专利名称:一种用糠醛渣为原料制取石油钻井泥浆稀释剂的工艺的制作方法
本发明属对植物木质素的化学处理工艺。
糠醛是一种用途广泛的重要化工原料，也是我国的重要出口化工原料之一。目前，糠醛一般是利用植物所含的聚糖经酸水解后转化而成。我国生产糠醛普遍使用甘蔗渣、玉米芯、棉子壳等植物原料，经酸水解后，把转化所得的糠醛气体分离。余下的大量残渣喷放卸出，此粗渣含木质素约40%～50%。这些木质素既不溶于酸，也不溶于碱和水，因此，较难处理，在本发明做出之前，正是由于未找到一种经济妥善的办法来处理生产过程中分离出来的大量糠醛渣，有的工厂不得不使用高压水把它冲到江河，严重污染水源，使鱼类等水生物死亡;有的工厂无法向江河排渣，使得排出的糠醛渣堆积如山。在国内，有的工厂往往因渣多成灾而只好被迫停产。在国外，一些国家也由于糠醛渣污染未能解决而宁愿进口糠醛也不愿设工厂生产。因此，经济妥善地处理生产过程中分离出的大量糠醛渣，以扼救、发展糠醛这种重要化工原料的生产，是国内外长期以来迫切渴望解决而未能解决的问题。
石油钻井泥浆稀释剂，是保证钻井泥浆具有良好性能的一种化学处理剂，尤其是钻深井时，稀释剂必不可少。铁铬木质素磺酸盐是目前使用的钻井泥浆稀释剂之一。制造这种铁铬木质素磺酸盐，一般是利用酸法纸浆厂排出的酸性亚硫酸盐废液中的木质素磺酸钙为原料，通过加入铁铬混合液及硬脂酸铝、柴油溶液而制成铁铬木质素磺酸盐。但是这一生产过程中，仍有废渣(CaSO4)析出，因而未能完全解决污染问题。而且这种稀释剂在处理泥浆的过程中产生泡沫，使泥浆的质量受到影响。用糠醛渣为原料来配制石油钻井泥浆稀释剂这样的生产工艺，目前国内外尚未见有任何报导，经与美国Dialog情报公司数据库联机检索1963年至1985年的“世界专利”文档，亦未发现有关这方面的记载。
本发明的目的在于获利一种用糠醛渣为原料制造性能良好的石油钻井泥浆稀释剂的生产工艺。从而不仅彻底解决大量糠醛渣无法处理而造成环境污染的问题，而且把原是毫无经济价值的废渣变成具有较高经济价值的石油钻井泥浆稀释剂。
本发明的要点在于，将糠醛渣进行磺化，使木质素引入亲液性磺酸基团，变成可溶于水并具有活性，然后加入重铬酸盐使之氧化，再加入铁盐而形成木质素的铁铬金属螯合物。经干燥后粉碎或经喷雾干燥，就得到深棕色的可用于石油钻井泥浆的稀释剂。
实现上述要点，用糠醛渣为原料制造石油钻井泥浆稀释剂的生产工艺流程如图1所示。其具体工艺过程为一、磺化过程。其工艺条件为在蒸煮锅内加入糠醛渣后再均匀加入亚硫酸氢钠(NaHSO3)，但也可加入亚硫酸钠(Na2SO3)，其用量6%-15%(以其SO2含量对绝干糠醛渣的重量百分比计算)，并使液比为6∶1至2∶1(当采用电热蒸煮锅时应选用较大的液比，而用蒸气直接加热的蒸煮锅，则可选用较小的液比)，然后开始加热，升温时间为1～2小时，升温过程中进行小放气，以排除锅内的空气及不凝气体，待温度升至165～170℃，即在此温度下保温2～3小时。
二、反应器内的化学处理过程。工艺条件为将磺化后的糠醛渣放入带搅拌机的自控恒温反应器内，温度升到60～65℃时，在搅拌下加入以所含SO2计相当于绝干糠醛渣重量的2～3%的亚硫酸(H2SO3)，然后加入相当于绝干糠醛渣重量的4～5.5%的重铬酸钾(K2Cr2O7)或重铬酸钠(Na2Cr2O7)，最后加入相当于绝干糠醛渣重量的7～8%的三氯化铁(FeCL3)或硫酸亚铁(FeSO4)或硫酸铁〔Fe2(SO4)3〕，反应时，液比为4∶1～3∶1。在70～80℃的温度下保温0.5～1小时。
三、干燥及粉碎过程。其工艺条件为把反应后的产物在105～110℃的温度下干燥，然后粉碎至过30目筛。但最好是在105～110℃的温度下经喷雾干燥，从而得到微带酸性的深棕色粉末，此即为可用于石油钻井泥浆的稀释剂。
按本发明的工艺，用糠醛渣为原料制造石油钻井泥浆稀释剂，整个生产过程不再产生废渣或废液，从而彻底解决了污染环境的糠醛渣的处理问题，而且所用的化工原料来源广，所获利的石油钻井泥浆稀释剂在处理泥浆的过程中不产生泡沫，对泥浆的稀释性能比目前国内使用的用木质素制成的其他稀释剂要好。
