Способ получения реагентов дляпромывочных жидкостей

 

» SI0730

Сок з Советских социалистических

Республик

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕН И

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (б1) Дополнительное к авт. свид-ву ¹â€” (22) Заявлено 28.11.78 (21) 2689290, 23-05 с присоединением заявки №-(23) Приоритет— (43) Опубликовано 07,03.81. Бюллетень № 9 (45) Дата опубликования описания 07.03.81

М Клз

С 08 F 246/00

Государствеииый комитет ссср по делам изобретений и открытий (53) УДК 678.745.32 (088.8) (72) Авторы С. И. Трахтенберг, И. В. Гринберг, P Н. Коростылева, изобретения С. П. Пытель, В. И. Юшкевич и П. И. Спасский . (71) Заявители Львовский ордена Ленина политехнический институт и Институт геологии и геохимии горючих ископаемых AH Украинской CCP (54) СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ РЕАГЕНТОВ

ДЛЯ ПРОМЫВОЧНЫХ ЖИДКОСТЕЙ

Изобретение относится к технологии получения полимерных реагентов для обработки промывочных жидкостей.

Изобретение может быть использовано в буровой технике.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому способу является способ получения полимерных реагентов для обработки промывочных жидкостей путем радикальной полпмеризацпи акриловых мономеров (АН) в водной соеде с последующим омылением полученных продуктов щелочью. Таким спосооом получают гидролизованный полиакрплонптрил —гипан, полиакриламид и другие подобные реагенты 11).

Недостатками такого способа являются большой расход дефицитных дорогостоящих мономеров и высокая стоимость реагентов. Кроме того, полученные по этому способу реагенты — — стабилизаторы сильно повышают вязкость глинистого раствора, что затрудняет их применение для обработки нормальных и утяжеленных растворов. При использовании растворов с невысоким содержанием глины пзвссгные реагенты сильно снижают структурно-механические свойства жидкостей.

Целью изобретения является сии>кение расхода мономеров, стоимости реатснта и повышение сго качсства, т. е. снижение расхода дефицитных дорогостоящих мономеров и придание реагентам-стабилизаторам повышенной структурирующей способности при умеренном повышении вязкости глинистых растворов.

Поставленная цель достигается тем, . что в известном способе, включающем полимеризацию мономеров в водной среде

)Q и омыление полимеров щелочью, согласно изобретению полимеризацню мономеров проводят в среде пзмельчеппых менилитовых сланцев, обработанных кислым белковым гидр олиз атом отходов кожевеннообувной промышленности в присутствии мономера.

Прп выполнении спосооа компоненты берут в следующем соотношении, масс. ч.: менилптовый сланец 0,4 — 1,0; кисльш гид20 ролизат белковых отходов 0,2 — 1,0; мономср 1,0 — 3,0.

Мсннлптовые сланцы — — природное MIIнерально-органическое ископаемое, запасы которого практически нс ограничены. Мно25 гократньш анализ карпатских менилитовых сланцев показал стабильные результаты по содержанию влаги (2,1 — 3,50 о), золы (б8—

73%) и летучих (14- — 18о с).

Белковый гидролизат получают обра30 боткой хромированных отходов кожевенно810730

Таблица 1

Параметры раствора

Наименование раствора

СНС„. м г/см- з СНСь

Г/см мг/см2

Т, сек В. см К, мм

1,03 23 24 2

21

1,03

1,28

11

6

25

1,27

43

123 6

Примечание:

Т вЂ” вязкость глинистого раствора, сек;

 — водоотдача глинистого раствора, см";

К вЂ” толщина корки, образующейся

< ильтрации раствора, мм; у — удельный вес глинистого раствора, г/см ;

СНС1 — статическое напряжение сдвига г;инистого раствора, определенное через i мии нахождения раствора в покое. мг/см ;

С! !С, -- то жс, через 10 мии. после

Таблица 2

Параметры раствора

Наименование раствора

СНС

В, citÇ

К, мм и/сма

Т, сск мг/смз

Глинистый (глина Розна. довского месторождения, комовая, гlläðîñëioäïñтая)

То же, с добавкой 0,34 оо. продукта

1,28

1,77

3 обувной промышленности хромовая стружка, обрезь) 2% -ным раствором соляной (или серной) кислоты при 80 — 90 С до полного растворения.

