Способ получения реагентов дляпромывочных жидкостей

(щ 81 ОУЗО Союз Еооетских Социалистических РеспублиК(43) Опубликовано 07,03.81 (45) Дата опубликования оп дарствеииый комит о делам изобретен и открытий(088,8) Бюллетеньсания 07.03.81 И, Трахтенберг С. П. Пытель,В, Гринберг, Р, Н, Коростылева,И. Юшкевич и П. И, Спасский 2) Авторы изобрете Львовский ордена Ленина политехнический институт и Институт геологии и геохимии горючих ископаемых АН Украинской ССР(71) Заявителт 54) СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ РЕАГЕНТО 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 полцмеризацци акри ловых мономеров (АН) в водной соеде с последующим омылением полученных продуктов щелочью, Таким способом получают гидролизованный полиакрцлоццтрил - - гипан, полиакриламид ц другие подобные 15 реагенты 111.Недостатками такого способа являются большой расход дефицитных дорогостояцих мономеров и высокая стоимость реагентов. Кроме того, полученные по этому 20 способу реагенты -- стабилизаторы сильно повышают вязкость глинистого раствора, что затрудняет их применение для обработки нормальных и утяжеленных растворов. При использовании растворов с нс высоким содержанием глины цзвссгные реагенты сильно снижают структурно-механические свойства жидкостей.Целью изобретения является спикение расхода мономеров, стоимости реагснта и ЗО 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 и омыление полимеров щелочью, согласно изобретению . полимеризаццю мономеров проводят в среде пзмельчецпых мецилито. вых сланцев, обработанных кислым белко. вым гидр олиз атом отходов кожевеннообувной промышленности в присутствии моцомера.Прц выполнении спосооа компоненты берут в следующем соотношении, масс, ч.: менцлптовый сланец 0,4 - 1,0; кисльш гидролизат белковых отходов 0,2 - 1,0; мономср 1,0 - 3,0.Мсцнлцтовые сланцы -- природное ми. неральцо-органическое ископаемое, запасы которого практически нс ограничены. Многократцьш анализ карпатских менилитовых сланцев показал стабильные результаты по содержанию влаги (2,1 - 3,5%), золы (68 - 73 Ь ) ц летучих (14- - 18% ) .Белковый гидролцзат получают обработкой хромированных отходов кожевенно810730 Табл пи а 1 Параметры раствора Наименование раствора СНСго,мг/смо СНСь мг/см Т,сек В,см)ч г/смз К, мм 1,03 г 23 24 219 1,03 1,28 118 78 637 25 1,27 3 43 123 6 Примечание:Т - вязкость глинистого раствора, сек;В - водоотдача глинистого раствора, см",К - толщина корки, образующейсяфильтраии раствора, мм;у - удельный вес глинистого раствора, г/см; СНСг - статическое напряжение сдвига глинистого раствора, определенное черезмии иа.хождения раствора в покое, мг/см;С Сг,то жс, через О мигг. после Таблггцл 2 Параметры раствора Наименование раствора мг/см,СНСг В сго К, мм г,/с.,го Т, сск мггс." 1,28 29 1,77 3обувной промышленности хромовая стружка, обрезь) 2% -ным раствором соляной (или серной) кислоты при 80 - 90 С до полного растворения.Реагенты получают следующим обра. зом.В рсактор с механической мешалкой, обратным холодильником и приспособлением для обогрева загружают гзоду, кислый белковый гидролизат и мелко измельченные менилитсвые сланцы, Смесь слабо размешивают в течение 1 О - 60 миг (в зависимости от объема загрузки) при комнатной температуре, загрукагот мономер и инициатор полимеризации и нагревают при слабом размешивании до окончания реакции (практически полного превращения мономера). После этого загрукают раствор щелочи и проводят омыленис образовавшегося сополимера.Мримср 1. В реактор, снабженный мешалкой и обратным холодильником, загружагот 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 теченгг 40 мин, а затем нагревают до 90 - 94 С и размешивают в течение 1,5 ч. После этогс Малоглинистый (глина месторожде.ння Махарадзе)То же +0,2 об. % продукта Нормальный глинистый раствор(глина Розвадовского месторождения комовая, гидрослюдпстая) То же + 0,2 об, /о продукта Гггггггистьгй (глина Розва.довского месторождения, комовая, гидрослюдпстая)То оке, с добавкой 0,34 об.7 о продукта 4добавляют 420 масс. ч. воды, 29 масс. ч.30%-ного раствора Ха 01-1 и размешиваотпри 92 - 94 С в течение б ч. Получают бурую однородную:,ассу,6 Действие полученного про,гукта па параметры глинистого раствора показано вгабл. 1,Для получения такого же эффекта поспюкениго водоотдачи при использовании)О гипана (реагента, получаемого по п 1;ототппу) необходимо добавить 1,0 об. /о (в рас.чете на сухое всщество), по при этом раствор полностью тсряет структуру.Таким образом, при пониженном (в трираза) расходе, полученный реагспт понижает водоотдачу и выполняет функциюструктурообразоватсля при умеренном погзышснпи вязкости раствора.