[發明專利]一種高性能有機膨潤土的制備方法

有效

• 申請號: 201110235817.3
• 申請日: 2011-08-17
• 公開（公告）號: CN102303872A
• 公開（公告）日: 2012-01-04
• 發明（設計）人: 董天雷;田先國;孫遠龍
• 申請（專利權）人: 中國石油化工集團公司;南化集團研究院
• 主分類號: C01B33/44
• 分類號: C01B33/44
• 代理公司: 南京天翼專利代理有限責任公司 32112
• 代理人: 湯志武

技術領域

本發明屬于石油化工技術領域，涉及鉆井液用有機土技術領域，具體涉及一種高性能有機膨潤土的制備方法。

背景技術

膨潤土，是以蒙脫石為主的含水粘土礦，分子式：Na_x(H₂O)₄(Al_2-XMg_0.83)Si₄O₁₀)(OH)₂，由于它具有特殊的性質，如：膨潤性、粘結性、吸附性、催化性、觸變性、懸浮性以及陽離子交換性等等被運用于各種領域。我國膨潤土礦資源十分豐富，含量僅次于美國，居世界第二位，但對其深加工利用遠不及國外，一直處于初期開發應用階段，近幾年才開展對膨潤土深加工利用研究工作，有機膨潤土就是膨潤土深加工的精細產品之一。有機膨潤土由于其具有疏水親油的特性，在有機溶劑中有良好的分散性、加溶性和乳化性．而廣泛應用于石油鉆井、油漆、油墨、高溫潤滑脂、化妝品、鑄造、農藥等工業領域作為防沉降劑、稠化劑、增粘劑及懸浮劑等。

有機膨潤土是油基鉆井液中的最基本親油膠體，在油基鉆井液中既可提高泥漿的粘度和切力，又能降低油基鉆井液的濾失量，因此有機土是油基鉆井液中不可缺少的添加劑。有機土在鉆井液中主要起增黏提切的作用，其性能的好壞將直接影響鉆井液的流變性和攜巖能力。目前市場上的鉆井液用有機土在白油或柴油中的凝膠性和增黏提切效果普遍較差，因此對油基鉆井液用有機土的制備進行了研究。

發明內容

本發明的目的是提出一種采用有機改性劑和插層劑來制備高性能有機膨潤土的方法。

本發明方法可以較大地提高有機膨潤土的層間距和流變性能，制得質量優良的有機膨潤土，有利于提高油基鉆井液的流變性和攜巖能力。

本發明的主要技術方案是：制備方法如下：

（1）將50～70份的鈉基膨潤土干料溶于600～900份的去離子水中，高速攪拌，形成懸浮體系a；

（2）將季胺鹽有機改性劑?15～30份混溶于100～300份溶劑中，攪拌溶解，形成均一體系b；

（3）將插層劑10～15份?溶于100～150份溶劑中，攪拌溶解，形成均一體系c；

（4）在攪拌狀態下，將溶液b迅速加入到懸浮體系a中，在70～90℃反應1-2小時，形成均一體系d；

（5）在攪拌狀態下，將溶液c迅速加入懸浮體系d中，在70～90℃反應1-2小時；

將步驟（5）中得到的產物冷卻至室溫，洗去產物中多余的離子，過濾，然后將所得的固體產物在60～80℃真空環境下干燥，粉碎過200目篩，即得到有機膨潤土產品。

一般地，所述季胺鹽有機改性劑為碳鏈長度C12～C18之間的季胺鹽，如十四烷基三甲基氯化銨、十六烷基三甲基氯化銨、十六烷基吡啶、十八烷基三甲基氯化銨、十八烷基二甲基芐基氯化銨等的一種；加入量是鈉基膨潤土陽離子交換量的80～120%摩爾當量。

所述插層劑為己內酰胺、脂肪醇聚氧乙烯醚AEO、十八烷基聚氧乙烯醚中的一種。

所述的溶劑為去離子水或無水乙醇。

采用本發明方法制備的有機膨潤土主要成分如下：

（1）優質鈉基膨潤土???????50～70份

（2）季胺鹽有機改性劑?????20～30份

（3）插層劑???????????????10～15份?

（4）水???????????????????700～1300份

上述鈉基膨潤土是粉狀混合物，蒙脫石重量百分含量85～100%，其陽離子交換能力為100～300mmol/100g,膠質價350-500?ml/15g，膨脹容85-95?ml/g。

具體實施方式：下面結合實施例進一步說明本發明的內容：

實施例１：把50份的鈉基土分散到700份去離子水中，高速攪拌，得到穩定的懸浮液，調整懸浮液的PH值至7~8，備用；將20份十六烷基三甲基氯化銨溶解于300份去離子水中，攪拌均勻，使之成為澄清透明的溶液備用。將10份己內酰胺溶解于100份去離子水中，攪拌均勻，使之成為澄清透明的溶液備用。在高速攪拌狀態下，將十六烷基三甲基氯化銨溶液迅速加到懸浮液中，在75℃時反應1.5小時，繼續加入己內酰胺溶液，攪拌反應1小時。產物冷卻至室溫，用去離子水反復去除產物中殘余的Cl^-，過濾，將制備的有機膨潤土在70℃真空干燥、粉碎以及過200目篩，即得到有機膨潤土產品。