一种废弃植物油用有机土及其制备方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及到油基钻井液有机土领域，特别涉及到废弃植物油中具有高成胶率的 有机土及其制备方法。
【背景技术】
[0002] 我国每年会产生废弃植物油400-600万吨(主要为餐厨废弃油脂)，一部分被排放 造成了水体污染，另外一部分被加工成"废弃植物油"回流餐桌，严重威胁了我国食品安全。 研究利用废弃植物油或处理后的废弃植物油在钻井液领域应用，既可降低钻井液成本，又 可以帮助解决废弃植物油回流餐桌的问题，是对废物的一次创新性再利用。有机土是油基 钻井液中最重要处理剂之一，主要用于油基钻井液的增粘、提切和降低油基钻井液的滤失 量等。但现阶段并未发现能够适用于废弃植物油做钻井基液的有机土。本发明研制的有机 土是针对废弃植物油做油基钻井液基液研制的，它在废弃植物油中具有良好的分散性，显 著提高了废弃植物油的黏度和切力，可以满足废弃植物油作为钻井液基液的基本要求。因 此，该研究具有重要的环境效益、社会效益和经济效益。
【发明内容】
[0003] 为实现上述目的，本发明的技术方案为： 干料钠基膨润土 5(Γ90份 季铵盐阳离子表面活性剂 ΚΓ40份 亲油性非离子表面活性剂 5~20份 有机胺盐 0. 01?20份 内酰胺 0. 05?20份 质子化剂 0. 01?1. 0份 过渡金属镍盐 0.01~2.0份 水 500?1000份 其制备方法按如下步骤进行： (1) 将5(Γ90份的干料钠基膨润土分散到30(Γ400份的水中，高速搅拌后，用浮选法除 去杂质，使之形成稳定的悬浮液a，其悬浮液的质量百分比浓度为109Γ60% ; (2) 用HCl将悬浮液a活化，滴加 HCl或NaOH调节悬浮液a的pH至5?9 (其误差不超 过0.1)，得到液体b; (3) 加入一定量的有机胺盐、内酰胺、质子化剂和过渡金属盐类（硝酸镍），在恒温水浴 中搅拌约2-5h，使其充分交换，经抽滤、洗涤后得到一次样品溶液c ; (4) 将ΚΓ40份季铵盐阳离子表面活性剂加入到ΚΚΓ200份的水中，搅拌均匀得到液体 d ； (5) 在高速搅拌的条件下，将液体d滴加到液体c中，滴加完后，在温度为4(T90°C条件 下，反应1?3h; (6) 将第（5)步得到的产物洗涤:Γ5次，加入亲油性非离子表面活性剂得到产物e ; (7) 洗去悬浮液中的多余离子，进行固液分离，然后将所得到的固体产物在9(Γ110?温 度下烘干，粉碎过筛，即得废弃植物油用高成胶率有机土产品。 本发明的积极效果为： (1) 可用于配置以废弃植物油作为基液的全油基钻井液以及以废弃植物油作为基液的 油包水钻井液； (2) 在低极性溶剂中具有良好的成胶效果； (3) 与其他钻井液处理剂的配伍性良好。
【具体实施方式】
[0004] 实例 1 将100克钠基膨润土干料分散到800克水中，高速搅拌后，采用浮选法除去杂质，得到 稳定的悬浮液；先加入少量HCl对悬浮液进行活化，然后滴加 HCl或NaOH调节溶液pH为5 (相对误差〈0. 1);然后加入有机胺盐10克、内酰胺10克、质子化剂0. 5克和过渡金属盐类 (硝酸镍）1. 5克，在恒温水浴中搅拌约3小时，使其充分交换，经抽滤、洗涤后得到一次样品 溶液。将30克十二烷基三甲基氯化铵溶于150克水中，搅拌均匀，备用。在高速搅拌的条 件下，将十二烷基三甲基氯化铵溶液缓慢滴加到一次样品溶液中，在70°C时反应2小时，将 反应产物用无水酒精洗涤3次，加入亲油性非离子表面活性剂20克得到产物a，洗去产物a 中多余离子，进行固液分离，然后将所得的固体产物在9(Tll(TC下烘干，粉碎过200筛，即 得到废弃植物油用高成胶率有机土产品。