发明人曾有以下实施例以糠醛车间用玉米芯经硫酸水解制备糠醛后所得的糠醛渣为原料。原料的成份的重量百分比为水份27.40～30.40%，聚戌糖2.0～2.78%，灰份9.03～9.94%，苯醇抽出物11.05～15.63%。(上述含量的分析方法按轻工业部部颁标准)
工艺过程及所用设备为一、磺化过程NaHSO3用量12%(以所含SO2对绝干糠醛渣的重量百分比计)四氢蒽醌添加剂0.1%(相对于绝干糠醛渣的重量)液比6∶1最高温度168～170℃最高压力8Kg/cm2升温时间1小时40分保温时间2小时30分设备电热蒸煮锅。
二、化学反应过程加入化学品的顺序及用量(以对绝干糠醛渣的重量百分比计)为H2SO32.25%K2Cr2O74%FeCL38%液比3∶1反应温度75℃设备带搅拌机自动控温反应器。
三、干燥及粉碎过程。
将反应后得到的木质素铁铬金属螯合物在烘箱内干燥，干燥温度为105℃，然后用粉碎机粉碎至过30目筛。
表2为用上述工艺过程制得的稀释剂对泥浆的稀释效果与其他也是以木质素为原料制成的稀释剂对钻井泥浆的稀释效果对照表。其中泥浆为采用安丘膨胀土配制的淡水泥浆。对比样品A是目前国内最好的由牡丹江某化工厂自酸性亚硫酸氢钙制浆废液制的铁铬木素磺酸盐，对比样品B是东北某厂的木质素制品。
表3为本产品与其他对比样品抗高温性能对照表，表中数据是处理剂加入泥浆后均在滚子炉中滚动加热(100℃)16小时后所测定，其中对比样品A与B均与表2说明相同。
表4为本产品对石膏泥浆的降粘效果数据表。表5为本产品对人工海水泥浆的降粘效果数据表。
从上述实施例可以看出，按本发明的工艺，用糠醛渣为原料所制得的石油钻井泥浆稀释剂对淡水泥浆的稀释性能高于目前国内最好的牡丹江铁铬盐水平，本产品具有良好的抗高温性能，并具有一定的抗污染能力。
权利要求
1.一种用糠醛渣为原料制取石油钻井泥浆稀释剂的生产工艺，其特征在于它是以玉米芯、甘蔗渣、棉子壳等为原料制造糠醛时所得的糠醛渣为主要原料，经过加入亚硫酸氢钠在蒸煮锅内加热磺化，然后将磺化后的糠醛渣置于反应器内，按顺序依次加入亚硫酸、重铬酸钾和三氯化铁，并在加热的条件下进行化学反应，最后将经化学反应所得的木质素铁铬螯合物干燥并且粉碎而得到可用于石油钻井泥浆的稀释剂等三个工艺过程。
2.权利要求
1所说的生产工艺，其特征在于所说的加入亚硫酸氢钠在蒸煮锅内加热磺化为以下工艺过程将糠醛渣置于蒸煮锅内並均匀加入6～15%的亚硫酸氢钠(以所含SO2对绝干糠醛渣的重量百分比计算)，使其液比为6∶1至2∶1然后加热，升温时间为1～2小时，升温过程进行小放气，使温度升至165～170℃，即在此温度下保温2～3小时。
3.权利要求
1所说的生产工艺过程，其特征在于在所说的将磺化后的糠醛渣置于反应器内，在搅拌下按顺序依次加入亚硫酸、重铬酸钾(或重铬酸钠)和三氯化铁(或硫酸铁、或硫酸亚铁)并在加热的条件下进行化学反应，这一工艺过程中，所用的反应器为带搅拌机的自控恒温反应器、亚硫酸、重铬酸钾和三氯化铁的加入量相对于绝干糠醛渣的重量百分比分别为亚硫酸2～3%，重铬酸钾4～5.5%，三氯化铁7～8%，反应时的液比为4∶1～3∶1，反应温度为70～80℃，反应时间为0.5～1小时。
4.权利要求
1所说的干燥和粉碎，其特征在于所说的干燥是温度为105～110℃的加热干燥或喷雾干燥，所说的粉碎是将加热干燥后所得的产品粉碎至通过30目筛。
专利摘要
一种利用糠醛渣为原料制取石油钻井泥浆稀释剂的生产方法。其属于对植物木质素的化学处理。本发明以糠醛渣为主要原料，经过加入亚硫酸氢钠进行磺化处理，然后再依次加入亚硫酸、重铬酸钾和铁盐进行化学反应而得到木质素铁铬螯合物，最后将此产物干燥、粉碎而得到石油钻井泥浆稀释剂。本发明不仅为处理糠醛渣提供了经济妥善的工艺，解决了长期以来渴望解决的糠醛渣污染环境问题，而且制得的稀释剂对石油钻井泥浆具有良好的性能。
文档编号C07G1/00GK85105225SQ85105225
公开日1986年7月30日 申请日期1985年7月5日
发明者卢今怡, 郭全信, 陈德峻 申请人:华南工学院导出引文BiBTeX, EndNote, RefMan