铁铬木质素磺酸钠及其制备方法技术

本发明专利技术提供了一种铁铬木质素磺酸钠及其制备方法，通过将由硫酸盐法制备得到的木质素磺酸钠、糖液以及络合剂混合反应得到，其中，通过选择特定的木质素磺酸盐中的钠盐，且以糖液和硫酸盐法制备的木质素磺酸钠的混合物为起始原料，使得制备得到的铁铬木质素磺酸钠在常温和高温均具有很好的泥浆性能。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种。
技术介绍
钻井液用木质素磺酸盐是一种常用的钻井泥浆稀释剂，传统的制备方法是通过将造纸废液木质素磺酸钙与硫酸亚铁、硫酸和重铬酸钠混合制备得到；但是，通过该制备方法会生成硫酸钙废渣并且该废渣中有一定数量的铬离子残留，这样的残渣难以得到应用，会造成环境污染。因此，寻求一种高温条件下泥浆性能好的钻井液用木质素磺酸盐并且其制备方法中无有害废渣产生是目前需要解决的技术问题。
技术实现思路
有鉴于此，本专利技术所要解决的技术问题在于提供一种钻井液用木质素磺酸盐，本专利技术提供的钻井液用木质素磺酸盐不仅盐水常温具有很好的泥浆性能和盐水高温也具有很好的泥浆性能，而且其制备过程中无有害废渣产生。本专利技术提供了一种铁铬木质素磺酸钠，通过将由硫酸盐法制备得到的木质素磺酸钠、糖液以及络合剂混合反应得到。优选的，所述由硫酸盐法制备得到的木质素磺酸钠与所述糖液的质量比为(0.1 ?I): (0.1 ?I) ο优选的，所述混合反应的温度为20°C?120°C。优选的，所述络合剂由浓硫酸、水合硫酸亚铁和重铬酸钠反应得到。优选的，所述由硫酸盐法制备得到的木质素磺酸钠和糖液总质量与所述水合硫酸亚铁的质量比为100: (15?30) O优选的，所述由硫酸盐法制备得到的木质素磺酸钠和糖液总质量与所述重铬酸钠的质量比为100: (5?20)。优选的，所述由硫酸盐法制备得到的木质素磺酸钠和糖液总质量与所述浓硫酸的质量比为100:(2?12) O优选的，所述由硫酸盐法制备得到木质素磺酸钠的过程为:将含有木质素的物质与复合酸混合反应，得到糖渣，所述复合酸包括二氧化硫、非氧化性酸和亚硫酸盐，所述非氧化性酸为磷酸、硫酸、草酸和醋酸中的一种或几种，所述亚硫酸盐为亚硫酸钠、亚硫酸钾、亚硫酸镁和亚硫酸钙中的一种或几种；糖渣经过分解得到粗纤维素和黑液；所述糖渣分解所用的试剂为氢氧化钠和硫化钠中的一种或两种。优选的，所述糖液按照以下方法制备:将含有木质素的物质与复合酸混合反应，得到糖液；所述复合酸包括二氧化硫、非氧化性酸和亚硫酸盐，所述非氧化性酸为磷酸、硫酸、草酸和醋酸中的一种或几种，所述亚硫酸盐为亚硫酸钠、亚硫酸钾、亚硫酸镁和亚硫酸钙中的一种或几种。与现有技术相比，本专利技术提供了一种钻井液用木质素磺酸盐，通过将由硫酸盐法制备得到的木质素磺酸钠、由糖液制备得到的木质素磺酸钠以及络合剂混合反应得到，其中，通过选择特定的木质素磺酸盐中的钠盐，且以糖液制备的木质素磺酸钠和硫酸盐法制备的木质素磺酸钠的混合物为起始原料，使得制备得到的钻井液用木质素磺酸盐在常温和高温均具有很好的泥浆性能并且制备过程中无有害废渣产生，实验结果表明，本专利技术制备得到的钻井液用木质素磺酸盐，淡水常温表观粘度低至13mPa.s，降粘率高达88.5% ;淡水高温表观粘度低至24mPa.s，降粘率高达68.8% ;盐水常温表观粘度低至15mPa.s，降粘率高达76.4% ;盐水高温表观粘度低至36mPa.s，降粘率高达62.3%。【具体实施方式】本专利技术提供了一种铁铬木质素磺酸钠，通过将由硫酸盐法制备得到的木质素磺酸钠、糖液以及络合剂混合反应得到。按照本专利技术，通过将由硫酸盐法制备得到的木质素磺酸钠、糖液以及络合剂混合反应得到铁铬木质素磺酸钠；其中，所述由硫酸盐法制备得到的木质素磺酸钠与所述糖液的质量比优选为(0.1?I): (0.1?I)，更优选为(0.3?0.9):(0.3?0.9)，最优选为(0.4?0.6): (0.4?0.6);所述反应的温度优选为20°C?120 °C，更优选为40°C?80 °C，最优选为50°C?60°C ;所述反应的时间优选为30min?180min，更优选为40min?120min，最优选为60min?80min。