[0005] 实例 2 将280克钠基膨润土干料分散到800克水中，高速搅拌后，采用浮选法除去杂质，得到 稳定的悬浮液；先加入少量HCl对悬浮液进行活化，然后滴加 HCl或NaOH调节溶液pH为8 (相对误差〈0. 1);然后加入有机胺盐20克、内酰胺20克、质子化剂1. 5克和过渡金属盐类 (硝酸镍）1. 5克，在恒温水浴中搅拌约2-5h，使其充分交换，经抽滤、洗涤后得到一次样品 溶液。将120克十六烷基三甲基溴化铵溶于150克水中，搅拌均匀，备用。在高速搅拌的条 件下，将十六烷基三甲基溴化铵溶液缓慢滴加到一次样品溶液中，在90°C时反应3小时，将 反应产物用无水酒精洗涤3次，加入亲油性非离子表面活性剂60克得到产物a，洗去产物a 中多余离子，进行固液分离，然后将所得的固体产物在9(Tll(TC下烘干，粉碎过200筛，即 得到废弃植物油用高成胶率有机土产品。
[0006] 实例 3 将200克钠基膨润土干料分散到800克水中，高速搅拌后，采用浮选法除去杂质，得到 稳定的悬浮液；先加入少量HCl对悬浮液进行活化，然后滴加 HCI或NaOH调节溶液pH为9 (相对误差〈0. 1);然后加入有机胺盐15克、内酰胺15克、质子化剂I. 0克和过渡金属盐类 (硝酸镍）I. 〇克，在恒温水浴中搅拌约2-5h，使其充分交换，经抽滤、洗涤后得到一次样品 溶液。将80克十二烷基磺酸钠溶于150克水中，搅拌均匀，备用。在高速搅拌的条件下，将 十二烷基磺酸钠溶液缓慢滴加到一次样品溶液中，在80°C时反应2小时，将反应产物用无 水酒精洗涤4次，加入亲油性非离子表面活性剂40克得到产物a，洗去产物a中多余离子， 进行固液分离，然后将所得的固体产物在9(Γ110?下烘干，粉碎过200筛，即得到废弃植物 油用高成胶率有机土产品。
[0007] 采用成胶率对实例中的有机土进行评价： 称取2. OOg的有机膨润土（精确至0. Olg)，放在50ml烧杯中，加入少量废弃植物油，用 玻璃棒搅拌，使之均匀分散在废弃植物油中，小心转移到IOOml具塞量筒中，用少量废弃植 物油多次洗净烧杯，并转入量筒中，加废弃植物油至100ml，盖上磨口塞，将量筒倒置，上下 摇动5min，静置，同时以秒表计时，记录90min时上层游离粗甲酯的体积，按下式计算胶体 率：
【主权项】
1. 一种废弃植物油用高成胶率有机土，其特征在于，在废弃植物油中成胶率高。
2. 有机土由如下重量份组分按所述步骤制成： 干料钠基膨润土 5(Γ90份 季铵盐阳离子表面活性剂 ΚΓ40份 亲油性非离子表面活性剂 5~20份 有机胺盐 0. Ol?20份 内酰胺 0. 05?20份 质子化剂 0. 01?1. 0份 过渡金属镍盐 0.01~2.0份 水 500?1000份 其制备方法按如下步骤进行： (1) 将5(Γ90份的干料钠基膨润土分散到30(Γ400份的水中，高速搅拌后，用浮选法除 去杂质，使之形成稳定的悬浮液a，其悬浮液的质量百分比浓度为109Γ60% ; (2) 用HCl将悬浮液a活化，滴加 HCl或NaOH调节悬浮液a的pH至5?9 (其误差不超 过0.1)，得到液体b; (3) 加入一定量的有机胺盐、内酰胺、质子化剂和过渡金属盐类（硝酸镍），在恒温水浴 中搅拌约2-5h，使其充分交换，经抽滤、洗涤后得到一次样品溶液c ; (4) 将ΚΓ40份季铵盐阳离子表面活性剂加入到ΚΚΓ200份的水中，搅拌均匀得到液体 d ； (5) 在高速搅拌的条件下，将液体d滴加到液体c中，滴加完后，在温度为4(T90°C条件 下，反应1?3h; (6) 将第（5)步得到的产物洗涤:Γ5次，加入亲油性非离子表面活性剂得到产物e ; (7) 洗去悬浮液中的多余离子，进行固液分离，然后将所得到的固体产物在9(Γ110?