四甲基氯化铵回收液在粘土防膨剂中的应用的制作方法

本发明属于防膨剂剂制备，尤其涉及一种四甲基氯化铵回收液在粘土防膨剂中的应用。

背景技术：

1、四甲基氢氧化铵(tmah)水溶液被广泛用于集成电路、液晶面板、印刷电路板光刻工艺中的显影，被称为显影液。由于tmah特殊的结构，是废水中氨氮的主要贡献者，对tmah的处理带来了挑战，同时也会带来诸多环保风险。通常，显影液使用过后经酸中和等处理，形成含10％的四甲基氯化铵(tmacl)废液。tmacl废液直接排放势必对环境造成破坏，也带来tmacl资源的浪费。若将四甲基氯化铵废液进行回收再利用不仅可以提高tmacl的利用率降低成本，且可以减缓对环境的破坏。

2、压裂为用压力将地层压开，形成裂缝，并用支撑剂将裂缝支撑起来，以此来改善油气层的导流能力，以减小流体流动阻力的增产、增注的措施。而压裂过程中所用的压裂液起着传递压力、形成地层裂缝和沿着张开的裂缝输送支撑剂的作用，在油田开发过程中，黏土矿物容易发生膨胀和运移，为减少对储集层渗透率的上海，需要在压裂液中加入粘土稳定剂。现有防膨剂种类复杂，主要为无机盐型或聚合物防膨剂。无机盐型防膨效果较差，不耐冲洗，影响压裂效果。聚合物防膨剂体系虽然效果好，但受到分子量的制约，过大低渗储层的孔隙，分子量若小，则防膨有效期缩短。且成本过高，不被市场接受。因此，需要研制低用量下防膨率高的防膨剂，同时也符合油田处理剂高效、低成本的发展方向。

技术实现思路

1、本发明提供了一种四甲基氯化铵回收液在粘土防膨剂中的应用，本发明将四甲基氯化铵回收液应用在粘土防膨剂中，不仅可以将四甲基氯化铵废液充分利用，保护环境，且得到的防膨剂，用量少，性能好，成本较低，具有良好的经济效益。

2、为了达到上述目的，本发明提供了四甲基氯化铵回收液在粘土防膨剂中的应用，所述四甲基氯化铵回收液中包括四甲基氯化铵40wt％～70wt％、钠离子2000～4000ppb、钾离子100000～200000ppb、钙离子1000～2000ppb、铁离子300～1000ppb和余量的水。

3、优选的，按重量份计，所述粘土防膨剂包括：四甲基氯化铵回收液100份、有机铵盐8～20份、无机盐10～20份和水10～35份。

4、优选的，所述有机铵盐包括苄基三甲基氯化铵、2-氯乙基三甲基氯化铵、环氧丙基三甲基氯化铵和3-氯-2-羟丙基三甲基氯化铵中的一种或几种。

5、优选的，所述无机盐为氯化钠、氯化钙、氯化镁和氯化铵中一种或多种。

6、优选的，所述粘土防膨剂的制备方法为：

7、1)将有机铵盐与水混合，得到有机铵盐溶液；

8、2)将四甲基氯化铵回收液、有机铵盐溶液和无机盐混合，搅拌至溶解后，调节ph至6～8，得到粘土防膨剂。

9、优选的，调节ph用溶液为盐酸。

10、优选的，所述四甲基氯化铵回收液为四甲基氢氧化铵显影液采用盐酸洗脱后得到。

11、优选的，所述粘土防膨剂的防膨率≥80％，长效防膨性能≥86％。

12、优选的，所述粘土防膨剂的添加量为0.5wt％～2wt％。

13、与现有技术相比，本发明的优点和积极效果在于：

14、本发明将四甲基氯化铵回收液应用在粘土防膨剂中，回收液中富含四甲基氯化铵，及微量na+、k+、ca2+、fe3+等金属阳离子组分，本发明在此基础上添加部分阳离子型季铵盐类及无机盐类防膨剂复合得到配方型粘土稳定剂，粘土颗粒表面一般带有部分负电荷，根据电中性原理，由等量的阳离子吸附在粘土表面上，粘土防膨剂上的正电基团可与晶层间以及表面上的低价阳离子发生阳离子交换吸附，抑制了与水合阳离子的交换吸附，粘土不再因吸附水合阳离子而发生膨胀，从而粘土稳定剂长效防膨性能得到提高，降低了粘土矿物膨胀和运移现象的发生。

15、同时，本发明将四甲基氯化铵废液充分利用，保护环境，成本较低，具有良好的经济效益。

技术特征：

1.四甲基氯化铵回收液在粘土防膨剂中的应用，其特征在于，所述四甲基氯化铵回收液中包括四甲基氯化铵40wt％～70wt％、钠离子2000～4000ppb、钾离子100000～200000ppb、钙离子1000～2000ppb、铁离子300～1000ppb和余量的水。

2.根据权利要求1所述的应用，其特征在于，按重量份计，所述粘土防膨剂包括：四甲基氯化铵回收液100份、有机铵盐8～20份、无机盐10～20份和水10～35份。

3.根据权利要求2所述的应用，其特征在于，所述有机铵盐包括苄基三甲基氯化铵、2-氯乙基三甲基氯化铵、环氧丙基三甲基氯化铵和3-氯-2-羟丙基三甲基氯化铵中的一种或几种。

4.根据权利要求2所述的应用，其特征在于，所述无机盐为氯化钠、氯化钙、氯化镁和氯化铵中一种或多种。

5.根据权利要求2所述的应用，其特征在于，所述粘土防膨剂的制备方法为：

6.根据权利要求5所述的应用，其特征在于，调节ph用溶液为盐酸。

7.根据权利要求1所述的应用，其特征在于，所述四甲基氯化铵回收液为四甲基氢氧化铵显影液采用盐酸洗脱后得到。

8.根据权利要求1所述的应用，其特征在于，所述粘土防膨剂的防膨率≥80％，长效防膨性能≥86％。

9.根据权利要求1所述的应用，其特征在于，所述粘土防膨剂的添加量为0.5wt％～2wt％。

技术总结
本发明提出一种四甲基氯化铵回收液在粘土防膨剂中的应用，属于防膨剂剂制备技术领域。本发明将四甲基氯化铵回收液应用在粘土防膨剂中，不仅可以将四甲基氯化铵废液充分利用，保护环境，且得到的防膨剂，用量少，性能好，成本较低，具有良好的经济效益。

技术研发人员：尚云云,吴炳辉,赵立伟,徐鲁艺,刘方园,任东成,苏凯民,万志豪
受保护的技术使用者：山东海科创新研究院有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/3/31