所述络合剂优选由浓硫酸、水合硫酸亚铁和重铬酸钠反应得到，其中，所述水合硫酸亚铁与所述由硫酸盐法制备得到的木质素磺酸钠和糖液总质量的质量比为(15?30):100，更优选为(18?25):100，最优选为(20?22):100 ;所述浓硫酸与所述由硫酸盐法制备得到的木质素磺酸钠和糖液总质量的质量比为(2?12):100，更优选为(4?10):100,最优选为(6?8):100 ;所述重铬酸钠与所述由硫酸盐法制备得到的木质素磺酸钠和糖液总质量的质量比为(5?20):100，更优选为(10?18):100，最优选为(12?16):100 ;所述反应的温度优选为10°C?80°C，更优选为20°C?40°C，最优选为25°C?30°C;所述反应的时间优选为5min?30min，更优选为7min?20min，最优选为8min?lOmin。且为了使得到的铁铬木质素磺酸钠的性能更好，本专利技术优选采用膜分离法得到分子量大于3000的铁铬木质素磺酸钠，所述膜分离采用的膜为中空纤维膜，所述膜的分子量为 3000。本专利技术中，所述由硫酸盐法制备得到木质素磺酸钠的过程为:将含有木质素的物质与复合酸混合反应，得到糖渣，所述复合酸包括二氧化硫、非氧化性酸和亚硫酸盐，所述非氧化性酸为磷酸、硫酸、草酸和醋酸中的一种或几种，所述亚硫酸盐为亚硫酸钠、亚硫酸钾、亚硫酸镁和亚硫酸钙中的一种或几种；糖渣经过分解得到粗纤维素和黑液。按照本专利技术，将含有木质素的物质与复合酸混合反应，得到糖渣，其中，本专利技术对所述含有木质素的物质没有特殊要求，优选选自玉米芯、芦苇、豆杆和棉杆中的一种或几种；更优选为玉米芯或芦苇；最优选为玉米芯。本专利技术的原料优选经过粉碎，本专利技术对于粉碎用的仪器或粉碎得到的目数不进行限定，本领域技术人员熟知的酸解粉碎的仪器和目数即可。本专利技术中所述复合酸包括二氧化硫、非氧化性酸和亚硫酸盐，其中，所述非氧化性酸为磷酸、硫酸、草酸和醋酸中的一种或几种；优选为非氧化性酸为磷酸、硫酸、草酸和醋酸中的两种或几种；所述亚硫酸盐为亚硫酸钠、亚硫酸钾、亚硫酸镁和亚硫酸钙中的一种或几种；优选为为亚硫酸钠、亚硫酸钾、亚硫酸镁和亚硫酸钙中的两种或几种；所述复合酸中二氧化硫、非氧化性酸和亚硫酸盐的摩尔比优选为(10?95):(2?50):(0?10);更优选为(50 ?90): (5 ?30): (I ?7);最优选为(80 ?90): (6 ?20): (2 ?3)。本专利技术中，所述含有木质素的物质与复合酸混合进行酸解反应，得到糖液；其中，所述含有木质素的物质与复合酸的质量比优选为1:(0.01?0.1)，更优选为1:(0.03?0.08)，最优选为1: (0.03?0.06);为了使反应更好的进行，本专利技术还将混合液中加入水使反应体系中的固体与液体的体积比为(2?100):1，更优选为(4?90):1，最优选为(5.5?85):1 ;所述反应的压力优选为0.2?IMPa，更优选为0.4?0.8MPa，最优选为0.5 ?0.7MPa。得到糖渣中，所述纤维素的质量百分含量优选为60 %?70 %，更优选为63 %?68%,最优选为64%?67% ;所述半纤维素的质量百分含量优选为0%?10%，更优选为I %?8%，最优选为3%?7% ;所述木质素的质量百分含量优选为20%?30%，更优选为22%?28%，最优选为24%?27% ;所述灰分优选为小于百分之五，更优选为小于百分之三，最优选为小于百分之二。糖渣本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种铁铬木质素磺酸钠，通过将由硫酸盐法制备得到的木质素磺酸钠、糖液以及络合剂混合反应得到。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：唐一林，江成真，宁辉，高绍丰，张茜，牛延辉，
申请(专利权)人：济南圣泉集团股份有限公司，
类型：发明
国别省市：山东;37