Реагенты получают следующим образом.

В рсактор с механической мешалкой, обратным холодильником и приспособлением для обогрева загружают воду, кислый белковый гидролизат и мелко измельченные менилитсвые сланцы. Смесь слабо размешивают в течение 10 — 60 ми! (в зависимости от объема загрузки) при комнатной температуре, загружают мономер и инициатор полимеризации и Hdi ðåâàют при слабом размешивании до окончания реакции (практически полного превращения мономера). После этого загружают раствор щелочи и проводят омыленис образовавшегося сополимера.

Пример 1. В реактор, снабженный мешалкой и обратным холодильником, загружают 11,4 масс. ч. менилитового сланца, 13,2 масс. ч. воды, 11,4 масс. ч. кислого гидролизата хромовой стружки (2,3 масс. ч.

100%-ного вещества), 0,41 масс. ч. персульфата аммония и 11.4 масс. ч. акрило нитрила, слабо перемешивают в течение

40 мин, а затем нагревают до 90 — 94 С и размешивают в течение 1,5 ч. После этогс

Малоглинистый (глина месторождения Махарадзе)

То же +0,2 об. % продукта

Нормальный глинистый раствор (глина Розвадовского месторождения комовая, гидрослюдпстая)

То же + 0,2 об, /о продукта

4 добавляют 420 масс. ч. воды, 29 масс. ч.

30%-ного раствора NBOH и размешива1от при 92 — 94 С в течение б ч. Получают бурую однородную :пассу.

6 Действие полученного продукта па параметры глинистого раствора показано в

1абл. 1.

Для получения такого «e эффекта пn снижению водоотдачи при использовании

l0 гипана (реагента, получаемого по п1;ототппу) необходимо добавить 1,0 оо. и (в расчете на сухое всщество), по при этом раствор полностью тсряет структуру.

Таким образом, при пониженном (в три раза) расходе, полученный реагспт понижает водоотдачу и выполняет функцию структурообразоватсля при умеренном повышении вязкости раствора.

Пример 2. В реактор, снабженный ме20 ханичсской м сшил ко!! и оорате1ым холодильником, загру>ка1от 2,27 масс. I. менилитового сланца, 99,3 масс. ч. воды, 15,5 мас. ч. кислого гидролизата хромовой стружки (5,68 масс. ч. 100%-ного вещества), размец|ивают 20 мин. После эгого до бавляют 0,24 масс. ч. персульфата аммо ния и 17,05 масс. ч. акрилонитрпла, нагревают до 90 С и при 90 — 94 С размешивают в течение 1,5 ч. Далее добавляют

30 100 масс. ч. воды, 44 масс. ч. 30%-ного

810730

Таблица 3

Параметры раствора

Нлпмсповакис раствора

C1ICt

СНС(, мг/см с»а

Т, сск

1,28

16

127

10!

Таблица 4

Параметры раствора

На им си овл пи(с раствора

СНС(, ъ(г/см2

К, мм у, г/cia

СНС(В, мг/см"Т, сек

1,03

42

1,03

Таблица 5

Параметры раствора

11аимепов:(нпс раствора

Т, сек

СНС(о, мг/см

СНС1. мг/c»"у, г/см

К, мм

1,02

58

1,02

Таблица 6

Параметры раствора

l I;tt .ttñèoâ,aíèa раствора

1 СНС,, МГ/СЗ(СНС, мг,!сх(з

I(, мм

B смз

Т, сск

Малоглинпстый Махарадзенский бентонит)

То же + 0,22 об. О рсагента

1,04

0,5

24

1,04

0,5

Таблица 7

Параметры раствора

Наименование растворл

Fi, сх(з 1„ i(i(1СНС(, мг/см-"

СНС(, (г/см2 у, г/см2

Т, сск

1,28

Глинистый (глина Роз вадовского месторождения. комовая, гидр ослюдпстая)

То же, с добавкой 1 (по объему) гппапа

Раствор загустел, вязкость очень высокая, не поддается измерению

1,28 раствора NaOH и нагревают при 92 — 94 С в течение 5 ч. Получают однородно распределенный вязкий бурый продукт.

