專利名稱：一種利用造紙廢液制作深井鉆井液添加劑的工藝方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及油田深井鉆井液，尤其涉及鉆井液添加劑的制備方法。
背景技術(shù)：
在油氣可采、易采儲(chǔ)量不斷減少的情況下，油田可采已向深井、超深井方向發(fā)展， 例如中國(guó)西部油田和南方海相油藏，基本處于6000米左右的地層。井底溫度隨著井深的增加迅速提高，加之地層的復(fù)雜性對(duì)鉆井液提出了很高的要求。在深井、超深井鉆井過程中， 高密度鉆井液的技術(shù)和性能尤其重要，它是鉆井成功與否的重要保障。在20世紀(jì)70年代初，我國(guó)研制成功深井高密度鉆井液——三磺鉆井液(磺化單寧或栲膠、磺化褐煤、磺化酚醛樹脂)，并在全國(guó)范圍內(nèi)推廣應(yīng)用。隨著鉆井深度的逐漸增加，對(duì)鉆井液提出了更高的要求，鉆井液添加劑的性能對(duì)于確保深井及超深井的安全、快速所具有的重要作用日益突出。 國(guó)外相繼研制并推廣了聚合醇鉆井液、正電膠鉆井液、甲酸鹽鉆井液、稀硅酸鹽鉆井液和微泡鉆井液等具有國(guó)際先進(jìn)水平的水基防塌鉆井液新體系，以及環(huán)保型第二代合成基鉆井液和逆乳化鉆井液新體系。國(guó)內(nèi)借鑒國(guó)外新技術(shù)，逐步形成了兩性離子聚合物鉆井液、正電膠鉆井液、硅酸鹽鉆井液、甲基葡萄糖苷鉆井液、聚合醇鉆井液等鉆井液體系?；羌谆尤渲菄?guó)內(nèi)外推崇的油田深井鉆井液添加劑之一，目前在國(guó)內(nèi)油田的應(yīng)用已較成熟，但其抗鹽性較差，對(duì)高礦化度或鹽層鉆井效果不夠理想，高溫和降濾失效果常達(dá)不到設(shè)計(jì)要求。高密度鉆井添加劑已成為當(dāng)前鉆井液技術(shù)研究的關(guān)鍵。國(guó)內(nèi)外在開展鉆井液添加劑的研究中，將耐鹽、耐高溫、強(qiáng)化降濾失效果作為重要攻關(guān)方向，并將木質(zhì)素作為主要原料之一。造紙業(yè)屬于高污染行業(yè)，是我國(guó)水污染最大的污染源，造紙廢水占到全國(guó)工業(yè)廢水量的30%， 其中的主要污染物就是木質(zhì)素，每生產(chǎn)1噸紙所排出的廢液中的木質(zhì)素接近0. 5噸。治理造紙業(yè)的黑液污染一直是環(huán)境保護(hù)的難點(diǎn)和重要內(nèi)容。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的，就是提供一種耐高溫、耐高壓、耐鹽、降低濾失水量效果好的油田深井鉆井液添加劑，滿足高礦度化及鹽層鉆井的需要，能夠充分利用造紙廢液資源，回收有用成份，減少環(huán)境污染，使用方便，易于保存，降低生產(chǎn)成本，提高經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。本發(fā)明的任務(wù)是這樣完成的根據(jù)木質(zhì)素是一種大量存在于木、竹、草等造紙?jiān)现械母叻肿佑袡C(jī)物的特點(diǎn)，通過從造紙廢液中提取木質(zhì)素、研制改性磺甲基木質(zhì)素，并與自主研制的溴代苯酚合成一種改性磺甲基化木質(zhì)素磺甲基化(溴碳)酚醛樹脂的物質(zhì)，用作鉆井行業(yè)中的油田深井鉆井液的添加劑。