选择性高分子断裂催化剂及其制备方法和应用的制作方法
【专利摘要】本发明公开了一种选择性高分子断裂催化剂及其制备方法和应用，制备包括以下步骤：加水到反应釜中，升温至50℃；向反应釜中加入有机磷酸类螯合剂，反应1h；再加入还原剂，反应30min；最后加入脱硼催化剂，升高反应温度至50-90℃，反应3h；本发明的选择性高分子断裂催化剂主要应用在油田压裂液的破胶上，使用量为压裂液总质量的0.05-0.1%。本发明的有益之处在于：破胶彻底，价格合理，无腐蚀性且不受大量共存盐类的影响；产品中含有的各种成分互为补充，脱硼催化剂将硼活化能降低，使得压裂液硼交联性能失稳，不断降解，最后达到水化破胶的效果，还原剂可降低活化能，相当于低温激活剂，防止氧腐蚀，有机磷酸类螯合剂，可防止结垢及处理后的水与后续水的配伍。
【专利说明】选择性高分子断裂催化剂及其制备方法和应用
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种催化剂及其制备方法和应用，具体涉及一种选择性高分子断裂催化剂及其制备方法和应用，属于高分子化学领域。
【背景技术】
[0002]压裂液返排液中存在大量的胶状物，因此压裂液返排液的排放会造成较为严重的污染。另外，胶状物进入污水处理系统中，会造成过滤系统堵塞、纤维球板结失效等问题，直接影响水处理的效果。
[0003]目前，在油田压裂液返排液的破胶技术中，通常采用氧化剂-过硫酸铵、酶、酸来完成压裂液反排液的水化破胶。但是，采用现有的方法破胶，存在以下一些问题:
[0004]1、氧化剂-过硫酸铵，是很传统的产品，低温下其释放氧的能力降低，不能彻底破胶；另外，其代偿产物硫酸根会与水中的钡、锶等反应生成沉淀，堵塞地层。
[0005]2、酶，是一种微生物，有选择性，可以彻底破胶，但价格昂贵，造成应用困难。
[0006]3、酸，由于对现场设施有一定的腐蚀性，所以其使用受到限制；此外，酸还是硫酸盐还原菌的原料，可生成二价硫，引起设备腐蚀和电化学反应。
【发明内容】
[0007]为解决现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种破胶彻底、价格合理、无腐蚀性且不受大量共存盐类的影响的选择性高分子断裂催化剂，以及该选择性高分子断裂催化剂的制备方法和应用。
[0008]为了实现上述目标，本发明采用如下的技术方案:
[0009]一种选择性高分子断裂催化剂的制备方法，其特征在于，包括以下步骤:
[0010](I)、加20-50份(质量)的水到反应釜中，升温至50°C，密闭氮气置换空气，控制压裂 0.1-0.3MPa ；
[0011](2)、开启搅拌器，向反应釜中缓慢加入25-40份的有机磷酸类螯合剂，反应Ih ；
[0012](3)、向反应釜中加入5-10份的还原剂，反应30min ；
[0013](4)、向反应釜中加入20-75份的脱硼催化剂，升高反应温度至50_90°C，反应3h。
[0014]前述的选择性高分子断裂催化剂的制备方法，其特征在于，前述脱硼催化剂的制备方法为:
[0015](I)、加30-65份水到反应釜中，升温至60°C，控制压裂0.1-0.3MPa ；
[0016](2)、开启搅拌器，向反应釜中缓慢加入5-75份N-甲基葡萄糖胺，20-45份苯甲酸，反应Ih ；
[0017](3)、升高反应釜的温度至65°C，然后加入5-35份三乙醇胺，冷凝控制水温在65°C，反应 2h。
[0018]前述的选择性高分子断裂催化剂的制备方法，其特征在于，前述还原剂为碳酰肼、卡巴肼、水合联氨中的任意一种。[0019]前述的选择性高分子断裂催化剂的制备方法，其特征在于，前述有机磷酸类螯合剂为氨基三亚甲基膦酸、I 一羟乙叉一 1，I 一二膦酸、乙二胺四甲叉膦酸、二乙烯三胺五甲叉膦酸、氨基三甲叉膦酸中的任意一种。