Действие этого продукта на параметры глинистого раствора показано в табл. 2.

Из табл. 2 следует, что реагент понижает водоотдачу и одновременно усиливает структуру при умеренном повышении вязкости глинистого раствора.

1 линистый (глина Розвадского месторождения, комовая, гидрос<иодистая)

То же, с добавкой 0,3 об.

% продукта

Малоглинпстый (Ыахарадзенский бентопит)

То же + 0,3 oG. !о реагента

Малоглинистый (Махарадзенский бентонит)

То же + 0,42 об о реагента

Пример 3. В реактор, снабженный механической мешалкой и обратным холодильником, загружают 6,3 масс. ч. менилитового сланца, 19,2 масс. ч. воды, 8,6 масс. ч. кислого гидролизата хромовой стружки (3,15 масс. ч. 100%-ного вещества), размешивают 20 мин, затем добавляют 0,29 масс. ч. персульфата аммония и

15,63 масс. ч. акрилонитрила и размешп81М30

l»

Х

4 «"«

« с д о cl

»1

1о н

o л а г о ,Д

» о

L, с» с ю с с

O t l Ю

Lc» С 4 С1

СЧ с с с с

i10 с» о а о

Ж ( с»» сс» ф Ч

С »

ll5

1о о с» о

1»

О а ж а с» а сО о Д о а о д г а

С»

Л о. о

С» бО О .» с » «» с

o c»» ю » с

СЧ Ю GO О1 С

«:1 С »

F" с» о к о2а о ) о1 ю с

ОО

L»

< x— о л х а .

«» о с»» 00 cc1 о

1» «е Ю с

30 » о о х ,с 1о а- в г- с о»

1 м. X

«1

35 г дХ о A х а- (»

Л о о

c«« с о о

«"» Ю с ао е-. м. с» ц м. с» о», 1о ъ о о а,а

Я о а

1о сс о

< cc; о д

1 о х

Л (о

c» q » >, Ж

"» о

ЖЮ Ю

СС с

Л

:о

С»

o г и s ,О

Л л,Д и о с с, с

Lc» cc»

«о «»

50 с Ю

o o o ч

«у с

Г= о о

О а и с а

o = о. о а в о г

Ж о

X о .Π— c» о о

7 вают еще 20 мин. Далее реакционную массу нагревают 1,5 ч при 90 — 94 С. После этого загружают 100 масс. ч. воды и

39,9 масс. ч. 30%-ного раствора ХаОН, нагревают в течение 3 ч при 92 — 94 С, добавляют сщс 200 масс. ч. воды и нагревают еще 1 ч. Получают однородно распределенный вязкий продукт.

В табл. 3 показано действие продукта на параметры глинистого раствора.

Из табл. 3 видно, что реагент одновременно понижает водоотдачу и повышает структуру раствора.

Пример 4. В реактор, снабженный механической мешалкой и обратным холодильником, загружают 11,36 масс. ч, мснилитового сланца, 18,4 масс. ч. водь1, 6,2 масс. ч. кислого гидролизата хромовой стружки (2,27 масс. ч. 100%-ного вещества), 0,14 масс. ч. персульфата аммония и

11,36 масс. ч. акрилонитрила. Размешивают в течение 40 мин, нагревают до 90 С и при 90 — 94 С размешивают в ечение

1,5 ч. Затем добавляют 100 масс. ч. воды, 29 масс. ч. 30%-ного раствора NaOH, нагревают в течение 3 ч при 92 — 94 С, до бавляют сшс 100 масс. ч. воды и нагревают сщс 9 ч. Получают густую однородную массу.

Действие рсагента на глинистый раствор показано в табл. 4.

Пример 5. В реактор, снабженный механической мешалкой и обратным холодильником, загружают 3,8 масс. ч. менилитового сланца, 11,7 масс. ч. раствора (3,8 масс. ч. 100% -ного вещества) кислого гидрол изата хромовой стружки, 34,7 масс. ч. воды, слабо размешивают в течение 30 мин, а затем добавля|от

0,23 масс. ч. персульфата аммония, 7,5 масс. ч. акрилонитрила и нагревают прн 90 — 94 С в течение 1,5 ч. После этого добавляют 44 мас. ч. воды, 49,8 масс. ч.