Мрпмер 2. В реактор, снабженный ме 20 хагичсской мсшзгл кой и обате 1 ьгз холодильником, загру)кагот 2,27 масс. и. менилитового сланца, 99,3 масс. ч. водьг,15,5 мас. ч, кислого гидролизата хромовойстружки (5,68 масс. ч. 100%-ного ьещест 23 ва), размегпивают 20 мин. Мосле эгого добавляют 0,24 масс. г. персульфата аммония и 17,05 масс. ч. акрилонитрпла, нагревают до 90 С и при 90 - 94 С размешивают в течение 1,5 ч, Далее добавляют30 100 масс, ч. воды, 44 масс, ч. 30%-ного810730 Таолпца Г 1 араметры раствора Нлпмсповакис раствора С 1.1 С 1 о, мг/см." СНСь мг/см)3, см Ь;, мм Т, сск 1 линистый (глина Розвадского месторождения, комовая, гидросгиодистая)То же, с добавкой 0,3 об. % продукта 25 1,28 37 1,27 10 27 Таблица 4 Параметры раствора Наименование растворамг,см К, мм В, смз Т, сок Малоглинпстый Махарадзенский бентонит) То же + 0,22 об. % рсагента1,04 0,5 17 24 23 1,04 0,5 52 Таблица 7 Параметры раствора Ьамсеюванис растворл(по объему) гппапа 25 Раствор загустел, вязкость очень высокая, не поддается измерению 1,28 раствора КаОН и нагревают при 92 - 94 С в течение 5 ч. Получают однородно рас. пределенный 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. 6Пример 3. В реактор, снабженный механической мешалкой и обратным холодильником, загружают 6,3 масс. ч. менили.тового сланца, 19,2 масс, ч, воды, 5 8,6 масс, ч. кислого гидролизата хромовойстружки (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 размешп.О - о 65 7вают еще 20 мин. Далее реакционную массу нагревают 1,5 ч при 90 - 94 С. Послеэтого загружают 100 масс. ч. воды и39,9 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 продуктана параметры глинистого раствора.Из табл. 3 видно, что реагент одновременно понижает водоотдачу и повышаетструктуру раствора,Пример 4. В реактор, снабженный механической мешалкой и обратным холодильником, загружают 11,36 масс. ч, мснилитового сланца, 18,4 масс. ч. водь 1,6,2 масс. ч. кислого гидролизата хромовойстружки (2,27 масс. ч. 100%-ного вещества), 0,14 масс, ч. персульфата аммония и11,36 масс. ч. акрилонитрила, Размешивают в течение 40 мин, нагревают до 90 Си при 90 - 94 С размешивают в течение1,5 ч. Затем добавляют 100 масс. ч. воды,29 масс. ч. 30%-ного раствора Ка 011, нагревают в течение 3 ч при 92 - 94 С, добавляют сше 100 масс. ч. воды и нагревают сщс 9 ч. Получают густую однородную массу.Действие рсагепта на глинистый раствор показано в табл. 4.Пример 5. В реактор, снабженнь 1 й механической мешалкой и обратным холодильником, загружают 3,8 масс. ч. мепилитового 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 втечение 30 мин, а затем добавляот0,23 масс, ч. персульфата аммония,7,5 масс. ч. акрилонитрила и нагреваютпрп 90 - 94 С в течение 1,5 ч. После этогодобавляют 44 мас. ч. воды, 49,8 масс. ч.30%-ного раствора МаОН и нагревают при92 - 94 С в течение 5 ч, Получают однородный вязкий бурый продукт. Его действиена глинистый раствор показано в табл.5.Таким образом, полученный реагент понижает водоотдачу и выполняет функцииструктурообразоватсля при умеренном повышении вязкости раствора.Пример 6. В реактор, снабженный механической мешалкой и обратным холодильником загружают 11,36 масс, ч. менилитового сланца, 14,8 масс. ч. воды,6,8 масс ч, кислого гидролизата хромовойстружки 2,27 масс. ч. 100%-ного вещества,размешивают 20 мин, далее добавляют0,54 масс. ч. персульф ата аммония,11,36 масс. ч, акрилонитрила и размешивают еще 20 мин, нагревают до 90 С и при90 - 94 С размешивают в течение 1,5 ч. Затем добавляют 200 масс. ч, воды, 29 масс. ч30%-ного раствора КаОН и нагревают при92 - 94 С в течение 2 ч. Далее добавляютЗаказ 2146 Изд,234 Тираж 530 ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж, Раушская наб., д, 4/5Подписное Загорская типография Упрполиграфиздата Мособлисполкома 375 масс. ч. воды и размешивают при нагревании еще 8 ч, Получают густу,о бурую массу.Действис реагента на глинистый раст. вор показано в табл. 6.Данные по воздействию гипана (прото. тип) на глинистый раствор приведены гз табл. 7.Из табл. 7 следует, что гипан, положительно действуя на снижение водоогдачи глинистого раствора, одновременно сильно повышает вязкость и снижает структуру раствора. Это затрудняет применение гипана для обраоотки глинистых 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 снижение 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 дости 1 аются при добавке реагента в количестве 0,2 - 0,4 об. %, 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 10гипана по известному способу и реагентов по примерам предлагаемого способа.Данные табл. 8 показывают, что посравнению с прототипом расход дефицит ного и дорогостоящего акрилонитрила наизготовление 1 т реагснта по предлагаемому способу снижается в 1.5 - 2,6 раза. С учетом уменьшенной потребности реагентов расход акрилонитрила снижается и 2,3 - 10 5,9 раза, Из таблицы также следует, чтостоимость сырья для приготовления 1 т рс.агента 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 до 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 ю 25 щи й с я тем, что, с целью снижения расхода мономеров, стоимости реагента и повышения его качества, полимеризацшс1,0 - 3.0 масс, ч. акрилонитрила проводятв присутствии 0,4 - 1,0 масс. ч. менплито 30 вых сланцев, обработанных 0,2 - 1,0 масс,ч.кислого гидролизата белковых отходов кожевенно-обувной промышленности.Источники информации,принятые во внимание при экспертизе35 1. Паус К. Ф., Буровые промывочныежидкости, М., Недра, 1967 (прототип),