CN103588890B - 一种柑橘属植物果皮的改性方法及在钻井液处理中的应用 - Google Patents

Abstract

一种柑橘属植物果皮的改性方法及在钻井液处理中的应用，改性方法先在反应器中将柑橘属植物果皮颗粒分散于溶剂中，搅拌下向反应器中加入改性剂，将反应器中的反应物搅拌加热，反应结束后将产物倒出，冷却至室温后，用乙酸将产物中和至pH为7，采用减压抽滤至无溶液滴出，烘干，粉碎，过筛，得到改性柑橘属植物果皮粉末，应用时，将改性柑橘属植物果皮粉末分散于水基钻井液中，采用API标准测定其降滤失性和增粘性，或者将此改性柑橘属植物果皮粉末与氧化钙混合后，分散于废弃水基钻井液中，搅拌均匀，静置，钻井液中的粘土被絮凝下来，本发明能产生巨大的经济效益和生态效益。

Description

一种柑橘属植物果皮的改性方法及在钻井液处理中的应用

技术领域

 本发明涉及柑橘属果皮的改性和应用技术领域，具体涉及一种柑橘属植物果皮的改性方法及在钻井液处理中的应用。

背景技术

柑橘属植物包括橘子、橙子、柚子以及柠檬等，在我国主要分布于广东、湖南、浙江、福建等地，我国柑橘栽培面积居世界第一，产量居世界第二位，仅次于巴西。柑橘皮是柑橘加工的副产物，约占整个果重的25%-40%，目前除少量用作食品、饲料添加剂外，绝大多数成为废弃物，因此柑橘果皮的回收利用具有很广阔的前景，能产生巨大的经济效益和生态效益。

发明内容

为了扩大橘子、柚子等柑橘属植物果皮的用途，提高其附加值，本发明的目的在于提供一种柑橘属植物果皮的改性方法及在钻井液处理中的应用，经改性后的的柑橘属植物果皮溶解性增强，溶解部分的胶液粘度增大，可以用于做油田生产中钻井液的降滤失剂和增粘剂和废弃钻井液絮凝剂。

为了达到上述目的，本发明采用的技术方案为：

一种柑橘属植物果皮的改性方法，包括以下步骤：

第一步，在反应器中将柑橘属植物果皮颗粒分散于1-20倍质量的pH值为8-12的溶剂中，柑橘属植物果皮颗粒为橘子、橙子、柚子加工下脚料，自然风干后破碎至粒径为1-5mm，所述溶剂为工业级及其以上纯度的水、甲醇或者乙醇，pH值采用工业级及其以上纯度NaOH调节；

第二步，搅拌下向反应器中加入改性剂，改性剂加入量为柑橘属植物果皮颗粒质量的0.1-5%，改性剂为工业级及其以上纯度的环氧乙烷、环氧氯丙烷、氯乙酸、氯乙酸钠、2-氯乙基-三甲基氯化铵、3-氯-2-羟基丙基-三甲基氯化铵及其组合物；

第三步，将反应器中的反应物在60-100℃下搅拌加热1-6小时，反应结束后将产物倒出，冷却至室温后，用乙酸将产物中和至pH 为 7，乙酸为工业级及其以上纯度的产品；

第四步，采用减压抽滤至无溶液滴出，50-80℃烘干，粉碎，过80-200目筛，得到改性柑橘属植物果皮粉末。

应用时，将改性柑橘属植物果皮粉末分散于水基钻井液中，其质量浓度为0.1-2%的溶液，采用API标准测定其降滤失性和增粘性，降低滤失30-60%，提高粘度50-500%；或者将此改性柑橘属植物果皮粉末与氧化钙按照1: 1-5混合后，分散于废弃水基钻井液中，其质量浓度为3-6%，搅拌均匀，静置，钻井液中的粘土被絮凝下来，水相中固含量低于0.1%。

由于本发明采用了环氧丙烷、环氧氯丙烷、氯乙酸、氯乙酸钠、2-氯乙基-三甲基氯化铵、3-氯-2-羟基丙基-三甲基氯化铵及其组合物作为改性剂，改性后增加了柑橘属植物果皮中聚合糖链上的水溶性基团，提高了基体的溶解性，大极性基团的引入使聚合糖主链之间的斥力增大，从而使主链更加充分的伸展，有利于提高其增粘作用，同时大极性基团的引入还增强了其与钻井液中粘土颗粒表面的吸附作用，有利于提高其降滤失作用，使用浓度增大时可以将悬浮的粘土颗粒桥连、包裹起来，形成大的絮体，最终将其沉降下来，起到絮凝作用。

具体实施方式

下面结合具体实施例对本发明作进一步描述。

实施例1

一种柑橘属植物果皮的改性方法，包括以下步骤：

第一步，在反应器中将柑橘属植物果皮颗粒分散于3倍质量的pH值为10的溶剂中中，柑橘属植物果皮颗粒为橘子加工下脚料，自然风干后破碎至粒径为1-5mm，所述溶剂为自来水，pH值采用工业级NaOH调节；

