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).