本發(fā)明的技術(shù)方案為研究設(shè)計(jì)一種利用造紙廢液制作深井鉆井液添加劑的工藝方法，采用以下步驟(一)提純木質(zhì)素將口11值> 12的造紙廢液調(diào)PH值至3 4，根據(jù)測(cè)定的液體表面張力變化，依次添加耐鹽活性劑、耐鹽破乳劑，提純木質(zhì)素；(二)合成磺甲基化木質(zhì)素將木質(zhì)素、亞硫酸氫鈉、甲醛、水按配比依次加入反應(yīng)釜中，升溫反應(yīng)，調(diào)節(jié)PH值保持在11，合成磺甲基化木質(zhì)素，備用；(三)制備溴代苯酚將負(fù)載雜多酸、苯酚、溴化鉀按照配比混合均勻，再按配比加入醋酸和30%的過氧化氫，攪拌反應(yīng)3 9個(gè)小時(shí)，再加堿調(diào)節(jié)pH值至中性，分離并洗滌負(fù)載雜多酸，萃取液體反應(yīng)產(chǎn)物，對(duì)萃取物進(jìn)行干燥，制成溴代苯酚；(四)將溴代苯酚、亞硫酸氫鈉、亞硫酸鈉、水、甲醛按照配比混合，進(jìn)行聚合反應(yīng)，合成磺甲基化(溴碳)酚醛樹脂；(五)將同樣為40%濃度的磺甲基化木質(zhì)素和磺甲基化(溴碳)酚醛樹脂混合攪拌、加熱，再加入甲醛，進(jìn)行聚合反應(yīng)，反應(yīng)后降溫，在干燥塔內(nèi)進(jìn)行脫水、噴霧、干燥，制成磺甲基化木質(zhì)素磺甲基化(溴碳)酚醛樹脂的粉末狀成品。以上各個(gè)步驟的工藝過程分別詳述如下(一)提純木質(zhì)素步驟的工藝過程為 (a)將？!1值> 12的造紙廢液經(jīng)篩網(wǎng)過濾去除雜質(zhì)，再加入硫酸進(jìn)行酸化，用超低界面張力儀測(cè)定液體表面張力，調(diào)PH值至3 4，(b)加入適量的耐鹽活性劑DM-5522，混合均勻，(c) 再測(cè)定液體表面張力，達(dá)到35mN/m以下時(shí)，加入適量的耐鹽破乳劑R0D-1609，混合均勻，使木質(zhì)素與鹽水分離，(d)加溫至80°C，保溫30分鐘，(e)加入離心機(jī)內(nèi)旋轉(zhuǎn)離心5分鐘，測(cè)定廢液分離狀態(tài)，(f)將上層的絮狀物進(jìn)行過濾、洗滌、干燥，得到純木質(zhì)素。(二)合成磺甲基化木質(zhì)素步驟的工藝過程為(a)將提純脫鹽后的木質(zhì)素、亞硫酸氫鈉、水、甲醛按照30 50:6 8:80 110:15 25的重量配比，依次加入反應(yīng)釜中，攪拌均勻，(b)加熱升溫至 90°C，開始回流，(c)繼續(xù)升溫至100°C，保溫、回流，反應(yīng)2. 5個(gè)小時(shí)，反應(yīng)過程中加入氫氧化鈉調(diào)節(jié)PH值保持在10 11，形成磺甲基化木質(zhì)素。(三)制備溴代苯酚步驟的工藝過程為(a)將負(fù)載雜多酸、苯酚、溴化鉀按照摩爾比3 6:8 10:8 11的配比混合均勻，(b) 再將醋酸和30%的過氧化氫按照摩爾比25 30:8 11的配比加入，在室溫下攪拌，反應(yīng) 3 9個(gè)小時(shí)，(c)反應(yīng)完后用堿調(diào)節(jié)pH值至中性，(d)將固體的負(fù)載雜多酸與液體的反應(yīng)產(chǎn)物分離，并用醚類有機(jī)溶劑洗滌負(fù)載雜多酸，(e)用醚類有機(jī)溶劑對(duì)液體反應(yīng)產(chǎn)物進(jìn)行萃取，(f)用無水硫酸鈉或硫酸鎂對(duì)萃取物進(jìn)行干燥處理，得到溴代苯酚成品。(四)磺甲基化 (溴碳)酚醛樹脂合成步驟的工藝過程為(a)取亞硫酸氫鈉6 8份、亞硫酸鈉5 7份、 水5 7份，依次加入反應(yīng)釜中，攪拌均勻，升溫至60°C，(b)加入溴代苯酚14 17份，完全混合溶化，(c)取甲醛25 30份備用，緩慢加入甲醛，不斷進(jìn)行攪拌，測(cè)pH值為9時(shí)，控制溫度為60 70°C，保溫反應(yīng)1個(gè)小時(shí)，(d)滴加甲醛，自然升溫至80 90°C，保溫反應(yīng) 1個(gè)小時(shí)，(e)繼續(xù)加入甲醛，自然升溫至100 107°C，保溫反應(yīng)3個(gè)小時(shí)，(f)反應(yīng)結(jié)束， 得到固含量為40 50%的紅棕色粘稠流體磺甲基化(溴碳)酚醛樹脂。