Способ получения препарата,преимущественно, для стабилизации глинистых растворов

Способ получения препарата,преимущественно, для стабилизации глинистых растворов

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

ОПИСАН ИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ i ц 664974

Союз Соеетсккх

Социалистических

Республик

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 01.08.75 (21) 2162580/23-05 с присоединением заявки ¹ (23) Приоритет (43) Опубликовано 30.05.79. Бюллетень Ме 20 (45) Дата опубликования описания 30.05.79 (51) М. Кл.

С 08L 1/28

С 081 ЗЗ/20, Государстееиный комитет

СССР по делан изобретений и открытий (53) УДК 66.063.672 (088.8) (72) Авторы изобретения

А. Абидханов, А. Алимов и К. С. Ахмедов

Институт химии АН Узбекской ССР (71) Заявитель (54) СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ПРЕПАРАТА, ПРЕИМУЩЕСТВЕННО, ДЛЯ СТАБИЛИЗАЦИИ ГЛИНИСТЪ|Х

РАСТВОРОВ

Изобретение относится к технологии получения препаратов на основе карбоксиметилцеллюлозы, которые могут быть использованы, преимущественно, в качестве стабилизатора глинистых растворов при бурении нефтегазовых скважин, стабилизаторов других дисперсных систем, а также в качестве клеящих средств и структурообразователей почв.

Известно использование в качестве стабилизатора глинистых растворов натриевой соли карбоксиметилцеллюлозы (Na-КМЦ)

М.

Указанный стабилизатор получают обработкой щелочной целлюлозы (древесины или хлопка) водным раствором NaOH:B течение 1 ч с последующей после отжима и измельчения обработкой монохлорацетатом натрия при перемешивании в течение 2,5ч, Недостатками стабилизатора глинистых растворов, полученного известным способом, являются: низкое содержание основного вещества, которое составляет в абсолютно сухом техническом продукте 52%, сравнительно небольшая степень полимеризации (500), высокая водоотдача глинистого раствора (до 5 мл), недостаточно высокая растворимость в воде (98, 6% в пересчете на абсолютно сухой технический продукт), образование отстоя при хранении.

Цель изобретения — улучшение стабилизирующих свойств препарата, а именно: придание низкой водоотдачи (3 мл), получение тонкой .глинистой корки, отсутствие

5 суточного отстоя, Достигается это за счет тото, что при взаимодействии щелочной целлюлозы с монохлорацетатом натрия в щелочной среде в реакционную смесь вводят при 25 — 35 С

I0 полиакрилонитрил (ПАН) при следующем весовом соотношении компонентов смеси:

Щелочная целлюлоза 62,5 — 64

Монохлорацетат натрия 31,6 — 33,7

15 Полиакрилонитрил 3,3 — 5,0 перемешивают при указанной температуре

60 — 90 мин и затем выдерживают 60—

90 мин. В качестве ПАН возможно использовать отходы волокна нитрон.

20 Полученный по изобретению препарат представляет собой смесь натриевой соли кар боксиметилцеллюлозы, полиакрилонитрила и гидролизованного полиакрилонитрила. Условное название препарата—

25 Карбопан. Препарат растворим в воде и не растворим в других растворителях.

Пр имер 1. 404 кг хлопковой или древесной щелочной целлюлозы, содержащей

28 — 30% влаги, предварительно разрыхля30 ют и загружают в аппарат смеситель-из664974

6,0

9,0

Таблица 1

Na-КМЦ (I OCT 5588-70) Карбопан

Показатели

62

Содержание основного вещества в абсолютно сухом техническом продукте, (не менее) у

Степень полнмернзации (не менее)

Степень замещения по карбоксиметильным группам

Растворимость в воде в пересчете на абсолютно сухой технический продукт, Содержание свободного едкого натрия в абсолютно сухом техническом продукте, y„

Водоотдача глинистого раствора, мл

Вязкость 0,5у,-ного водного раствора iVaкарбокснметнлцеллюлозы в пересчете на основное вещество, спз

Растворимость в воде в пересчете на абсолютно сухой технический продукт, y„

80 — 82

99,8

99,3

Нет

3,5 — 5

20

99,3

99,8 мельчитель. При перемешивании и измельчении добавляют 208 кг монохлорацста.;а натрия. Измельчение и перемешиванис ведут 30 мин. Затем к смеси добавляют

16 кг ПАН и 9 кг едкого патра (18 л раст- 5 вора едкого натрия с концентрацией

500 г/л) из расчета 12 кг сухого едкого патра с учетом щелочи, сопутствующей щелочной целлюлозе. Измельчают и перемешивают 90 мин. Во время измельчения смесь 10 охлаждают при помощи хладагента, поступающего в рубашку аппарата.

Приостанавливая измельчение и персмешивание, смесь переводят в специальныс емкости-дозреватели при температуре 32 — 15

35 С и выдерживают 60 — 90 мин.

За время выдержки наблюдается рост температуры смеси от 35 до 95 С за счет экзоэффекта процесса этерификации, Из смеси бурно выделяется газообразный аммиак, так как интенсивно протекает реакция гидролиза ПАН.

