速溶型胍膠及其制備方法
【專利摘要】本發(fā)明屬于一種速溶型胍膠及其制備方法；是由下列重量份的原料制成：胍膠原粉20份～80份、環(huán)氧丙烷10份～25份、氯乙酸4份～10份、質(zhì)量濃度為20％的鹽酸5份～10份、溶劑醇150份～200份、濃度為10％的堿液8份～20份、水150份～200份，疏水改性物質(zhì)20份～50份和洗滌介質(zhì)1000份；所述溶劑醇為甲醇、乙醇，乙二醇或異丙醇中的任意一種；所述疏水改性物質(zhì)為溴代十二烷，溴代十六烷或溴代十八烷中的任意一種；洗滌介質(zhì)為異丙醇，甲醇或乙醇中的任意一種；具有在油田壓裂施工不需中間取出羥丙基胍膠的步驟，節(jié)約反應(yīng)過程，降低反應(yīng)過程后處理造成的污染及浪費(fèi)。
【專利說明】速溶型胍膠及其制備方法【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于油田壓裂中使用的胍膠聚合物【技術(shù)領(lǐng)域】，具體涉及一種速溶型胍膠及其制備方法。
【背景技術(shù)】
[0002]水基壓裂液具有成本低、安全性高等特點(diǎn)，目前使用極為廣泛，國內(nèi)水基壓裂液占整個壓裂體系的90%以上。稠化劑是水基壓裂液最主要的添加劑，主要包括天然半乳甘露聚糖類、合成聚合物類和纖維素類。
[0003]目前使用的水基壓裂液中稠化劑優(yōu)缺點(diǎn)對比如下表:
[0004]
【權(quán)利要求】
1.一種速溶型胍膠，其特征在于:它是由下列重量份的原料制成:胍膠原粉20份~80份、環(huán)氧丙烷10份~25份、氯乙酸4份~10份、質(zhì)量濃度為20%的鹽酸5份~10份、溶劑醇150份~200份、濃度為10%的堿液8份~20份、水150份~200份，疏水改性物質(zhì)20份~50份和洗滌介質(zhì)1000份；所述溶劑醇為甲醇、乙醇，乙二醇或異丙醇中的任意一種；所述疏水改性物質(zhì)為溴代十二烷，溴代十六烷或溴代十八烷中的任意一種；洗滌介質(zhì)為異丙醇，甲醇或乙醇中的任意一種。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種速溶型胍膠的制備方法，其特征在于:其制備方法包括如下步驟: 一、將胍膠原粉20份~80份放入帶有攪拌器的容器中常溫下加入水150份~200份和溶劑醇100份~150份攪拌5分鐘，靜置3小時； 二、將步驟一中的靜置后的混合物溶液中緩慢加入濃度為10%的堿液8份~20份，升溫至75 °C ； 三、將步驟二中升溫后的溶液加入環(huán)氧丙烷10份~25份和溶劑醇50份~100份進(jìn)行醚化，70°C~80°C保溫反應(yīng)2小時，得到環(huán)氧丙烷改性胍膠溶液；所述的環(huán)氧氯丙烷在堿性條件下開環(huán)反應(yīng)生成醚，因此步驟三中的反應(yīng)稱為醚化； 四、將步驟三中的環(huán)氧丙烷改性胍膠溶液降溫，當(dāng)溫度達(dá)到45°C時向其溶液中滴加氯乙酸4份~10份，1小時滴完，保溫反應(yīng)30分鐘； 五、將步驟四中保溫反應(yīng)30分鐘后的溶液升溫至90°C，并向其溶液中加入疏水改性物質(zhì)20份~50份，反應(yīng)結(jié)束后，將質(zhì)量濃度為20%的鹽酸5份~10份滴定過量的堿； 六、將步驟五中滴定過量的堿后的溶液，減壓蒸餾蒸出水與醇的混合物，混合物經(jīng)洗滌介質(zhì)1000份洗滌，干燥，粉碎得到速溶型胍膠粉末，即可。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述速溶型胍膠，其特征在于:所述步驟一和步驟三中使用的溶劑醇之和不超過200份。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的速溶型胍膠，其特征在于:所述的速溶型胍膠為十六烷基改性羧甲基羥丙基胍膠，是由下列重量份的原料制成:胍膠原粉80份、環(huán)氧丙烷10份、氯乙酸7.5份、質(zhì)量濃度為20%的鹽酸6.5份、溶劑醇200份、濃度為10%的堿液9份、水190份，疏水改性物質(zhì)49份和洗滌介質(zhì)1000份；所述溶劑醇為乙醇；所述疏水改性物質(zhì)為溴代十六烷，洗滌介質(zhì)為異丙醇；其中，制備方法包括如下步驟: 一、將胍膠原粉80份放入帶有攪拌器的容器中常溫下加入水190份和溶劑醇100份攪拌5分鐘，靜置3小時； 二、將步驟一中的靜置后的混合物溶液中緩慢加入濃度為10%的堿液9份，升溫至75°C ； 三、將步驟二中升溫后的溶液加入環(huán)氧丙烷10份和溶劑醇100份進(jìn)行醚化，70°C保溫反應(yīng)2小時，得到環(huán)氧丙烷改性胍膠溶液；所述的環(huán)氧氯丙烷在堿性條件下開環(huán)反應(yīng)生成醚，因此步驟三中的反應(yīng)稱為醚化； 四、將步驟三中的環(huán)氧丙烷改性胍膠溶液降溫，當(dāng)溫度達(dá)到45°C時向其溶液中滴加氯乙酸75份，1小時滴完，保溫反應(yīng)30分鐘； 五、將步驟四中保溫反應(yīng)30分鐘后的溶液升溫至90°C，并向其溶液中加入疏水改性物質(zhì)49份，反應(yīng)結(jié)束后，將質(zhì)量濃度為20%的鹽酸6.5份滴定過量的堿；六、將步驟五中滴定過量的堿后的溶液，減壓蒸餾蒸出水與醇的混合物，混合物經(jīng)洗滌介質(zhì)1000份洗滌，干燥，粉碎得到速溶型胍膠粉末，即可。