(五)磺甲基木質(zhì)素磺甲基化(溴碳)酚醛樹脂合成步驟的工藝過程為(a)將同樣為40%濃度的磺甲基化木質(zhì)素25 35份和磺甲基化(溴碳)酚醛樹脂60 80份加入反應(yīng)釜中，混合攪拌均勻，加熱至 60°C充分溶化，保溫1. 5 2個(gè)小時(shí)，(b)停止加熱，緩慢滴加甲醛15 25份，自然升溫至 100 107°C并保溫回流，進(jìn)行聚合反應(yīng)3個(gè)小時(shí)，(C)停止滴加甲醛，降溫至40 50°C，得到棕褐色粘稠流體，(d)將粘稠流體加入干燥塔內(nèi)，進(jìn)行脫水、噴霧干燥，生成磺甲基化木質(zhì)素磺甲基化(溴碳)酚醛樹脂的成品?；羌谆举|(zhì)素磺甲基化(溴碳)酚醛樹脂的成品為棕褐色或淡黃色可流動(dòng)粉末，成品理化指標(biāo)為細(xì)度(篩孔為Φ 0.59mm篩余5.0%，水分 (10. 0%，有效物彡80. 0%，1%水溶液的pH值為7 10，1%水溶液的表現(xiàn)粘度彡20mPa · s， 室溫養(yǎng)護(hù)后的濾失量彡20ml, 120°C /16h養(yǎng)護(hù)后的濾失量彡25ml。將制成品裝入容器，檢驗(yàn)合格后即可入庫(kù)。使用時(shí)，將本發(fā)明制成品按3 4%的比例加入鉆井液，與磺化褐煤、磺化單寧等共同使用，可大大增強(qiáng)鉆井液處理劑的水化能力，且遇鈣不會(huì)產(chǎn)生沉淀，鈉離子也不易壓縮磺酸基上的雙電層，因此加入該劑的鉆井液在高溫深井中仍具有一定的流變性，具有耐高溫、 耐高壓、耐鹽性高的優(yōu)點(diǎn)，能適應(yīng)高礦度化或鹽層鉆井的需要。在制備過程中，采用耐鹽活性劑DM-5522可將造紙廢液的表面張力降至35mN/m以下，采用耐鹽破乳劑R0D-1609能促使木質(zhì)素聚結(jié)絮凝，經(jīng)過離心處理得到高純度的脫鹽木質(zhì)素。溶有無機(jī)鹽的水溶液返回造紙廠可再利用。將提純的木質(zhì)素進(jìn)行改性后制作鉆井液添加劑，在石油鉆井和開采方面具有比已有的木質(zhì)素產(chǎn)品更優(yōu)良的效果，不會(huì)給環(huán)境造成二次污染，經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益良好。利用溴代苯酚的阻燃性能。對(duì)合成酚醛樹脂進(jìn)行磺甲基化，先在酸性條件下使甲醛與溴代苯酚反應(yīng)，生成溴碳酚醛樹脂，再在堿性條件下進(jìn)行分步磺化反應(yīng)，合成磺化度較高和相對(duì)分子質(zhì)量較大的磺甲基化(溴碳)酚醛樹脂。最后與磺甲基化木質(zhì)素縮合，制成磺甲基化木質(zhì)素磺甲基化(溴碳)酚醛樹脂作為深井鉆井液的添加劑。按照上述技術(shù)方案進(jìn)行實(shí)施、試驗(yàn)，證明本發(fā)明的配方合理，工藝路線配套、完善， 利用造紙廢液提取木質(zhì)素，成功地實(shí)現(xiàn)了變廢為寶，減少了環(huán)境污染，降低了生產(chǎn)成本，經(jīng)過用破乳酸析法進(jìn)行改性脫鹽，并采用溴代苯酚參與聚合反應(yīng)，成功地研制出耐高壓、耐高溫、耐鹽的油田深井鉆井液添加劑——磺甲基化木質(zhì)素磺甲基化(溴碳)酚醛樹脂。本產(chǎn)品保存使用方便，適于高礦度化及鹽層鉆井廣泛應(yīng)用，降濾失量效果好，具有良好的經(jīng)濟(jì)社會(huì)效益，較好地達(dá)到了預(yù)定目的。