温 度下烘干，粉碎过筛，即得废弃植物油用高成胶率有机土产品。
3. 根据权利要求1所述的废弃植物油用高成胶率有机土，其特征在于，所述干料钠基 膨润土是天然钠基膨润土中的层状结构的云母族、粘土族、绿泥石族硅酸盐，链状结构的辉 石族、闪石族硅酸盐和架状结构的长石族、沸石族及群青族硅酸盐的粉状混合物。
4. 根据权利要求1所述的废弃植物油用高成胶率有机土,其特征在于,所述季铵盐 阳离子表面活性剂为：十二烷基三甲基溴化铵、十二烷基三甲基氯化铵、十二烷基磺酸钠、 十二烷基苯磺酸钠、十六烷基三甲基溴化铵、十六烷基苄基二甲基氯化铵或双长链季铵盐 表面活性剂中的任意一种。
5. 根据权利要求1所述的废弃植物油用高成胶率有机土的制备方法，其特征在于，所 述的制备方法按如下步骤进行： (1) 将5(Γ90份的干料钠基膨润土分散到30(Γ400份的水中，高速搅拌后，用浮选法除 去杂质，使之形成稳定的悬浮液a，其悬浮液的质量百分比浓度为109Γ60% ; (2) 用HCl将悬浮液a活化，滴加 HCl或NaOH调节悬浮液a的pH至5?9 (其误差不超 过0.1)，得到液体b; (3) 加入一定量的有机胺盐、内酰胺、质子化剂和过渡金属盐类（硝酸镍），在恒温水浴 中搅拌约2-5h，使其充分交换，经抽滤、洗涤后得到一次样品溶液c ; (4) 将1(Γ40份季铵盐阳离子表面活性剂加入到10(Γ200份的水中，搅拌均匀得到液体 d ； (5) 在高速搅拌的条件下，将液体d滴加到液体c中，滴加完后，在温度为4(T90°C条件 下，反应1?3h; (6) 将第（5)步得到的产物洗涤:Γ5次，加入亲油性非离子表面活性剂得到产物e ; (7) 洗去悬浮液中的多余离子，进行固液分离，然后将所得到的固体产物在9(Γ110?温 度下烘干，粉碎过筛，即得废弃植物油用高成胶率有机土产品。
【专利摘要】本发明提供了一种在废弃植物油中具有高成胶率的有机土及其制备方法。有机土由钠基膨润土80～90份；季铵盐阳离子表面活性剂30～40份；亲油性非离子表面活性剂15～20份；有机胺盐0.01～20份；内酰胺0.05～20份；质子化剂0.01～1.0份；过渡金属镍盐0.01～2.0份；水500～750份组成。其制备方法为：（1）将钠基膨润土分散到水中，用HCl活化形成稳定的悬浮液，调节pH至5～9得到液体a；（2）加入有机胺盐、内酰胺、质子化剂和过渡金属盐类，在恒温水浴中搅拌2-5h，经抽滤、洗涤得到溶液b；（3）将液体b加入到季铵盐阳离子表面活性剂水溶液中，在40～90℃下反应1～3h，得到产物c；（4）将产物c洗涤3～5次，加入亲油性非离子表面活性剂得到产物d，在90～110℃下烘干，粉碎过筛，即得该有机土产品。
【IPC分类】C09K8-03
【公开号】CN104559949
【申请号】CN201310517292
【发明人】徐加放, 陈哲, 孙中富, 段晓飞, 拜杰, 孙泽宁, 李小迪, 顾甜甜
【申请人】中国石油大学(华东)
【公开日】2015年4月29日
【申请日】2013年10月29日