專(zhuān)利名稱(chēng)：：一種油田鉆井用溴化鈣溶液的制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
：本發(fā)明涉及一種油田鉆井用溴化鈣溶液的制備方法，具體地說(shuō)是一種利用生石灰制備溴化鈣溶液的方法。
背景技術(shù)：
：溴化鈣在醫(yī)藥上用作鎮(zhèn)靜劑，作用于中樞神經(jīng).以加強(qiáng)太腦皮層的抑制過(guò)程，也用于合成治療神經(jīng)衰弱及癲癇病的藥物；可作為化學(xué)分析及光敏紙、礦泉水、制冷劑和滅火劑的重要組份；還可制造溴化銨、照相業(yè)的顯影劑等。以高比重的溴化鈣溶液為載體復(fù)配而成的清潔完成液，在石油鉆井、完井、修井過(guò)程中，由于能較大幅度地提高原油產(chǎn)出率，而受到用戶的廣泛關(guān)注。早在70年代，這種完井液首先在國(guó)外就獲得了成功，從90年代開(kāi)始，我國(guó)的海上石油總公司的試驗(yàn)也獲得了成功，以后又有少數(shù)這類(lèi)油井相繼投入生產(chǎn)。由于產(chǎn)能的猛增，至1995年，我國(guó)的溴素產(chǎn)量己占到世界的第四位，但以溴化鈣為主體的清潔完成液不僅沒(méi)有投入更加廣泛的國(guó)際市場(chǎng)，至1996年國(guó)內(nèi)的鉆井公司反而也用起了洋貨，其原因是國(guó)內(nèi)溴化鈣的價(jià)格難以同國(guó)外的相抗衡。因而，溴化鈣產(chǎn)品面臨著鞏固并大力開(kāi)拓國(guó)內(nèi)市場(chǎng)、打人國(guó)際市場(chǎng)的艱巨任務(wù)。改革溴化鈣生產(chǎn)工藝，增加其技術(shù)含量、較大幅度地降低其價(jià)格勢(shì)在必行。傳統(tǒng)的溴化鈣生產(chǎn)工藝主要有以下幾種(1)溴化亞鐵法，是將溴素與鐵屑反應(yīng)生成溴化亞鐵，然后與石灰發(fā)生復(fù)分解反應(yīng)，再經(jīng)過(guò)除鐵，脫色，過(guò)濾，蒸發(fā)，濃縮，冷卻而制得溴化鈣產(chǎn)品(CaBr22H20);(2)直接法，是以氨、氧化鈣、溴素為原料，需要除氨，調(diào)節(jié)體系的PH值，脫色，濃縮，冷卻制得產(chǎn)品(CaBr2*H20);(3)大理石法，將氫溴酸加入大理石(CaC03)中反應(yīng)，經(jīng)煮沸、過(guò)濾、蒸發(fā)、濃縮、冷卻、結(jié)晶制得產(chǎn)品；(4)石灰乳法，用石灰乳與氫溴酸反應(yīng)而得。該法與大理石法需先制備氫溴酸，但氫溴酸濃度一般不超過(guò)40%，因而液量大，蒸發(fā)濃縮耗能較多；并且大理石法因受原料的限制，質(zhì)量不易達(dá)到要求，所以此兩種方法不常采用。目前工業(yè)生產(chǎn)中常以溴化亞鐵法和直接法為主。然而溴化亞鐵法產(chǎn)率較低(約66.7%)，且需用的鐵屑多以刨、銑、車(chē)床下腳料為主要原料，這些原料中油污較多，必須洗凈，增加了處理費(fèi)用，否則會(huì)影響產(chǎn)品質(zhì)量。直接法產(chǎn)率可達(dá)86%以上，但液氨應(yīng)過(guò)量，而且包裝、運(yùn)輸、貯存都比較麻煩，生產(chǎn)中氣化損失也較大，給生產(chǎn)貯運(yùn)帶來(lái)一些不便。尿素還原法制備溴化鈣是直接法的改進(jìn)，也僅是將其中液氨改為尿素。上述工藝都是以成品溴為原料，因而生產(chǎn)成本高是顯而易見(jiàn)的，同時(shí)帶來(lái)的工藝過(guò)程長(zhǎng)、設(shè)備復(fù)雜、勞務(wù)及能耗的投入量大，更使成本有大幅度上調(diào)的趨勢(shì)。本工藝?yán)昧畠r(jià)易得的氧化鈣和氫氧化鈣，與氫溴酸反應(yīng)，反應(yīng)完成液比重在1.71以上，可直接壓濾、包裝為合格產(chǎn)品。該生產(chǎn)工藝簡(jiǎn)化，能使溴化鈣的成本大幅度下降，因而必將具有極強(qiáng)的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)能力。