具體實(shí)施例方式下面結(jié)合實(shí)施例對(duì)本發(fā)明的實(shí)施方式進(jìn)一步加以說明。實(shí)施例1 (一)將pH值為13的造紙黑液過濾去除雜質(zhì)，輸入酸化槽內(nèi)，加入硫酸調(diào)節(jié)PH值為3 4，用超低界面張力儀測(cè)定液體表面張力，加入適量的耐鹽活性劑DM-5522 (根據(jù)情況每L液體最少加入10mg、最多不超過lg)，混合均勻后，再測(cè)定液體表面張力降至 35mN/m以下時(shí)，然后加入耐鹽破乳劑R0D-1609 (根據(jù)情況每L液體最少加入10mg、最多不超過lg)，混合均勻，使木質(zhì)素與鹽水分離，加溫至80°C，保溫30分鐘，再加進(jìn)離心機(jī)中，進(jìn)行旋轉(zhuǎn)離心5分鐘，將漂浮在廢液上層的絮狀物進(jìn)行過濾、洗滌，干燥后即得提純脫鹽的木質(zhì)素。(二)將提純脫鹽后的木質(zhì)素與亞硫酸氫鈉、水、甲醛按照40 7 110 15的重量比加入反應(yīng)釜中，攪拌混合均勻，加熱升溫至90°C開始回流，升溫至100°C保溫、回流、反應(yīng) 2. 5個(gè)小時(shí)。在反應(yīng)過程中加入氫氧化鈉調(diào)節(jié)pH值保持在10 11，形成磺甲基化木質(zhì)素。 存放備用。(三)制作溴代苯酚，將負(fù)載雜多酸、苯酚、溴化鉀按照摩爾比310 8的配比混合均勻，再按摩爾比25 11的配比加入醋酸和30%的過氧化氫，攪拌均勻，反應(yīng)3個(gè)小時(shí)，用堿調(diào)節(jié)PH值至7，將固體的負(fù)載雜多酸，與液體的反應(yīng)產(chǎn)物分離，并用醚類有機(jī)溶劑洗滌負(fù)載雜多酸，然后用醚類有機(jī)溶劑對(duì)液體產(chǎn)物進(jìn)行萃取，最后用無水硫酸鈉對(duì)萃取物進(jìn)行干燥， 得到溴代苯酚成品。存放備用。(四)合成磺甲基化(溴碳)酚醛樹脂，取亞硫酸氫鈉6份、亞硫酸鈉7份、純水7份依次加入反應(yīng)釜中，攪拌均勻，升溫至60°C，加入溴代苯酚14份，混合溶化。取甲醛25份備用。緩慢加入甲醛，不斷進(jìn)行攪拌，測(cè)得PH值為9時(shí)，控制溫度在60 70°C，保溫反應(yīng)1個(gè)小時(shí)。滴加甲醛，自然升溫至80°C，保溫反應(yīng)1個(gè)小時(shí)。繼續(xù)滴加甲醛，自然升溫至100°C，保溫反應(yīng)3個(gè)小時(shí)。反應(yīng)結(jié)束后，得到固含量為40 50%的紅棕色流體磺甲基化(溴碳)酚醛樹脂。(五)合成最終產(chǎn)品。將同樣為40%濃度的磺甲基化木質(zhì)素25份和磺甲基化(溴碳)酚醛樹脂70份加入反應(yīng)釜中，混合攪拌均勻，加熱至60°C充分溶化，保溫1. 5個(gè)小時(shí)。 停止加熱，緩慢滴加甲醛15份，自然升溫至100°C保溫回流，進(jìn)行聚合反應(yīng)3個(gè)小時(shí)。停止滴加甲醛，降溫至40°C，得到棕褐色粘稠流體，加入干燥塔內(nèi)進(jìn)行脫水、噴霧干燥，生成磺甲基化木質(zhì)素磺甲基化(溴碳)酚醛樹脂的棕褐色或淡黃色粉末狀成品。實(shí)施例2 (一)將pH值為13的造紙黑液過濾去除雜質(zhì)，輸入酸化槽內(nèi)，加入硫酸調(diào)節(jié)PH值為3 4，用超低界面張力儀測(cè)定液體表面張力，加入適量的耐鹽活性劑DM-5522 (根據(jù)情況每L液體最少加入10mg、最多不超過lg)，混合均勻后，再測(cè)定液體表面張力降至 35mN/m以下時(shí)，然后加入耐鹽破乳劑R0D-1609 (根據(jù)情況每L液體最少加入10mg、最多不超過lg)，混合均勻，使木質(zhì)素與鹽水分離，加溫至80°C，保溫30分鐘，再加進(jìn)離心機(jī)中，進(jìn)行旋轉(zhuǎn)離心5分鐘，將漂浮在廢液上層的絮狀物進(jìn)行過濾、洗滌，干燥后即得提純脫鹽的木質(zhì)素。