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的速溶型胍膠，其特征在于:所述的速溶型胍膠為十二烷基改性羧甲基羥丙基胍膠，是由下列重量份的原料制成:胍膠原粉30份、環(huán)氧丙烷15份、氯乙酸9份、質(zhì)量濃度為20%的鹽酸9份、溶劑醇170份、濃度為10%的堿液20份、水150份，疏水改性物質(zhì)20份和洗滌介質(zhì)1000份；所述溶劑醇為甲醇；所述疏水改性物質(zhì)為溴代十二烷；洗滌介質(zhì)為甲醇；其中，制備方法包括如下步驟: 一、將胍膠原粉30份放入帶有攪拌器的容器中常溫下加入水150份和溶劑醇110份攪拌5分鐘，靜置3小時； 二、將步驟一中的靜置后的混合物溶液中緩慢加入濃度為10%的堿液20份，升溫至75 0C ； 三、將步驟二中升溫后的溶液加入環(huán)氧丙烷15份和溶劑醇60份進(jìn)行醚化，76°C保溫反應(yīng)2小時，得到環(huán)氧丙烷改性胍膠溶液；所述的環(huán)氧氯丙烷在堿性條件下開環(huán)反應(yīng)生成醚，因此步驟三中的反應(yīng)稱為醚化； 四、將步驟三中的環(huán)氧丙烷改性胍膠溶液降溫，當(dāng)溫度達(dá)到45°C時向其溶液中滴加氯乙酸9份，I小時滴完，保溫反應(yīng)30分鐘； 五、將步驟四中保溫反應(yīng)30分鐘后的溶液升溫至90°C，并向其溶液中加入疏水改性物質(zhì)20份，反應(yīng)結(jié)束后，將質(zhì)量濃度為20%的鹽酸9份滴定過量的堿； 六、將步驟五中滴定過量的堿后的溶液，減壓蒸餾蒸出水與醇的混合物，混合物經(jīng)洗滌介質(zhì)1000份洗滌，干燥，粉碎得到十二烷基改性羧甲基羥丙基胍膠粉末，即可。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的速溶型胍膠，其特征在于:所述的速溶型胍膠為十八烷基改性羧甲基羥丙基胍膠，是由下列重量份的原料制成:胍膠原粉60份、環(huán)氧丙烷17份、氯乙酸4份、質(zhì)量濃度為20%的鹽酸7份、溶劑醇180份、濃度為10%的堿液11份、水185份，疏水改性物質(zhì)40份和洗滌介質(zhì)1000份；所述溶劑醇為異丙醇；所述疏水改性物質(zhì)為溴代十八烷；洗滌介質(zhì)為乙醇；其中，制備方法包括如下步驟: 一、將胍膠原粉60份放入帶有攪拌器的容器中常溫下加入水185份和溶劑醇130份攪拌5分鐘，靜置3小時； 二、將步驟一中的靜置后的混合物溶液中緩慢加入濃度為10%的堿液11份，升溫至75 0C ； 三、將步驟二中升溫后的溶液加入環(huán)氧丙烷17份和溶劑醇50份進(jìn)行醚化，79°C保溫反應(yīng)2小時，得到環(huán)氧丙烷改性胍膠溶液；所述的環(huán)氧氯丙烷在堿性條件下開環(huán)反應(yīng)生成醚，因此步驟三中的反應(yīng)稱為醚化； 四、將步驟三中的環(huán)氧丙烷改性胍膠溶液降溫，當(dāng)溫度達(dá)到45°C時向其溶液中滴加氯乙酸4份，I小時滴完，保溫反應(yīng)30分鐘； 五、將步驟四中保溫反應(yīng)30分鐘后的溶液升溫至90°C，并向其溶液中加入疏水改性物質(zhì)40份，反應(yīng)結(jié)束后，將質(zhì)量濃度為20%的鹽酸7份滴定過量的堿； 六、將步驟五中滴定過量的堿后的溶液，減壓蒸餾蒸出水與醇的混合物，混合物經(jīng)洗滌介質(zhì)1000份洗滌，干燥，粉碎得到十八烷基改性羧甲基羥丙基胍膠粉末，即可。
7.根據(jù)權(quán)利要求4-6所述的速溶型胍膠，其特征在于:所述速溶型胍膠包括十二烷基改性羧甲基羥丙基胍膠，十六烷基改性羧甲基羥丙基胍膠和十八烷基改性羧甲基羥丙基胍膠。
8.權(quán)利要求1-6中 任何一項的速溶型胍膠在制備壓裂液中做為稠化劑的應(yīng)用。
【文檔編號】C09K8/68GK103554288SQ201310485278
【公開日】2014年2月5日 申請日期:2013年10月11日 優(yōu)先權(quán)日:2013年10月11日
【發(fā)明者】張玄, 張鵬, 張聰忠 申請人:北京國海能源技術(shù)研究院