發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明的目的是提供一種油田鉆井用溴化鈣溶液的制備方法。即采用先投加定量的溴化鈣溶液產(chǎn)品，作為載體，然后投入生石灰，滴加氫溴酸至反應(yīng)完全，再加入熟石灰，滴加氫溴酸至反應(yīng)完成。該工藝不需要蒸發(fā)、冷卻工序，利用廉價(jià)易得的生石灰，降低了生產(chǎn)成本，操作簡(jiǎn)易；克服了現(xiàn)有工藝制備的產(chǎn)品不穩(wěn)定的缺陷，并且收率大大提高，該工藝制備的產(chǎn)品不會(huì)析出有機(jī)雜質(zhì)，增強(qiáng)了產(chǎn)品的穩(wěn)定性，提高了生產(chǎn)效率，經(jīng)濟(jì)效益顯著增加。為了實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的目的，本發(fā)明所提供的油田鉆井用溴化鈣溶液的制備方法，包括下述步驟(1)將溴化鈣水溶液預(yù)先投入到反應(yīng)釜中，在攪拌條件下，按氧化鈣與溴化鈣水溶液的重量比為1:12的配比關(guān)系，將氧化鈣投入到反應(yīng)釜中，然后向反應(yīng)釜中滴加重量為氧化鈣的5.45.8倍的氫溴酸，滴加時(shí)間為12小時(shí)；滴加完畢后，在攪拌和溫度7010(TC條件下，使氧化鈣與氫溴酸反應(yīng)13小時(shí)，得到料液A;(2)在攪拌和溫度809(TC條件下，將重量為上述氧化鈣的0.81.5倍的氫氧化鈣加入到反應(yīng)料液A中，然后在攪拌和溫度809(TC條件下向反應(yīng)料液A中滴加重量為氫氧化鈣的35倍的氫溴酸，滴加時(shí)間為12小時(shí)；滴加完畢后，在上述反應(yīng)條件下使氫氧化鈣和氫溴酸繼續(xù)反應(yīng)1560分鐘，得到料液B;檢測(cè)料液B的酸堿度，若料液B的pH值為68，則對(duì)料液B進(jìn)行活性炭吸附脫色，沉降池沉降，再經(jīng)壓濾、精濾后得到無(wú)色透明的濾液，該濾液即為溴化鈣溶液產(chǎn)品，若料液B的pH值不在68范圍內(nèi)，則向料液B中添加氫氧化鈣或氫溴酸調(diào)節(jié)酸堿度，使料液B的pH值在68范圍內(nèi)，然后對(duì)調(diào)節(jié)好酸堿度的料液B進(jìn)行活性炭吸附脫色，沉降池沉降，再經(jīng)壓濾、精濾后得到濾液，該濾液即為油田鉆井用溴化鈣溶液。所述氫溴酸滴加過(guò)程以及氫溴酸滴加完成后的氫氧化鈣和氫溴酸的繼續(xù)反應(yīng)過(guò)程，在負(fù)壓條件下進(jìn)行，真空度在0.060.08Mpa之間。由于反應(yīng)過(guò)程中氫溴酸參與反應(yīng)，該過(guò)程中會(huì)產(chǎn)生溴化氫氣體，因此通過(guò)負(fù)壓把溴化氫從反應(yīng)釜中抽到吸收罐中，并用堿液中和，以達(dá)到減少有害氣體的排放，改善操作環(huán)境，更符合環(huán)保要求之目的。本發(fā)明中所述的反應(yīng)載體為溴化鈣的水溶液，要求溴化鈣的含量>53%，溶液的比重大于等于1.71，溶液中氯化物含量小于等于0.5%，硫酸根小于等于0.01%。