(二)將提純脫鹽后的木質(zhì)素與亞硫酸氫鈉、水、甲醛按照30 8 80 20的重量比加入反應(yīng)釜中，攪拌混合均勻，加熱升溫至90°C開始回流，升溫至1001保溫、回流、反應(yīng)2.5 個(gè)小時(shí)。在反應(yīng)過程中加入氫氧化鈉調(diào)節(jié)PH值保持在10 11，形成磺甲基化木質(zhì)素。存放備用。(三)制作溴代苯酚，將負(fù)載雜多酸、苯酚、溴化鉀按照摩爾比58 11的配比混合均勻，再按摩爾比30 8的配比加入醋酸和30%的過氧化氫，攪拌均勻，反應(yīng)3個(gè)小時(shí)，用堿調(diào)節(jié)PH值至7，將固體的負(fù)載雜多酸，與液體的反應(yīng)產(chǎn)物分離，并用醚類有機(jī)溶劑洗滌負(fù)載雜多酸，然后用醚類有機(jī)溶劑對(duì)液體產(chǎn)物進(jìn)行萃取，最后用無水硫酸鎂對(duì)萃取物進(jìn)行干燥， 得到溴代苯酚成品。存放備用。(四)合成磺甲基化(溴碳)酚醛樹脂，取亞硫酸氫鈉8份、亞硫酸鈉5份、純水6份依次加入反應(yīng)釜中，攪拌均勻，升溫至60°C，加入溴代苯酚17份，混合溶化。取甲醛28份備用。緩慢加入甲醛，不斷進(jìn)行攪拌，測(cè)得PH值為9時(shí)，控制溫度在60 70°C，保溫反應(yīng)1個(gè)小時(shí)。滴加甲醛，自然升溫至80°C，保溫反應(yīng)1個(gè)小時(shí)。繼續(xù)滴加甲醛，自然升溫至107°C， 保溫反應(yīng)3個(gè)小時(shí)。反應(yīng)結(jié)束后，得到固含量為40 50%的紅棕色流體磺甲基化(溴碳)酚醛樹脂。(五)合成最終產(chǎn)品。將同樣為40%濃度的磺甲基化木質(zhì)素35份和磺甲基化(溴碳)酚醛樹脂60份加入反應(yīng)釜中，混合攪拌均勻，加熱至60°C充分溶化，保溫1. 5個(gè)小時(shí)。 停止加熱，緩慢滴加甲醛20份，自然升溫至104°C保溫回流，進(jìn)行聚合反應(yīng)3個(gè)小時(shí)。停止滴加甲醛，降溫至40°C，得到棕褐色粘稠流體，加入干燥塔內(nèi)進(jìn)行脫水、噴霧干燥，生成磺甲基化木質(zhì)素磺甲基化(溴碳)酚醛樹脂的棕褐色或淡黃色粉末狀成品。實(shí)施例3 (一)將pH值為13的造紙黑液過濾去除雜質(zhì)，輸入酸化槽內(nèi)，加入硫酸調(diào)節(jié)PH值為3 4，用超低界面張力儀測(cè)定液體表面張力，加入適量的耐鹽活性劑DM-5522 (根據(jù)情況每L液體最少加入10mg、最多不超過lg)，混合均勻后，再測(cè)定液體表面張力降至 35mN/m以下時(shí)，然后加入耐鹽破乳劑R0D-1609 (根據(jù)情況每L液體最少加入10mg、最多不超過lg)，混合均勻，使木質(zhì)素與鹽水分離，加溫至80°C，保溫30分鐘，再加進(jìn)離心機(jī)中，進(jìn)
