформирующих компонентов, причем используют растворитель для ее раствора до 20% от общей массовой доли M₁.

Преимущество заявляемого состава разделителя и способа его изготовления заключаются в следующем: пространственная структура, полученная на основе каучука и наполнителя битума с заданными соотношениями, обладает свойствами мягкой и эластичной резины с требуемой механической прочностью. Использование раствора монохлористой серы с заданной концентрацией обеспечивает однородность смещения исходных растворов в момент контакта без нарушения формирования пространственной структуры по объему в процессе "холодной" вулканизации. Кроме того, имеется возможность регулирования получения упругих характеристик разделителя по его длине путем изменения концентрации (нормальной или с понижающей, или повышающей во времени) раствора монохлористой серы в момент введения в раствор структуроформирующих компонентов. Использование нового состава и способа его изготовления позволяет получить разделитель с высокими физико-механическими свойствами: полностью в интервале 0,8 - 1,1 г/см³, эластичностью в пределах мягкой резины, высокой герметизирующей способностью и с заранее прогнозируемыми свойствами.

Изготовление разделителя осуществляют следующим образом.

Для очистки трубопровода или разделения сред в зависимости от сложности участка определяют требуемый объем разделителя из соотношения V^*=LS = (2 - 5) DS, а затем весовые навески каждого компонента по формуле M_i=M_oiV^*/V₀.

Состав приготавливают в следующей последовательности выполнения технологических операций. Например, для изготовления разделителя объемом 1 м³.

Приготавливают навески компонентов: Растворителя - дизельного топлива, кг/л - 678,9/790,4 Битума, кг - 119,2 Каучука, кг - 19,8.

Монохлористой серы, кг/л - 5,9/3,5.

Навеску битума нагревают до температуры плавления и в расплавленном состоянии в зону смешения в контакт с растворителем. В зоне смешения смесь компонентов перемешивают до однородного состояния. Битум отдает тепло растворителю и лучше растворяется в нем. Используют растворителя 40 - 60% от общей массовой доли, например, 678,9/790,4 кг/л. Затем раствор битума охлаждают оставшейся частью растворителя при интенсивном перемешивании с целью охлаждения до температуры ниже 50^oC. В охлажденный раствор вводят 19,8 кг измельченного каучука или весовую навеску его 10 - 20%-ного раствора в зону смешения с раствором битума и перемешивают до образования однородной массы.

Подготавливают камеру пуска или форму: очищают от пыли и грязи, смазывают внутреннюю поверхность смазкой, стойкой к растворителю, примененному для изготовления разделителя.

Приготавливают раствор монохлористой серы, причем используют растворителя до 20% от общей массовой доли.

Полученные растворы смешивают в соотношении 10:1 при интенсивном перемешивании в зоне смешения и общий раствор заливают в камеру пуска или форму. После выдержки не менее одного-двух часов разделитель готов для применения.

Формула изобретения

1. Состав разделителя для очистки трубопровода и разделения сред, включающий структуроформирующие компоненты и компонент, сшивающий их молекулы, в соответствующих соотношениях, придающие разделителю заданные физико-механические свойства после смешения компонентов, отличающийся тем, что используют в качестве структуроформирующих компонентов каучук или его 10 - 30%-ный раствор, растворитель - нефть, дизельное топливо и керосин, наполнитель - битум, компонента, сшивающего молекулы, - монохлористую серу при следующем соотношении компонентов на единичный объем разделителя V₀ = 1 м³:
Растворитель (дизельное топливо, керосин, нефть), кг/л - 678,9 - 790,4
Битум, кг - 119,2
Каучук, кг - 19,8
Монохлористая сера, кг/л - 5,9 - 3,5
а требуемые навески каждого компонента на определенный объем V^* определяют по формуле
M_i = (M_0i V^*)/V₀,
где M_i - массовая величина навески i-го компонента, i = 1 - 4 (М₁ - растворителя, М₂ - битума, М₃ - каучука, М₄ - монохлористой серы);
М_0i - массовая величина каждого компонента навески i-го компонента на единичный объем V₀;
V^* - объем разделителя, определяемый соотношением V^* = S L;
S - сечение трубопровода;
L - длина разделителя.

2. Способ изготовления разделителя для очистки трубопровода и разделения сред, заключающийся в определении навесок каждого компонента, в смешении компонентов в соответствующей последовательности, выдержке времени до окончания процесса формирования структуры, отличающийся тем, что монохлористую серу вводят в виде раствора в контакт с раствором структуроформирующих компонентов, причем используют растворитель для ее раствора до 20% от общей массовой доли М₁.