上述溴化鈣水溶液為市場(chǎng)銷(xiāo)售的現(xiàn)有產(chǎn)品，例如，可以采用山東天信化工有限公司生產(chǎn)的溴化鈣水溶液制品。氫溴酸采用濃度為4849%(質(zhì)量分?jǐn)?shù))的工業(yè)用氫溴酸，氧化鈣純度和氫氧化鈣的純度均為95%以上(質(zhì)量分?jǐn)?shù))°本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)如下該方法省去了蒸發(fā)、冷卻的工序，工藝簡(jiǎn)化，降低了生產(chǎn)成本中的蒸汽消耗；且人工費(fèi)降低，不再需要蒸發(fā)工序的人員；該產(chǎn)品溶液不會(huì)析出有機(jī)物雜質(zhì)，克服了現(xiàn)有工藝制備的產(chǎn)品不穩(wěn)定的缺陷，增強(qiáng)了產(chǎn)品的穩(wěn)定性，提高了生產(chǎn)效率；工藝中利用了廉價(jià)易得的生石灰，降低了生產(chǎn)成本，操作簡(jiǎn)易，并且收率大大提高，經(jīng)濟(jì)效益顯著增加。具體實(shí)施方式實(shí)施例1將溴化鈣水溶液(溴化鈣的含量為53%)500Kg預(yù)先投入到反應(yīng)釜中，在攪拌條件下，將500Kg氧化鈣投入到反應(yīng)釜中。開(kāi)啟真空泵，使反應(yīng)釜內(nèi)真空度達(dá)到0.07Mpa，然后向反應(yīng)釜內(nèi)滴加質(zhì)量分?jǐn)?shù)為48%的氫溴酸2800Kg，滴加時(shí)間1.4小時(shí)，在攪拌、溫度809(TC和上述負(fù)壓條件下，使氧化鈣與氫溴酸反應(yīng)1.9小時(shí)，得到反應(yīng)料液A;在攪拌和溫度8085'C條件下，將400Kg氫氧化鈣加入到反應(yīng)料液A中，然后在攪拌、溫度8085'C和上述負(fù)壓條件下，向反應(yīng)料液A中滴加質(zhì)量分?jǐn)?shù)48%的氫溴酸2000Kg，滴加時(shí)間1.4小時(shí)；滴加完畢后，在上述反應(yīng)條件下，使氫氧化鈣和氫溴酸繼續(xù)反應(yīng)30分鐘，得到料液B;檢測(cè)料液B的酸堿度，其pH值為5.5，向料液B中加入氫氧化f5，調(diào)整料液B的酸堿度使其pH值為6.7，然后對(duì)調(diào)節(jié)好酸堿度的料液B進(jìn)行活性炭脫色吸附，沉降池沉降，再經(jīng)壓濾、精濾后得到無(wú)色透明濾液6074Kg，該濾液即為本發(fā)明所述的油田鉆井用溴化鈣溶液，產(chǎn)品收率97.98%。實(shí)施例2將溴化鈣水溶液(溴化鈣的含量為53%)600Kg預(yù)先投入到反應(yīng)釜中，在攪拌條件下，將500Kg氧化鈣投入到反應(yīng)釜中。開(kāi)啟真空泵，使反應(yīng)釜內(nèi)真空度達(dá)到0.06Mpa，然后向反應(yīng)釜內(nèi)滴加質(zhì)量分?jǐn)?shù)為48%的氫溴酸2785Kg，滴加時(shí)間1.2小時(shí)，在攪拌和溫度708(TC條件下，使氧化鈣與氫溴酸反應(yīng)1.5小時(shí)，得到反應(yīng)料液A;在攪拌和溫度8590"C條件下，將440Kg氫氧化轉(zhuǎn)加入到反應(yīng)料液A中，然后在攪拌、溫度859(TC和上述負(fù)壓條件下，向反應(yīng)料液A中滴加質(zhì)量分?jǐn)?shù)48X的氫溴酸2125Kg，滴加時(shí)間1.2小時(shí)；滴加完畢后，在上述反應(yīng)條件下，使氫氧化鈣和氫溴酸繼續(xù)反應(yīng)20分鐘，得到料液B;檢測(cè)料液B的酸堿度，其pH值為7.2，不用調(diào)節(jié)料液B的酸堿度，便可對(duì)料液B進(jìn)行活性炭脫色吸附，沉降池沉降，再經(jīng)壓濾、精濾后得到無(wú)色透明濾液6256Kg，該濾液即為本發(fā)明所述的油田鉆井用溴化鈣溶液，產(chǎn)品收率97.08Q^。