7行旋轉(zhuǎn)離心5分鐘，將漂浮在廢液上層的絮狀物進(jìn)行過濾、洗滌，干燥后即得提純脫鹽的木質(zhì)素。(二)將提純脫鹽后的木質(zhì)素與亞硫酸氫鈉、水、甲醛按照50 6 90 25的重量比加入反應(yīng)釜中，攪拌混合均勻，加熱升溫至90°C開始回流，升溫至1001保溫、回流、反應(yīng)2.5 個(gè)小時(shí)。在反應(yīng)過程中加入氫氧化鈉調(diào)節(jié)PH值保持在10 11，形成磺甲基化木質(zhì)素。存放備用。(三)制作溴代苯酚，將負(fù)載雜多酸、苯酚、溴化鉀按照摩爾比69 10的配比混合均勻，再按摩爾比27 10的配比加入醋酸和30%的過氧化氫，攪拌均勻，反應(yīng)3個(gè)小時(shí)，用堿調(diào)節(jié)PH值至7，將固體的負(fù)載雜多酸，與液體的反應(yīng)產(chǎn)物分離，并用醚類有機(jī)溶劑洗滌負(fù)載雜多酸，然后用醚類有機(jī)溶劑對(duì)液體產(chǎn)物進(jìn)行萃取，最后用無水硫酸鈉對(duì)萃取物進(jìn)行干燥， 得到溴代苯酚成品。存放備用。(四)合成磺甲基化(溴碳)酚醛樹脂，取亞硫酸氫鈉7份、亞硫酸鈉6份、純水7份依次加入反應(yīng)釜中，攪拌均勻，升溫至60°C，加入溴代苯酚15份，混合溶化。取甲醛30份備用。緩慢加入甲醛，不斷進(jìn)行攪拌，測(cè)得PH值為9時(shí)，控制溫度在60 70°C，保溫反應(yīng)1個(gè)小時(shí)。滴加甲醛，自然升溫至80°C，保溫反應(yīng)1個(gè)小時(shí)。繼續(xù)滴加甲醛，自然升溫至103°C， 保溫反應(yīng)3個(gè)小時(shí)。反應(yīng)結(jié)束后，得到固含量為40 50%的紅棕色流體磺甲基化(溴碳)酚醛樹脂。(五)合成最終產(chǎn)品。將同樣為40%濃度的磺甲基化木質(zhì)素32份和磺甲基化(溴碳)酚醛樹脂80份加入反應(yīng)釜中，混合攪拌均勻，加熱至60°C充分溶化，保溫1. 5個(gè)小時(shí)。 停止加熱，緩慢滴加甲醛25份，自然升溫至107°C保溫回流，進(jìn)行聚合反應(yīng)3個(gè)小時(shí)。停止滴加甲醛，降溫至40°C，得到棕褐色粘稠流體，加入干燥塔內(nèi)進(jìn)行脫水、噴霧干燥，生成磺甲基化木質(zhì)素磺甲基化(溴碳)酚醛樹脂的棕褐色或淡黃色粉末狀成品。按照上述工藝過程制作的成品，經(jīng)過最后檢驗(yàn)合格后，即可包裝入庫(kù)，理化指標(biāo)為細(xì)度(篩孔為Φ 0. 59mm篩余)彡5. 0%，水分彡10. 0%，有效物彡80. 0%，1%水溶液的pH值為7 10，1%水溶液的表現(xiàn)粘度彡20mPa · s，室溫養(yǎng)護(hù)后的濾失量彡20ml, 120°C /16h養(yǎng)護(hù)后的濾失量< 25ml。技術(shù)方案中的負(fù)載雜多酸，是由粒徑為75 800微米的活性炭、二氧化硅、分子篩，負(fù)載1 50%的磷鎢酸、磷鉬酸、硅鎢酸，磷硅鎢酸構(gòu)成。本發(fā)明的制成品作為油田深井鉆井液的添加劑，在實(shí)際使用中按照鉆井液的3 4%的比例添加。在降低鉆井液濾失量的同時(shí)，還具有優(yōu)良的稀釋作用，耐高溫、耐高壓、抗鹽、抗I丐，同時(shí)具有防塌、潤(rùn)滑作用，是一種優(yōu)良的油田深井鉆井液添加劑，能與各種處理劑復(fù)配使用，效果良好。由于本發(fā)明是利用造紙廢液提取木質(zhì)素，能夠變廢為寶，非常有利于解決造紙廢液造成的環(huán)境污染問題，加強(qiáng)環(huán)境保護(hù)。與規(guī)模造紙廠配合，一條達(dá)到年提取木質(zhì)素1萬噸規(guī)模的生產(chǎn)線，可實(shí)現(xiàn)銷售收入1800萬元；年生產(chǎn)磺甲基化木質(zhì)素5000噸，可實(shí)現(xiàn)銷售收入2000萬元；年生產(chǎn)磺甲基化木質(zhì)素磺甲基化(溴碳)酚醛樹脂8000噸，可實(shí)現(xiàn)銷售收入4800萬元。合計(jì)可實(shí)現(xiàn)年銷售收入8600萬元，稅金IlM萬元，利潤(rùn)1520萬元。 經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益顯著，具有良好的發(fā)展前景。
