新型聚合物水解攪拌裝置應(yīng)用研究及攪拌流場的數(shù)值模擬.pdf

1、隨著聚合物驅(qū)油技術(shù)研究的快速發(fā)展,新型聚合物不斷被開發(fā)和應(yīng)用.新型聚合物溶液顯現(xiàn)巨大的超分子結(jié)構(gòu),表現(xiàn)出非常高的粘度.現(xiàn)有常規(guī)配制工藝不能適應(yīng)新型聚合物的配制要求,為適應(yīng)大規(guī)模生產(chǎn),滿足不同分子量及不同抗鹽聚合物水解配制要求,本文開發(fā)出適應(yīng)新型聚合物水解的工業(yè)攪拌裝置,實(shí)現(xiàn)對攪拌聚合物溶液流場的三維模擬,主要包括以下內(nèi)容.通過流變儀測量超高分子量抗鹽聚丙烯酰胺溶液的流變特性,研究了聚丙烯酰胺溶液的表觀粘度與溶液的濃度、溫度、聚合物相對分

2、子量及流動時的剪切速率的關(guān)系.聚合物溶液的濃度越高、相對分子量越大,聚合物溶液的表觀粘度就越大.隨著剪切速率的增大,聚合物溶液顯現(xiàn)出剪切稀化的特性,聚合物溶液的表觀粘度與剪切速率關(guān)系服從冪律關(guān)系.溫度升高,聚合物溶液粘度下降. 聚丙烯酰胺溶液的濃度越高,聚合物溶液的第一法向應(yīng)力差越大,說明聚合物溶液具有的彈性能量越高.在相同的剪切速率下,聚合物分子量增加,聚合物溶液的彈性增強(qiáng).溫度升高,聚合物溶液彈性減弱.根據(jù)聚丙烯酰胺溶液流變

3、實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù),建立的聚合物溶液的粘彈公式為模擬聚合物溶液流體流動提供了依據(jù). 設(shè)計(jì)開發(fā)適用于該聚合物水解的新犁攪拌裝置,通過小試及工業(yè)放大試驗(yàn)研究,優(yōu)化設(shè)備結(jié)構(gòu)、優(yōu)化操作參數(shù).這種新型攪拌裝置能有效地改善流場的循環(huán)性能,提高均一化的速度,使新型聚合物的熟化時間由原來的4h降到現(xiàn)在的2h,聚合物溶液的粘度提高了10﹪,而且攪拌功率略有下降.實(shí)現(xiàn)對攪拌聚合物溶液流場的二維模擬.流場模擬顯示,二葉槳的軸向流動不足以使聚合物溶液在全槽形成主