實(shí)施例3將溴化鈣水溶液(溴化鈣的含量為53%)700Kg預(yù)先投入到反應(yīng)釜中，在攪拌條件下，將500Kg氧化鈣投入到反應(yīng)釜中。開(kāi)啟真空泵，使反應(yīng)釜內(nèi)真空度達(dá)到0.07Mpa，然后向反應(yīng)釜內(nèi)滴加質(zhì)量分?jǐn)?shù)為49%的氫溴酸2700Kg，滴加時(shí)間1小時(shí)，在攪拌和溫度9010(TC條件下，使氧化鈣與氫溴酸反應(yīng)1小時(shí)，得到反應(yīng)料液A;在攪拌和溫度8288"C條件下，將550Kg氫氧化轉(zhuǎn)加入到反應(yīng)料液A中，然后在攪拌、溫度8288。C和上述負(fù)壓條件下，向反應(yīng)料液A中滴加質(zhì)量分?jǐn)?shù)為49%的氫溴酸2000Kg，滴加時(shí)間1小時(shí)；滴加完畢后，在上述反應(yīng)條件下，使氫氧化鈣和氫溴酸繼續(xù)反應(yīng)15分鐘，得到料液B;檢測(cè)料液B的酸堿度，其pH值為8.5，向料液B中加入氫溴酸，調(diào)整料液B的酸堿度使其PH值為7.5，然后對(duì)調(diào)節(jié)好酸堿度的料液B進(jìn)行活性炭脫色吸附，沉降池沉降，再經(jīng)壓濾、精濾后得到微黃色透明濾液6260Kg，該濾液即為本發(fā)明所述的油田鉆井用溴化鈣溶液，產(chǎn)品收率97.55%。實(shí)施例4將溴化鈣水溶液(溴化鈣的含量為53%)800Kg預(yù)先投入到反應(yīng)釜中，在攪拌條件下，將500Kg氧化鈣投入到反應(yīng)釜中。開(kāi)啟真空泵，使反應(yīng)釜內(nèi)真空度達(dá)到0.08Mpa，然后向反應(yīng)釜內(nèi)滴加質(zhì)量分?jǐn)?shù)為48%的氫溴酸2850Kg，滴加時(shí)間1.6小時(shí)，在攪拌和溫度7585。C條件下，使氧化鈣與氫溴酸反應(yīng)2.4小時(shí)，得到反應(yīng)料液A;在攪拌和溫度8085t:條件下，將600Kg氫氧化f!加入到反應(yīng)料液A中，然后在攪拌、溫度8085"C和上述負(fù)壓條件下，向反應(yīng)料液A中滴加質(zhì)量分?jǐn)?shù)為48%的氫溴酸2150Kg，滴加時(shí)間1.6小時(shí)；滴加完畢后，在上述反應(yīng)條件下，使氫氧化鈣和氫溴酸繼續(xù)反應(yīng)40分鐘，得到料液B;檢測(cè)料液B的酸堿度，其pH值為8.8，向料液B中加入氫溴酸，調(diào)整料液B的酸堿度使其pH值為6.5，然后對(duì)調(diào)節(jié)好酸堿度的料液B進(jìn)行活性炭脫色吸附，沉降池沉降，再經(jīng)壓濾、精濾后得到無(wú)色透明濾液6695Kg，該濾液即為油田鉆井用溴化鈣溶液，產(chǎn)品收率97.12%。實(shí)施例5將溴化鈣水溶液(溴化鈣的含量為53%)900Kg預(yù)先投入到反應(yīng)釜中，在攪拌條件下，將500Kg氧化鈣投入到反應(yīng)釜中。開(kāi)啟真空泵，使反應(yīng)釜內(nèi)真空度達(dá)到0.07Mpa，然后向反應(yīng)釜內(nèi)滴加質(zhì)量分?jǐn)?shù)為49%的氫溴酸2725Kg，滴加時(shí)間1.8小時(shí)，在攪拌和溫度8595'C條件下，使氧化鈣與氫溴酸反應(yīng)2.6小時(shí)，得到反應(yīng)料液A;在攪拌和溫度8590。