[發明專利]鉆井液用鉻木質素磺酸鹽稀釋劑的制備工藝

有效

• 申請號: 201010300947.6
• 申請日: 2010-01-30
• 公開（公告）號: CN101759726A
• 公開（公告）日: 2010-06-30
• 發明（設計）人: 李建國;李曉斌;王春香;孫秀萍;楊同菊
• 申請（專利權）人: 牡丹江市紅林化工有限責任公司
• 主分類號: C07G1/00
• 分類號: C07G1/00;C09K8/035
• 代理公司: 牡丹江市丹江專利事務所 23205
• 代理人: 張雨紅

技術領域

本發明涉及石油鉆井液稀釋劑的制備工藝。

背景技術

牡丹江市紅林化工有限責任公司是一家專門生產石油鉆井液稀釋劑的企業，該公司生產“鉻木質素磺酸鹽”稀釋劑最初用硫酸做置換劑，由于需要用大量的硫酸去置換木質素中的鈣，會產生一定量的酸氣揮發，既有害于操作人員的身體健康又會對大氣環境造成污染，還會對設備產生腐蝕，為此，公司組織技術人員進行技術攻關，用一部分硫酸鹽替代一部分硫酸，經過多次實驗，研發出用一定量的硫酸和一部分硫酸鈉或硫酸錳做置換劑的生產工藝，解決了原工藝生產“鉻木質素磺酸鹽”的缺陷，但前者由于在堿性條件下鈉離子的磺酸鹽會產生大量的氣泡，造成比重過低和出現假粘度現象，影響應用，后來被淘汰掉；后者應用部分硫酸錳生產的產品經用戶使用都反映良好。但到2006年年末，“硫酸錳”的價格在不到兩個月時間內每噸由3200元上漲到6500元，生產一噸“鉻木質素磺酸鹽”需用80Kg“硫酸錳”，“硫酸錳”的成本達到520元，導致利用“硫酸錳”做置換劑生產“鉻木質素磺酸鹽”的成本大幅提高。

發明內容

本發明的目的是提供一種制備過程中不會損害操作人員的身體健康、不會對大氣環境造成污染、不會對設備產生腐蝕、生產成本低的鉆井液用鉻木質素磺酸鹽稀釋劑的制備工藝。

本發明的技術解決方案是：

鉆井液用鉻木質素磺酸鹽稀釋劑的制備工藝，它由以下按重量份計算的原料制備而成：主要成分為木質素磺酸鈣的酸法造紙廢液，硫酸鎂，硫酸和重鉻酸鈉，其制備過程包括以下步驟：

第一步，在配料罐中依次加入20～50份水、9～20份濃度為99％的7水硫酸鎂，同時進行攪拌，攪拌1～2小時溶解后即可制備出硫酸鎂置換劑；

第二步，常溫狀態下在反應釜中依次加入160～250份含木質素磺酸鈣濃度為44～52％的酸法造紙廢液和第一步中制備的硫酸鎂置換劑，然后加入8～18份濃度為92％的硫酸，加完后在20～40分鐘內將反應釜內溫度升到70～100℃，保溫20～40分鐘后，將置換好的物料放到真空抽濾機上抽濾，除去反應生成的沉淀物硫酸鈣雜質；

第三步，將除去硫酸鈣雜質的濾液放入反應釜中進行加熱，在反應釜內溫度達到50～70℃時向反應釜中加入用水溶解后濃度為50％的重鉻酸鈉14～40份，加完后在10分鐘以內將反應釜內溫度升至70～100℃，保溫20～40分鐘后氧化完成；

第四步，將在反應釜內氧化完成的液料加入噴霧干燥塔，在280～320℃溫度下噴霧瞬間干燥，即可制得棕色粉末狀鉆井液用鉻木質素磺酸鹽稀釋劑。

本發明的技術效果是：本制備工藝利用硫酸和硫酸鎂作為置換劑，由于此置換劑既保證了合適的PH值，不會給操作人員的工作環境和大氣環境造成污染，對設備也不會產生腐蝕，也不會出現比重過低的假比重現象，“硫酸鎂”價格每噸約600元，生產一噸“鉻木質素磺酸鹽”約需200Kg，價值是120元，比用“硫酸錳”生產每噸可降成本400元，生產成本可大幅度降低。加入本產品的鉆井泥漿在常溫25℃、高溫150℃都會有非常理想的稀釋和降粘作用，所制備的稀釋劑還可以與其他的稀釋劑配伍使用，本產品的應用性能非常穩定。所制備的稀釋劑只含鉻，鹽水高溫性能好，生成的硫酸鈣廢渣中無鉻離子殘留并可得到應用，也不會造成環境污染。

經過多次井下模擬試驗，取得數據表明用硫酸和硫酸鎂置換的工藝生產的“鉻木質素磺酸鹽”各項性能好于分別用硫酸、硫酸和硫酸鈉、硫酸和硫酸錳做置換劑的三種工藝生產的“鉻木質素磺酸鹽”。

下面對上述四種置換配方的性能及成本高低列表比較：

表一測試結果為150℃下熱滾16小時后，在25±3℃下測得。

表一：中國石油天然氣行業標準(SY/T5702-95此標準為鐵鉻木質素磺酸鹽行標)

以下表二測試結果為150℃下熱滾16小時后，在50℃下測得。

表二：美國M-I泥漿公司標準