С истечением времени дозревания реакционную массу переводят в бункер-разрыхлитель с зонтом вытяжки, откуда ее пневмотранспортером подают в аэрационные сушилки. Высушенный Кар бопан из циклонов аэрационной сушилки попадает в бункер, где его упаковывают в крафт-мешки. За 30 цикл работы при указанных нормах загрузки компонентов получают 520 — 530 кг

Карбопана, имеющего следующие показатели:

Содержание активного

35 вещества, 62,4

Содержание Na-КМЦ, % 54,6

Из приведенных результатов видно, что полученный новый препарат может быть эффективным заменителем Na-КМЦ. Со- 40 держание основного вещества увеличивается на 10% по сравнению с содержанием основного вещества в Na-КМЦ.

Содержание гидролизованного ПАН, 7,8

Содержание воды, % 9,2

Содержание минералы|ых солей, % 18,4

Содержание гликолятов, о/, 9,8

Прочие примеси, % 0,2

Насыпной вес, кг/м 600 †8

Удельный вес, r/см 1,59 — 1,60

Пример 2, Процесс проводят по примеру 1, но вместо порошкообразного ПАН добавляют 13 — 20 кг отходов волокна нитрон (окончательный брак, полимерная труха, крошка ПАН). Добавляют 10 — 11 кг едкого натрия (20 — 22 л раствора, содержащего едкий натрий с концентрацией

500 г/л).

За цикл работы установки при указанных нормах загрузки компонентов получают

530 — 540 кг препарата со следующими показателями:

Содержание активного вещества, % 60 — 61

Содержание Na-КМЦ, 55,5

Содержание гидролизованного ПАН, %

Содержание воды, о

Содержание минеральных солей, 0 19,0

Содержание гликолятов, О !О

Прочис примеси, % 0,5

Насыпной Вес, кг/м 600 †8

Удельный вес, кг/м 1,59 — 1,60

Физико-химические свойства Карбопана и известного стабилизатора Na-КМЦ приведены в табл. 1.

Полученный препарат кроме стаоилизации глинистых растворов может применяться в различных отраслях народного хозяй- ства.

Свойства известного и предложенного препаратов, характеризующие эффектив664974

Из табл. 2 видно, что предложенный полимерный препарат Карбопан приводит к увеличению водогр очности почвенных агрегатов до 93,70 /а.

5 Таким образом, полученный порошкообразпый препарат может быть использован как эффективный структурообразователь малоструктурных почв.

Сравнительные данные Карбопан и

10 Na-КМЦ, характеризующие их эффективность как стабилизаторов глинистых растворов приведены в табл, 3.

Как следует из табл. 3, глинистый раствор, обработанный препаратом Кар бопан, 15 имеет значительно лучшие стабилизирующие свойства, чем обработанный Na-КМЦ.

Таблица 2

Концентрация препаратов, вес.

Препарат

0,1 0,25 0,5

0,01 ) 0,05

2,90 10,1

32,0 60,50

80,70 93,70

Na-КМЦ

Карбопан

50,5

29,8

Таблица 3

Показатели глинистого раствора*

Статическое предельное напряжение сдвига, мг/смя через водоотдача за

30 мин, мл суточный отстой, вязкость, сек удельный вес, г/смз толщина корки, мм

Состав раствора, у, рН

1 мин 10 мин

12,0

0,5

Глина нефтеабадская

Глина нефтеабадская -+0,5у, Na-KMU

Глина нефтеабадская+Kapбопан 0,5УО

1,29

1,29

35,5

6,0

35,45

25,30

4,5

1,0

6,5

7,0

23,0

29,5

56,05

38,15

7,0

41,30

0,3 — 0,7

1,28

0,0

22,2

56,65

3,8

Примечание: время обработки глины препаратами 24 ч.

Формула изобретения

Способ получения препарата, преимущественно, для стабилизации глинистых раст- 20 воров взаимодействием щелочной целлюлозы с монохлорацетатом натрия в щелочной среде при перемешивании, о т л и ч а ю щ и йся тем, что, с целью улучшения стабилизирующих свойств препарата, в рсакционную смесь при 25 — 35 С вводят полиакрнлонитрил при следующем весовом соотношении компонентов смеси:

Щелочная целлюлоза

62,5 — 64

Составитель Т. Винникова

Техред Н. Строганова

Редактор А. Соловьева

Корректоры: Е. Хмелева и Л. Брахнина

Заказ 843/12 Изд. М 354 Тираж 590 Подписное

НПО Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Типография, пр. Сапунова, 2 ность их как структурообразователей малоструктурных почв, а именно, влияние на водопрочность почвенных агрегатов, приведены в табл. 2.

Монохлорацетат натрия 31,6 — 33,7

Полиакрилонитрил 3,3 — 5,0 перемешивают при указанной температуре

60 — 90 мин и затем выдерживают 60—

90 мин.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Доклады на Всесоюзном научно-техническом совещании по химии и тсхнолоппi производных целлюлозы. «Верхне-Волжское книжное изд-во». 1964, с. 128.