C條件下，將650Kg氫氧化鈣加入到反應(yīng)料液A中，然后在攪拌、溫度859(TC和上述負(fù)壓條件下，向反應(yīng)料液A中滴加質(zhì)量分?jǐn)?shù)49X的氫溴酸2125Kg，滴加時(shí)間L8小時(shí)；滴加完畢后，在上述反應(yīng)條件下，使氫氧化鈣和氫溴酸繼續(xù)反應(yīng)50分鐘，得到料液B;檢測(cè)料液B的酸堿度，其pH值為9，向料液B中加入氫溴酸，調(diào)整料液B的酸堿度使其PH值為7.8，然后對(duì)調(diào)節(jié)好酸堿度的料液B進(jìn)行活性炭脫色吸附，沉降池沉降，再經(jīng)壓濾、精濾后得到微黃色透明濾液6730Kg，該濾液即為油田鉆井用溴化鈣溶液，產(chǎn)品收率97.50°%。實(shí)施例6將溴化鈣水溶液(溴化鈣的含量為53%)1000Kg預(yù)先投入到反應(yīng)釜中，在攪拌條件下，將500Kg氧化鈣投入到反應(yīng)釜中。開(kāi)啟真空泵，使反應(yīng)釜內(nèi)真空度達(dá)到0.07Mpa，然后向反應(yīng)釜內(nèi)滴加質(zhì)量分?jǐn)?shù)為48%的氫溴酸2900Kg，滴加時(shí)間2小時(shí)，在攪拌和溫度8395。C條件下，使氧化鈣與氫溴酸反應(yīng)3小時(shí)，得到反應(yīng)料液A;在攪拌和溫度8085i:條件下，將750Kg氫氧化鈣加入到反應(yīng)料液A中，然后在攪拌、溫度8085"和上述負(fù)壓條件下，向反應(yīng)料液A中滴加質(zhì)量分?jǐn)?shù)為48%的氫溴酸2250Kg，滴加時(shí)間2小時(shí)；滴加完畢后，在上述反應(yīng)條件下，使氫氧化鈣和氫溴酸繼續(xù)反應(yīng)60分鐘，得到料液B;檢測(cè)料液B的酸堿度，其pH值lO，向料液B中加入氫溴酸，調(diào)整料液B的酸堿度使其pH值為6.8，然后對(duì)調(diào)節(jié)好酸堿度的料液B進(jìn)行活性炭脫色吸附，沉降池沉降，再經(jīng)壓濾、精濾后得到無(wú)色透明濾液7200Kg，該濾液即為油田鉆井用溴化鈣溶液，產(chǎn)品收率97.25%。實(shí)施例1-6制得的溴化鈣產(chǎn)品的質(zhì)量檢測(cè)結(jié)果見(jiàn)表1。表1產(chǎn)品質(zhì)量檢測(cè)結(jié)果表<table>tableseeoriginaldocumentpage8</column></row><table><table>tableseeoriginaldocumentpage9</column></row><table>注溴化鈣中的外觀是通過(guò)目測(cè)法測(cè)定的。溴化鈣含量檢測(cè)依據(jù)為國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)《GB/T1265-2003》。氯化物含量檢測(cè)依據(jù)為國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)《GB/T9729-2007》。比重檢測(cè)依據(jù)為國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)《GB/T611-2006》。重金屬是用無(wú)火焰原子吸收分光光度計(jì)法進(jìn)行檢測(cè)。水不溶物檢測(cè)依據(jù)為國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)《GB/T9738-2008》。