有機改性膨潤土的生產工藝的制作方法
【技術領域】
[0001] 本發明設及一種有機改性膨潤±的生產工藝，屬于化學原料領域。
【背景技術】
[0002] 膨潤± @entonite)又稱膨潤巖或斑脫巖，是W蒙脫石為主要成分的黏±巖一一 蒙脫石黏±巖。我國出現的膨潤±譯名為斑脫巖、皂±、膨±巖等，準確的命名應為蒙脫石 黏±。
[0003] 膨潤±是一種重要的非金屬礦產，世界膨潤±資源豐富，分布甚廣，世界各大洲都 有膨潤±礦分布。世界上分布較廣的是巧基膨潤±，而鋼基膨潤±則較為少見，且產地集中 在少數幾個國家。
[0004] 美國目前膨潤±的年產量為400多萬噸，隨著石油危機的加劇，鉆探工作量的增 加，預計今后美國的膨潤±產品年銷售量在600萬噸左右。日本是膨潤±資源不足的國家， 但膨潤±加工業發達，主要采用進口原料±加工后返銷國外。歐洲國家膨潤±銷量較大，但 主要膨潤±資源靠進口。 陽0化]我國膨潤±既有資源優勢，又有品種優勢。目前有關膨潤±的主要研究方向為膨 潤±提純、人工合成低有序度的蒙脫石、人工改性儀蒙脫石、用膨潤±制備高性能的娃侶 膜、膨潤±的活化和有機化等。
[0006] 膨潤± (蒙脫石）為侶氧八面體層與娃氧四面體層交替排列結構，運被看做八面 體層被夾在兩層四面體層之間，所W運種結構稱作2 :1型層狀結構。由于八面體層部分A13+ 被Mg2+取代而帶上負電荷，所W蒙脫石層間常帶有化/ r、化/ 等離子，運些離子可與其 它帶正電荷的無機離子進行離子交換，也可與有機離子或分子進行反應。
[0007] 目前，無論是石油鉆井還是地質勘探鉆井，都大量采用膨潤±配制鉆井泥漿。膨潤 ±作為添加的增效劑可大大提高造漿率和鉆井效益，有利于鉆進各種復雜地質，預防井內 事故發生。由于我國石油工業的發展對鉆井業用膨潤±需求量逐年增加，膨潤±在石油鉆 井方面應用前景廣闊。
[0008] 鉆井泥漿在鉆井中起著重要作用，鉆漿分為兩類：一類是為泥漿，載體主要是水， 膨潤±是增稠劑；另一類為油基泥漿，載體主要為柴油和原油，由于親油性的要求，主要采 用有機改性膨潤±。
[0009] 國內無機膨潤±的有機化改性僅限于文獻，目前尚無任何專利報道。
[0010] 朱利中等研究了漠化十六烷基Ξ甲錠（CTMAB)和氯化十六烷基化晚（CPC)對膨潤 ±進行了改性。
[0011] 吳平霄等發現，利用長鏈季錠鹽有機陽離子（如十六烷基Ξ甲基氯化錠）對膨潤 ±改性后，陽離子的N端吸附在帶負電的黏±表面，烷基鏈相互擠在一起形成有機相。
[0012] 王慶偉等指出，泥漿中的有機膨潤±大都采用雙十八烷基二甲基氯化錠鹽與高效 膨潤±反應而成，運種陽離子膨潤±對油類具有良好的親和性。
[0013] 王春艷指出，在石油鉆井工業中，有機鉆井泥漿中所含的泥漿增稠劑、乳膠穩定劑 即為有機膨潤±，運類泥漿主要用于深井、超深井及海上鉆井，因其具有較好的流變性和攜 帶性，故能有效地潤滑鉆井，防止腐蝕；同時，它也是一種很好的提黏、提切助劑，可W配制 成優良的油基泥漿和抗高溫解卡劑，大大提高鉆井速度和減少事故的發生。
[0014] 目前查明的天然膨潤±礦儲量近百億噸，其中美國、前蘇聯和中國的儲量占世界 地質儲量的1/4。但世界上分布較廣的是巧基膨潤±，約占探明儲量的70-80%，而優質的 鋼基膨潤±則較少見，且產地集中在美國的懷俄明州、南達科他州、北達科他州、蒙大拿州 等。因此，世界各國都十分重視鋼基膨潤±資源的勘察。
[0015] 我國膨潤±種類基本W巧基膨潤±為主，兼有鋼基及氨基、侶基膨潤±。
[0016] 在油田鉆井領域，鋼基膨潤±造漿率高，增粘性好，較巧基膨潤±有天然的優勢。 即便進行同樣的有機化改性后，鋼基膨潤±在油基泥漿中的增稠性能也遠好于巧基膨潤 ±。
[0017] 由于我國膨潤±基本W巧基為主，應用性較差，只能用于油漆、涂料等要求低的行 業，在鉆井領域的應用難W開展，只能從國外高價進口鋼基膨潤±。
【發明內容】
[001引根據W上現有技術中的不足，本發明要解決的技術問題是：提供一種有機改性膨 潤±的生產工藝，巧基膨潤±經過普通的有機改性后，應用性較差，只能用于低要求行業。
[0019] 本發明解決其技術問題所采用的技術方案是：提供一種有機改性膨潤±的生產工 藝，采用雙十八烷基二甲基氯化錠為有機改性劑，包括W下步驟：
[0020] a.將5~20重量份的硬脂酸類脂肪酸與10~30體積份的乙醇中制成溶液；
[0021] b.在反應器中加入500重量份的巧基膨潤±和25~55重量份的硝酸鋼，加30重 量份的水，充分攬拌20-60分鐘；
