一种酶解木糖渣及其制备方法和生物质合成树脂降滤失剂的制备方法技术

本发明专利技术公开了一种酶解木糖渣及其制备方法、生物质合成树脂降滤失剂的制备方法，属石油工业技术领域。该降滤失剂的制备方法可包括：将木糖渣经复合微生物降解菌处理获得发酵液，并经板框式压滤机进行固液分离，对滤液进行干燥，得到酶解木糖渣；将所述的酶解木糖渣、苯酚、甲醛、磺化剂、季铵盐、水按一定比例进行合成，得到生物质合成树脂降滤失剂。本发明专利技术中生物质合成树脂降滤失剂引入吸附基团、磺酸基团等功能基团，使其具有良好降滤失性能，抗温可达200℃，抗饱和盐，且可生物降解。本发明专利技术所用合成原料来源广、成本低，整个合成过程绿色、温和，具有良好的应用前景。具有良好的应用前景。

【技术实现步骤摘要】
一种酶解木糖渣及其制备方法和生物质合成树脂降滤失剂的制备方法


[0001]本专利技术涉及石油钻井液添加剂
，尤其涉及一种酶解木糖渣及其制备方法，以及生物质合成树脂降滤失剂的制备方法。

技术介绍

[0002]随着对油气资源的勘探开发不断向深部地层发展，降滤失剂作为水基钻井液体系关键组成部分的处理剂，面临着的严峻考验。降滤失剂是指能降低钻井液滤失量的化学添加剂，多为水溶性高分子化合物，例如羧甲基纤维素、改性淀粉以及树脂类降滤失剂等。
[0003]其中，磺化酚醛树脂类降滤失剂产品的生产原料以甲醛、苯酚为主，产品结构中含有苯环，虽然产品本身是无毒，但其可生物降解性能较差。酚醛树脂在生产过程中的残留酚、低聚酚具有一定的毒性，目前尽管采取了很多手段和措施，依然难以将其完全去除，使其具有一定的毒性，在一些环保要求比较高的地区，其应用已经受到限制。
[0004]现今石油产业对降滤失剂的要求也越来越高，要求降滤失剂除了结构稳定、抗高温外，还要满足绿色、易生物降解等环保要求。研制开发抗温、抗盐、可生物降解的环保型抗高温水基钻井液降滤失剂，成为我国油田化学领域的新课题。