硫酸鹽檢測(cè)依據(jù)為國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)《GB/T9728-2007》。pH值檢測(cè)依據(jù)為國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)《GB/T9724-2007》。權(quán)利要求1.一種油田鉆井用溴化鈣溶液的制備方法，其特征在于該方法包括以下步驟(1)將溴化鈣水溶液預(yù)先投入到反應(yīng)釜中，在攪拌條件下，按氧化鈣與溴化鈣水溶液的重量比為1∶1～2的配比關(guān)系，將氧化鈣投入到反應(yīng)釜中，然后向反應(yīng)釜中滴加重量為氧化鈣的5.4～5.8倍的氫溴酸，滴加時(shí)間為1～2小時(shí)；滴加完畢后，在攪拌和溫度70～100℃條件下，使氧化鈣與氫溴酸反應(yīng)1～3小時(shí)，得到料液A；(2)在攪拌和溫度80～90℃條件下，將重量為上述氧化鈣的0.8～1.5倍的氫氧化鈣加入到反應(yīng)料液A中，然后在攪拌和溫度80～90℃條件下向反應(yīng)料液A中滴加重量為氫氧化鈣的3～5倍的氫溴酸，滴加時(shí)間為1～2小時(shí)；滴加完畢后，在上述反應(yīng)條件下使氫氧化鈣和氫溴酸繼續(xù)反應(yīng)15～60分鐘，得到料液B；檢測(cè)料液B的酸堿度，若料液B的pH值為6～8，則對(duì)料液B進(jìn)行活性炭吸附脫色，沉降池沉降，再經(jīng)壓濾、精濾后得到無(wú)色透明的濾液，該濾液即為溴化鈣溶液產(chǎn)品，若料液B的pH值不在6～8范圍內(nèi)，則向料液B中添加氫氧化鈣或氫溴酸調(diào)節(jié)酸堿度，使料液B的pH值在6～8范圍內(nèi)，然后對(duì)調(diào)節(jié)好酸堿度的料液B進(jìn)行活性炭吸附脫色，沉降池沉降，再經(jīng)壓濾、精濾后得到濾液，該濾液即為油田鉆井用溴化鈣溶液。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種油田鉆井用溴化鈣溶液的制備方法，其特征在于所述氫溴酸滴加過(guò)程以及氫溴酸滴加完成后的氫氧化鈣和氫溴酸的繼續(xù)反應(yīng)過(guò)程，在負(fù)壓條件下進(jìn)行，真空度在0.060.08Mpa之間。全文摘要本發(fā)明公開(kāi)了一種油田鉆井用溴化鈣溶液的制備方法，包括以下步驟(1)將溴化鈣水溶液加入到反應(yīng)釜中，作為反應(yīng)載體，然后投入氧化鈣，滴加氫溴酸，反應(yīng)完畢后，得到反應(yīng)料液A；(2)向步驟(1)中所得的反應(yīng)料液A中投入氫氧化鈣，滴加氫溴酸進(jìn)行反應(yīng)，至反應(yīng)完全。反應(yīng)完成后，反應(yīng)完成液經(jīng)過(guò)脫色、沉降、壓濾、精濾、后即得到油田鉆井用溴化鈣溶液，收率在97％以上。該工藝省去了蒸發(fā)、冷卻工序，產(chǎn)率提高，降低了生產(chǎn)成本，制備的溴化鈣產(chǎn)品長(zhǎng)時(shí)間放置過(guò)程中無(wú)有機(jī)雜質(zhì)析出，產(chǎn)品質(zhì)量穩(wěn)定，經(jīng)濟(jì)效益顯著。文檔編號(hào)C01F11/34GK101618888SQ20091001738公開(kāi)日2010年1月6日申請(qǐng)日期2009年8月3日優(yōu)先權(quán)日2009年8月3日發(fā)明者劉中華,單美青,燁孟,李國(guó)防,趙庭棟,閆曉紅申請(qǐng)人:山東天信化工有限公司