[0022] C.加入50重量份雙十八烷基二甲基氯化錠，繼續攬拌，攬拌完畢后快速升溫，充 氮密閉反應；
[002引 d.反應結束后，W噴淋方式加入步驟a所配制的溶液，下料烘干。
[0024] 所述的硬脂酸類脂肪酸為硬脂酸、硬脂酸鋼或硬脂酸巧。
[00巧]所述的多元脂肪酸為十八燒不飽和脂肪酸二聚物或Ξ聚物。
[00%] 所述的攬拌完畢后快速升溫到70-90°C。
[0027] 在有機改性過程中，巧基膨潤±中的巧離子交換能力較差，不利于有機化改性，因 而在反
[0028] 應初始階段，W硝酸鋼中的鋼離子預先置換出膨潤±中的巧離子，提高了膨潤± 的離子交換能力。置換出的巧離子可與碳酸根、硫酸根形成不易電離的碳酸巧、硫酸巧，促 使鋼、巧的交換反應向著有利的方向進行。
[0029] 本發明所具有的有益效果是：通過生產過程中鋼基鹽的添加，改性后的普通國產 巧基膨潤±，與美國天然鋼基膨潤±相比，在增粘效果上相當。
【具體實施方式】 陽〇3〇] 實施例1
[0031] 在反應器中投入500Kg國產巧基膨潤±，并同時加入25Kg硝酸鋼，W噴淋方式加 入30Kg水，充分攬拌30min后，加入50Kg雙十八烷基二甲基氯化錠，繼續攬拌30min。攬拌 完畢后，快速升溫至70°C，密閉反應20min。反應結束后，W噴淋方式加入上述預先配置的 硬脂酸溶液。下料，轉入烘干程序。
[0032] 配置成油基泥漿體系，W Fann35粘度計分別測定R600、R300讀數，按照YP = 2*R300-R600 計算 YP 值。 陽〇3引 實施例2
[0034] 在反應器中投入500Kg國產巧基膨潤±，并同時加入40Kg硝酸鋼，W噴淋方式加 入30Kg水，充分攬拌30min后，加入50Kg雙十八烷基二甲基氯化錠，繼續攬拌60min。攬拌 完畢后，快速升溫至90°C，密閉反應20min。反應結束后，W噴淋方式加入上述預先配置的 硬脂酸溶液。下料，轉入烘干程序。
[0035] 配置成油基泥漿體系，W Fann35粘度計分別測定R600、R300讀數，按照YP = 2*R300-R600 計算 YP 值。
[0036] 實施例3
[0037] 在反應器中投入500Kg國產巧基膨潤±，并同時加入55Kg硝酸鋼，W噴淋方式加 入30Kg水，充分攬拌30min后，加入50Kg雙十八烷基二甲基氯化錠，繼續攬拌lOmin。攬拌 完畢后，快速升溫至90°C，密閉反應20min。反應結束后，W噴淋方式加入上述預先配置的 硬脂酸溶液。下料，轉入烘干程序。
[0038] 配置成油基泥漿體系，W Fann35粘度計分別測定R600、R300讀數，按照YP = 2*R300-R600 計算 YP 值。
[0039] 表1.不同碳酸鋼用量對產品性能的影響
[0040]
【主權項】
1. 一種有機改性膨潤土的生產工藝，采用雙十八烷基二甲基氯化銨為有機改性劑，其 特征在于以下步驟： a. 將5~20重量份的硬脂酸類脂肪酸與10~30體積份的乙醇中制成溶液； b. 在反應器中加入500重量份的鈣基膨潤土和25~55重量份的硝酸鈉，加30重量份 的水，充分攪拌20-60分鐘； c. 加入50重量份雙十八烷基二甲基氯化銨，繼續攪拌，攪拌完畢后快速升溫，充氮密 閉反應； d. 反應結束后，以噴淋方式加入步驟a所配制的溶液，下料烘干。2. 根據權利要求1所述的有機改性膨潤土的生產工藝，其特征在于所述的硬脂酸類脂 肪酸為硬脂酸、硬脂酸鈉或硬脂酸鈣。3. 根據權利要求1所述的有機改性膨潤土的生產工藝，其特征在于所述的多元脂肪酸 為十八烷不飽和脂肪酸二聚物或三聚物。4. 根據權利要求1所述的有機改性膨潤土的生產工藝，其特征在于所述的攪拌完畢后 快速升溫到70-90 °C。
【專利摘要】本發明涉及一種有機改性膨潤土的生產工藝，屬于化學原料領域；采用雙十八烷基二甲基氯化銨為有機改性劑，包括以下步驟：a.將5～20重量份的硬脂酸類脂肪酸與10～30體積份的乙醇中制成溶液；b.在反應器中加入500重量份的鈣基膨潤土和25～55重量份的硝酸鈉，加30重量份的水，充分攪拌20-60分鐘；c.加入50重量份雙十八烷基二甲基氯化銨，繼續攪拌，攪拌完畢后快速升溫，充氮密閉反應；d.反應結束后，以噴淋方式加入步驟a所配制的溶液，下料烘干。通過生產過程中鈉基鹽的添加，改性后的普通國產鈣基膨潤土，與美國天然鈉基膨潤土相比，在增粘效果上相當。
【IPC分類】C01B33/44
【公開號】CN105712363
【申請號】CN201410719266
【發明人】沙作宏
【申請人】淄博龍沙高分子材料科技有限公司