權(quán)利要求
1.一種利用造紙廢液制作深井鉆井液添加劑的工藝方法，其特征在于采用以下步驟(一)提純木質(zhì)素將？11值>12的造紙廢液調(diào)PH值至3 4，根據(jù)測(cè)定的液體表面張力變化，依次添加耐鹽活性劑、耐鹽破乳劑，提純木質(zhì)素；(二)合成磺甲基化木質(zhì)素將木質(zhì)素、亞硫酸氫鈉、甲醛、水按配比依次加入反應(yīng)釜中， 升溫反應(yīng)，調(diào)節(jié)PH值保持在11，合成磺甲基化木質(zhì)素，備用；(三)制備溴代苯酚將負(fù)載雜多酸、苯酚、溴化鉀按照配比混合均勻，再按配比加入醋酸和30%的過氧化氫，攪拌反應(yīng)3 9個(gè)小時(shí)，再加堿調(diào)節(jié)pH值至中性，分離并洗滌負(fù)載雜多酸，萃取液體反應(yīng)產(chǎn)物，對(duì)萃取物進(jìn)行干燥，制成溴代苯酚；(四)將溴代苯酚、亞硫酸氫鈉、亞硫酸鈉、水、甲醛按照配比混合，進(jìn)行聚合反應(yīng)，合成磺甲基化(溴碳)酚醛樹脂；(五)將同樣為40%濃度的磺甲基化木質(zhì)素和磺甲基化(溴碳)酚醛樹脂混合攪拌、加熱， 再加入甲醛，進(jìn)行聚合反應(yīng)，反應(yīng)后降溫，在干燥塔內(nèi)進(jìn)行脫水、噴霧、干燥，制成磺甲基化木質(zhì)素磺甲基化(溴碳)酚醛樹脂的粉末狀成品。
2.按照權(quán)利要求1所述的利用造紙廢液制作深井鉆井液添加劑的工藝方法，其特征在于所述的(一)提純木質(zhì)素步驟的工藝過程為(a)將pH值> 12的造紙廢液經(jīng)篩網(wǎng)過濾去除雜質(zhì)，再加入硫酸進(jìn)行酸化，用超低界面張力儀測(cè)定液體表面張力，調(diào)PH值至3 4，(b) 加入適量的耐鹽活性劑DM-5522，混合均勻，(c)再測(cè)定液體表面張力，達(dá)到35mN/m以下時(shí)， 加入適量的耐鹽破乳劑R0D-1609，混合均勻，使木質(zhì)素與鹽水分離，(d)加溫至80°C，保溫 30分鐘，(e)加入離心機(jī)內(nèi)旋轉(zhuǎn)離心5分鐘，測(cè)定廢液分離狀態(tài)，(f)將上層的絮狀物進(jìn)行過濾、洗滌、干燥，得到純木質(zhì)素。
3.按照權(quán)利要求1所述的利用造紙廢液制作深井鉆井液添加劑的工藝方法，其特征在于所述的(二)合成磺甲基化木質(zhì)素步驟的工藝過程為(a)將提純脫鹽后的木質(zhì)素、亞硫酸氫鈉、水、甲醛按照30 50:6 8:80 110:15 25的重量配比，依次加入反應(yīng)釜中，攪拌均勻，(b)加熱升溫至90°C，開始回流，(c)繼續(xù)升溫至100°C，保溫、回流，反應(yīng)2. 5個(gè)小時(shí)，反應(yīng)過程中加入氫氧化鈉調(diào)節(jié)PH值保持在10 11，形成磺甲基化木質(zhì)素。
4.按照權(quán)利要求1所述的利用造紙廢液制作深井鉆井液添加劑的工藝方法，其特征在于所述的(三)制備溴代苯酚步驟的工藝過程為(a)將負(fù)載雜多酸、苯酚、溴化鉀按照摩爾比3 6:8 10:8 11的配比混合均勻，(b)再將醋酸和30%的過氧化氫按照摩爾比 25 30:8 11的配比加入，在室溫下攪拌，反應(yīng)3 9個(gè)小時(shí)，(c)反應(yīng)完后用堿調(diào)節(jié)pH 值至中性，(d)將固體的負(fù)載雜多酸與液體的反應(yīng)產(chǎn)物分離，并用醚類有機(jī)溶劑洗滌負(fù)載雜多酸，(e)用醚類有機(jī)溶劑對(duì)液體反應(yīng)產(chǎn)物進(jìn)行萃取，(f)用無水硫酸鈉或硫酸鎂對(duì)萃取物進(jìn)行干燥處理，得到溴代苯酚成品。