[0020]前述的选择性高分子断裂催化剂的制备方法，其特征在于，在加入有机磷酸类螯合剂的同时，向反应釜中加入1-10份的甲基二乙醇胺或者2-20份的甲基乙醇胺。
[0021]前述的选择性高分子断裂催化剂的制备方法，其特征在于，在加入有机磷酸类螯合剂的同时，向反应釜中加入0.05-3份的氯化钴或者氯化亚铜。
[0022]一种选择性高分子断裂催化剂，其特征在于，由前述的方法制备而来。
[0023]选择性高分子断裂催化剂在油田压裂液的破胶上的应用。
[0024]前述的选择性高分子断裂催化剂在油田压裂液的破胶上的应用，其特征在于，前述选择性高分子断裂催化剂的使用量为压裂液总质量的0.05-0.1%。
[0025]本发明的有益之处在于:破胶彻底，价格合理，无腐蚀性且不受大量共存盐类的影响；产品中含有的各种成分互为补充，脱硼催化剂将硼活化能降低，使得压裂液硼交联性能失稳，不断降解，最后达到水化破胶的效果，还原剂可降低活化能，相当于低温激活剂，防止氧腐蚀，有机磷酸类螯合剂，可防止结垢及处理后的水与后续水的配伍；氯化钴或者氯化亚铜可提高催化还原剂的效率，甲基二乙醇胺或者甲基乙醇胺可起到缓蚀的作用。
【具体实施方式】
[0026]以下结合具体 实施例对本发明作具体的介绍。
[0027]—、制备脱硼催化剂
[0028]1、原料准备:
[0029]
【权利要求】
1.选择性高分子断裂催化剂的制备方法，其特征在于，包括以下步骤: (1)、加20-50份(质量)的水到反应釜中，升温至50°C，密闭氮气置换空气，控制压裂0.1-0.3MPa ； (2)、开启搅拌器，向反应釜中缓慢加入25-40份的有机磷酸类螯合剂，反应Ih； (3)、向反应釜中加入5-10份的还原剂，反应30min； (4)、向反应釜中加入20-75份的脱硼催化剂，升高反应温度至50-90°C，反应3h。
2.根据权利要求1所述的选择性高分子断裂催化剂的制备方法，其特征在于，所述脱硼催化剂的制备方法为: (I)、加30-65份水到反应釜中，升温至60°C，控制压裂0.1-0.3MPa ； (2 )、开启搅拌器，向反应釜中缓慢加入5-75份N-甲基葡萄糖胺，20-45份苯甲酸，反应Ih ； (3)、升高反应釜的温度至65°C，然后加入5-35份三乙醇胺，冷凝控制水温在65°C，反应2h。
3.根据权利要求1所述的选择性高分子断裂催化剂的制备方法，其特征在于，所述还原剂为碳酰肼、卡巴肼、水合联氨中的任意一种。
4.根据权利要求1所述的选择性高分子断裂催化剂的制备方法，其特征在于，所述有机磷酸类螯合剂为氨基三亚甲基膦酸、I 一羟乙叉一 1，I 一二膦酸、乙二胺四甲叉膦酸、二乙烯三胺五甲叉膦酸、氨基三甲叉膦酸中的任意一种。
5.根据权利要求1所述的选择性高分子断裂催化剂的制备方法，其特征在于，在加入有机磷酸类螯合剂的同时，向反应釜中加入1-10份的甲基二乙醇胺或者2-20份的甲基乙醇胺。
6.根据权利要求1所述的选择性高分子断裂催化剂的制备方法，其特征在于，在加入有机磷酸类螯合剂的同时，向反应釜中加入0.05-3份的氯化钴或者氯化亚铜。
7.一种选择性高分子断裂催化剂，其特征在于，由权利要求1至6任意一项所述的方法制备而来。
8.选择性高分子断裂催化剂在油田压裂液的破胶上的应用。
9.根据权利要求8所述的选择性高分子断裂催化剂在油田压裂液的破胶上的应用，其特征在于，所述选择性高分子断裂催化剂的使用量为压裂液总质量的0.05-0.1%。
【文档编号】B01J31/24GK103480419SQ201310439722
【公开日】2014年1月1日 申请日期:2013年9月24日 优先权日:2013年9月24日
【发明者】李俊华, 王遵贵, 张群桥, 司伟, 周会强, 王佳, 张强, 李小军, 宋金旺, 杨旭斌, 沈燕宾, 李辰 申请人:陕西省石油化工研究设计院