30%-ного раствора МаОН и нагревают при

92 — 94 С в течение 5 ч. Получают однородный вязкий бурый продукт. Его действие на глинистый раствор показано в табл. 5.

Таким образом, полученный реагент понижает водоотдачу и выполняет функции структурообразоватсля при умеренном повышении вязкости раствора.

Пример 6. В реактор, снабженный ме ханической мешалкой и обратным холодильником загружают 11,36 масс. ч. менилитового сланца, 14,8 масс. ч. воды, 6,8 масс ч. кислого гидролизата хромовой стружки 2,27 масс. ч. 100%-ного вещества, размешивают 20 мин, далее добавляют

0,54 масс. ч. персульф ата аммония, 11,36 масс. ч. акрилонитрила и размешивают еще 20 мин, нагревают до 90 С и при

90 — 94 С размешивают в течение 1,5 ч. Затем добавляют 200 масс. ч, воды, 29масс. ч

30%-ного раствора NaOH и нагревают при

92 — 94 С в течение 2 ч. Далее добавляют

810730

Формула изобретения

Составитель Л. Переверзева

Редактор 3. Бородкина Тсхред А. Камышннкова Корректоры: В. Нам и О. Силуянова

Заказ 2146

Изд. № 234 Тираж 530

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, 7К-35, Раушская наб., д. 4/5

Подписное

Загорская типография Упрполиграфиздата Мособлисполкома

375 масс. ч. воды и размешивают при нагревании еще 8 ч. Получают густу.о бурую массу.

Действие реагента на глинистый раствор показано в табл. 6.

Данные по воздействию гипана (прототип) на глинистый раствор приведены в табл. 7.

Из табл. 7 следует, что гипан, положительно действуя на снижение водоотдачи глинистого раствора, одновременно сильно повышает вязкость и снижает структуру раствора. Это затрудняет применение гипана для обраоотки глинисты . раствороь. Из данных, приведенных в табл. 1 — 7 видно, что реагенты, полученные по предлагаемому способу, положительно действуют не только на водоотдачу, но и на вязкость и на структуру глинистых растворов.

Приведенные в примерах данные свидетельствуют о том, что предлагаемый способ обеспечивает получение качественных реагентов, которые сочетают снихкение водоотдачи с повышенным структурирующим действием на глинистые растворы при умеренном повышении их вязкости. Повышение качества реагентов приводит также к снижению их расхода: требуемые параметры глинистых растворов дости1аются при добавке реагента в количестве 0,2—

0,4 об. о о, что в 1,5 — 3,0 раза меньше добавки гипана (прототип) .

В табл. 8 сопоставлены расход сырья на 1 т реагента (в расчете на сухое вещество) и стоимость сырья для изготовления

10 гипана по известному способу и реагентов по примерам предлагаемого способа.

Данные табл. 8 показывают, что по сравнению с прототипом расход дефицитного и дорогостоящ ãо акрилонитрила на изготовление 1 т реагснта по предлагаемо»у способу снижается в 1.5 — 2,6 раза. С учетом уменьшенной потребности реагентов расход акрилонитрила снижается и 2,3—

5,9 раза. Из таблицы также следует, что стоимость сырья для приготовления 1 т р0агента снижается в 1,4 — 2,3 раза, что при использовании каждой тонны реагента даст экономический эффект от 260 до 490 руб.

Потребность рсагента составляет примерно

3000 т в год, что дает экономический эффект от 780 1о 1500 тыс. руб.

Способ получения реагентов для промывочных жидкостей путем полимеризаннп акрилонитрила в водной среде и омыленпя полимеров щелочью, о т л и ч а ющп и с я тем, что, с целью снижения расхо а мономеров. стоимости реагента и повышения его качества, полимеризацшс

1,0 — 3.0 масс. ч. акрилонитрила проводят в присутствии 0,4 — 1,0 масс. ч. менплито30 вых сланцев, обработанных 0,2 — 1,0 масс, ч. кислого гидролизата белковых отходов кожевенно-обувной промышленности.

Источники информации, принятые BO внимание при экспертизе

35 1. Паус К. Ф., Буровые промывочные жидкости, М., «Недра», 1967 (прототип).