技术实现思路

[0005]有鉴于此，围绕绿色钻井液、绿色合成的发展方向，本专利技术的目的是提供一种酶解木糖渣及其制备方法、生物质合成树脂降滤失剂的制备方法，本专利技术采用更环保的酶法对木糖渣进行改性，开发无污染、价格低廉的钻井液降滤失剂，采用本专利技术所提供的方法得到生物质合成树脂降滤失剂，抗温、抗饱和盐，并可生物降解。
[0006]本专利技术提供一种酶解木糖渣的制备方法，包括以下步骤：
[0007]S1、在复合微生物降解菌的作用下，将木糖渣在水中进行酶解，所述酶解的pH值为6～8，温度为40～50℃，得到木糖渣发酵液；所述复合微生物降解菌包括：硬毛栓孔菌、新硬毛革耳、里氏木霉和黄孢原毛平革菌；
[0008]S2、将所述木糖渣发酵液进行固液分离，取液相进行干燥，得到酶解木糖渣。
[0009]在本专利技术的优选实施例中，所述复合微生物降解菌由以下质量比例的4种降解单菌组成：15～30份的硬毛栓孔菌、10～30份的新硬毛革耳、20～35份的里氏木霉和20～30份的黄孢原毛平革菌。
[0010]在本专利技术的优选实施例中，步骤S1中酶解具体为：将木糖渣和水投入发酵釜，按体积比加入0.03％～0.06％的复合微生物降解菌，加入pH值调节剂进行降解，得到木糖渣发酵液。
[0011]在本专利技术的优选实施例中，步骤S2具体为：将得到的木糖渣发酵液经板框式压滤机进行分离，将分离后的滤液进行干燥，干燥温度为40～60℃，得到酶解木糖渣。
[0012]本专利技术实施例提供一种酶解木糖渣，由前文所述的制备方法制得。
[0013]木糖渣一般为生物质固体废弃物，含有纤维素、木质素、糖分等成分，其组成复杂，结构稳定，属于芳香性高聚物，本身并不能直接用作抗高温、抗饱和盐的降滤失剂，需要对其进行改性。
[0014]与现有技术相比，本专利技术采用生物酶催化技术，在木糖渣优势生物降解菌的定向催化作用下，实现木糖渣高聚物解聚、断键，制备出分子量、结构、构型满足需求的酚类低聚物原料。本专利技术构建的酶解木糖渣的降解菌群包括硬毛栓孔菌、新硬毛革耳、里氏木霉和黄孢原毛平革菌，利用这些降解单菌之间的共生和协同作用，实现纤维素、半纤维素、糖分快速降解，并能显著提高木质素中酚羟基等官能团活性。本专利技术制备酶解木糖渣的方法环保且高效，可通过分子结构设计合成出抗温、抗盐的生物质合成树脂降滤失剂，对于降低钻井液成本，减少环境污染具有重要的现实意义。
[0015]本专利技术一些实施例提供一种生物质合成树脂降滤失剂的制备方法，包括：
[0016]将改性木糖渣、苯酚、甲醛和磺化剂进行反应，得到阴离子树脂降滤失剂；所述改性木糖渣为前文所述的酶解木糖渣。
[0017]本专利技术另一些实施例提供一种生物质合成树脂降滤失剂的制备方法，包括：
[0018]将改性木糖渣、苯酚、甲醛和季铵盐进行反应，得到阳离子树脂降滤失剂；所述改性木糖渣为前文所述的酶解木糖渣。
[0019]本专利技术优选实施例提供一种生物质合成树脂降滤失剂的制备方法，包括以下步骤：
[0020]A)将第一改性木糖渣、苯酚、甲醛和磺化剂在水中进行反应，得到阴离子树脂溶液；
[0021]将第二改性木糖渣、苯酚、甲醛和季铵盐在水中进行反应，得到阳离子树脂溶液；
[0022]所述第一改性木糖渣和第二改性木糖渣独立地为前文所述的酶解木糖渣；
[0023]B)将所述阴离子树脂溶液和阳离子树脂溶液混合后进行反应，得到生物质合成树脂降滤失剂。
[0024]在本专利技术的优选实施例中，步骤A)中，所述阴离子树脂溶液的原料质量配比为：第一改性木糖渣30～50份、苯酚20～30份、甲醛60～70份、磺化剂30～40份；
[0025]所述阳离子树脂溶液的原料质量配比为：第二改性木糖渣15～20份、苯酚15～20份、甲醛30～40份、季铵盐5～10份。
[0026]在本专利技术的优选实施例中，步骤A)中，所述磺化剂为焦亚硫酸钠、亚硫酸氢钠、无水亚硫酸钠、硫代硫酸钠中至少一种；
[0027]所述季铵盐为烷基三甲基季铵盐、四丁基季铵盐，例如四丁基溴化铵、十六烷基三甲基溴化铵中至少一种。
[0028]与现有技术相比，本专利技术中生物质合成树脂降滤失剂的制备以前文生物酶法降解的酶解木糖渣为酚类原料之一，其合成绿色环保，成本低廉，适合规模化生产应用，具有广阔应用前景。本专利技术中生物质合成树脂降滤失剂引入吸附基团、磺酸基团等功能基团，使其具有良好降滤失性能，抗温可达200℃，抗饱和盐，且可生物降解。本专利技术提供的生物质合成树脂降滤失剂制备条件温和，工艺简单，无二次污染产生。与传统的磺化酚醛树脂制备工艺相比，大幅度减少了苯酚的用量，有效降低了工业合成工艺过程产生含酚废水的数量以及处理难度。
具体实施方式
[0029]下面对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。
[0030]本专利技术提供了一种酶解木糖渣的制备方法，包括以下步骤：
[0031]S1、在复合微生物降解菌的作用下，将木糖渣在水中进行酶解，所述酶解的pH值为6～8，温度为40～50℃，得到木糖渣发酵液；所述复合微生物降解菌包括：硬毛栓孔菌、新硬毛革耳、里氏木霉和黄孢原毛平革菌；
[0032]S2、将所述木糖渣发酵液进行固液分离，取液相进行干燥，得到酶解木糖渣。
[0033]本专利技术的目的之一是提供一种酶法改性的酶解木糖渣，进一步制备生物质合成树脂降滤失剂，本专利技术制备的钻井液降滤失剂产品具有良好的抗饱合盐、抗高温、可生物降解等特点，能满足作为水基钻井液降滤失剂的性能需求，符合绿色合成、环保等发展方向。
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种酶解木糖渣的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：S1、在复合微生物降解菌的作用下，将木糖渣在水中进行酶解，所述酶解的pH值为6～8，温度为40～50℃，得到木糖渣发酵液；所述复合微生物降解菌包括：硬毛栓孔菌、新硬毛革耳、里氏木霉和黄孢原毛平革菌；S2、将所述木糖渣发酵液进行固液分离，取液相进行干燥，得到酶解木糖渣。2.根据权利要求1所述的酶解木糖渣的制备方法，其特征在于，所述复合微生物降解菌由以下质量比例的4种降解单菌组成：15～30份的硬毛栓孔菌、10～30份的新硬毛革耳、20～35份的里氏木霉和20～30份的黄孢原毛平革菌。3.根据权利要求2所述的酶解木糖渣的制备方法，其特征在于，步骤S1中酶解具体为：将木糖渣和水投入发酵釜，按体积比加入0.03％～0.06％的复合微生物降解菌，加入pH值调节剂进行降解，得到木糖渣发酵液。4.根据权利要求3所述的酶解木糖渣的制备方法，其特征在于，步骤S2具体为：将得到的木糖渣发酵液经板框式压滤机进行分离，将分离后的滤液进行干燥，干燥温度为40～60℃，得到酶解木糖渣。5.一种酶解木糖渣，由权利要求1～4任一项所述的制备方法制得。6.一种生物质合成树脂降滤失剂的制备方法，其特征在于，包括：将改性木糖渣、苯酚、甲醛和磺化剂进行反应，得到阴离子树脂降滤失剂；所述改...

【专利技术属性】
技术研发人员：周启成，张旭广，单海霞，张少华，位华，吕跃滨，
申请(专利权)人：中石化中原石油工程有限公司中石化中原石油工程有限公司钻井工程技术研究院，
类型：发明
国别省市：