5.按照權(quán)利要求1所述的利用造紙廢液制作深井鉆井液添加劑的工藝方法，其特征在于所述的(四)磺甲基化(溴碳)酚醛樹脂合成步驟的工藝過程為(a)取亞硫酸氫鈉6 8 份、亞硫酸鈉5 7份、水5 7份，依次加入反應(yīng)釜中，攪拌均勻，升溫至60°C，(b)加入溴代苯酚14 17份，完全混合溶化，(c)取甲醛25 30份備用，緩慢加入甲醛，不斷進(jìn)行攪拌，測(cè)PH值為9時(shí)，控制溫度為60 70°C，保溫反應(yīng)1個(gè)小時(shí)，(d)滴加甲醛，自然升溫至 80 90°C，保溫反應(yīng)1個(gè)小時(shí)，(e)繼續(xù)加入甲醛，自然升溫至100 107°C，保溫反應(yīng)3個(gè)小時(shí)，(f)反應(yīng)結(jié)束，得到固含量為40 50%的紅棕色粘稠流體磺甲基化(溴碳)酚醛樹脂。
6.按照權(quán)利要求1所述的利用造紙廢液制作深井鉆井液添加劑的工藝方法，其特征在于所述的(五)磺甲基木質(zhì)素磺甲基化(溴碳)酚醛樹脂合成步驟的工藝過程為(a)將同樣為40%濃度的磺甲基化木質(zhì)素25 35份和磺甲基化(溴碳)酚醛樹脂60 80份加入反應(yīng)釜中，混合攪拌均勻，加熱至60°C充分溶化，保溫1. 5 2個(gè)小時(shí)，(b)停止加熱，緩慢滴加甲醛15 25份，自然升溫至100 107°C并保溫回流，進(jìn)行聚合反應(yīng)3個(gè)小時(shí)，(c)停止滴加甲醛，降溫至40 50°C，得到棕褐色粘稠流體，(d)將粘稠流體加入干燥塔內(nèi)，進(jìn)行脫水、 噴霧干燥，生成磺甲基化木質(zhì)素磺甲基化(溴碳)酚醛樹脂的成品。
7.按照權(quán)利要求6所述的利用造紙廢液制作深井鉆井液添加劑的工藝方法，其特征在于所述的磺甲基化木質(zhì)素磺甲基化(溴碳)酚醛樹脂的成品為棕褐色或淡黃色可流動(dòng)粉末， 成品理化指標(biāo)為細(xì)度(篩孔為Φ0. 59mm篩余)^ 5. 0%，水分< 10. 0%，有效物彡80. 0%，1% 水溶液的PH值為7 10，1%水溶液的表現(xiàn)粘度> 20mPa · s，室溫養(yǎng)護(hù)后的濾失量彡20ml, 120°C /16h養(yǎng)護(hù)后的濾失量< 25ml。
全文摘要
一種利用造紙廢液制作深井鉆井液添加劑的工藝方法，主要步驟為(一)在造紙廢液中添加耐鹽活性劑、耐鹽破乳劑提純木質(zhì)素；(二)將木質(zhì)素、亞硫酸氫鈉、甲醛、水按配比加入反應(yīng)釜中升溫反應(yīng)，合成磺甲基化木質(zhì)素；(三)將負(fù)載雜多酸、苯酚、溴化鉀按配比混合均勻，再按配比加入醋酸和過氧化氫，攪拌反應(yīng)，萃取液體反應(yīng)產(chǎn)物，制成溴代苯酚；(四)將溴代苯酚、亞硫酸氫鈉、亞硫酸氫鈉、水、甲醛按配比混合，進(jìn)行聚合反應(yīng)，合成磺甲基化(溴碳)酚醛樹脂；(五)將同為40%濃度的磺甲基化木質(zhì)素和磺甲基化(溴碳)酚醛樹脂混合攪拌、加熱，再加入甲醛進(jìn)行聚合反應(yīng)，制成磺甲基化木質(zhì)素磺甲基化(溴碳)酚醛樹脂。用作深井鉆井液添加劑，耐高溫、耐高壓、耐鹽，降濾失效果好。
文檔編號(hào)C09K8/035GK102352005SQ20111021591
公開日2012年2月15日 申請(qǐng)日期2011年7月29日 優(yōu)先權(quán)日2011年7月29日
發(fā)明者肖太宇, 荊書軍, 辛寅昌 申請(qǐng)人:山東高唐科林環(huán)?？萍加邢薰?br>