第二步，搅拌下向反应器中加入改性剂，改性剂加入量为柑橘属植物果皮颗粒质量的0.3%，改性剂为工业级环氧丙烷；

第三步，将反应器中的反应物在100℃下搅拌加热4小时，反应结束后将产物倒出，冷却至室温后，用乙酸将产物中和至pH 为 7，乙酸为工业级产品；

第四步，采用减压抽滤至无溶液滴出，60℃烘干，粉碎，过80-120目筛，得到改性柑橘属植物果皮粉末。

应用时，将改性柑橘属植物果皮粉末分散于水基钻井液中，其质量浓度为1.2%的溶液，采用API标准测定其降滤失性和增粘性，降低滤失30%，提高粘度120%。

实施例2

一种柑橘属植物果皮的改性方法，包括以下步骤：

第一步，在反应器中将柑橘属植物果皮颗粒分散于5倍质量的pH值为9的溶剂中，柑橘属植物果皮颗粒为橙子加工下脚料，自然风干后破碎至粒径为1-5mm，所述溶剂为工业级甲醇，pH值采用工业级NaOH调节；

第二步，搅拌下向反应器中加入改性剂，改性剂加入量为柑橘属植物果皮颗粒质量的0.5%，改性剂为工业级环氧氯丙烷；

第三步，将反应器中的反应物在65℃下搅拌加热4小时，反应结束后将产物倒出，冷却至室温后，用乙酸将产物中和至pH 为 7，乙酸为化学纯产品；

第四步，采用减压抽滤至无溶液滴出，50℃烘干，粉碎，过80-120目筛，得到改性柑橘属植物果皮粉末。

应用时，将此改性柑橘属植物果皮粉末与氧化钙按照1: 3混合后，分散于废弃水基钻井液中，其质量浓度为3%，搅拌均匀，静置，钻井液中的粘土被絮凝下来，水相中固含量低于0.1%。

实施例3

一种柑橘属植物果皮的改性方法，包括以下步骤：

第一步，在反应器中将柑橘属植物果皮颗粒分散于10倍质量的pH值为11的溶剂中中，柑橘属植物果皮颗粒为柚子加工下脚料，自然风干后破碎至粒径为1-5mm，所述溶剂为自来水，pH值采用工业级NaOH调节；

第二步，搅拌下向反应器中加入改性剂，改性剂加入量为柑橘属植物果皮颗粒质量的1%，改性剂为分析纯氯乙酸；

第三步，将反应器中的反应物在80℃下搅拌加热4小时，反应结束后将产物倒出，冷却至室温后，用乙酸将产物中和至pH 为 7，乙酸为工业级产品；

第四步，采用减压抽滤至无溶液滴出，80℃烘干，粉碎，过120-160目筛，得到改性柑橘属植物果皮粉末。

应用时，将改性柑橘属植物果皮粉末分散于水基钻井液中，其质量浓度为1.2%的溶液，采用API标准测定其降滤失性和增粘性，降低滤失50%，提高粘度220%。

实施例4

一种柑橘属植物果皮的改性方法，包括以下步骤：

第一步，在反应器中将柑橘属植物果皮颗粒分散于15倍质量的pH值为12的溶剂中，柑橘属植物果皮颗粒为橘子加工下脚料，自然风干后破碎至粒径为1-5mm，所述溶剂为化学纯乙醇，pH值采用工业级NaOH调节；

第二步，搅拌下向反应器中加入改性剂，改性剂加入量为柑橘属植物果皮颗粒质量的2%，改性剂为工业级2-氯乙基-三甲基氯化铵；

第三步，将反应器中的反应物在75℃下搅拌加热1小时，反应结束后将产物倒出，冷却至室温后，用乙酸将产物中和至pH 为 7，乙酸为工业级产品；

第四步，采用减压抽滤至无溶液滴出，50℃烘干，粉碎，过160-200目筛，得到改性柑橘属植物果皮粉末。

应用时，将此改性柑橘属植物果皮粉末与氧化钙按照1: 1混合后，分散于废弃水基钻井液中，其质量浓度为5%，搅拌均匀，静置，钻井液中的粘土被絮凝下来，水相中固含量低于0.1%。

实施例5

一种柑橘属植物果皮的改性方法，包括以下步骤：

第一步，在反应器中将柑橘属植物果皮颗粒分散于20倍质量的pH值为10的溶剂中中，柑橘属植物果皮颗粒为质量比为2:1的橘子、橙子加工下脚料，自然风干后破碎至粒径为1-5mm，所述溶剂为自来水，pH值采用工业级NaOH调节；

第二步，搅拌下向反应器中加入改性剂，改性剂加入量为柑橘属植物果皮颗粒质量的3%，改性剂为工业级3-氯-2-羟基丙基-三甲基氯化铵；

第三步，将反应器中的反应物在95℃下搅拌加热5小时，反应结束后将产物倒出，冷却至室温后，用乙酸将产物中和至pH 为 7，乙酸为工业级产品；

第四步，采用减压抽滤至无溶液滴出，60℃烘干，粉碎，过120-160目筛，得到改性柑橘属植物果皮粉末。

应用时，将改性柑橘属植物果皮粉末分散于水基钻井液中，其质量浓度为2%的溶液，采用API标准测定其降滤失性和增粘性，降低滤失40%，提高粘度400%。

实施例6

一种柑橘属植物果皮的改性方法，包括以下步骤：

第一步，在反应器中将柑橘属植物果皮颗粒分散于10倍质量的pH值为10的溶剂中，柑橘属植物果皮颗粒为柚子加工下脚料，自然风干后破碎至粒径为1-5mm，所述溶剂为工业级乙醇，pH值采用工业级NaOH调节；

第二步，搅拌下向反应器中加入改性剂，改性剂加入量为柑橘属植物果皮颗粒质量的5%，改性剂为工业级质量比为2:1的环氧乙烷和2-氯乙基-三甲基氯化铵；

第三步，将反应器中的反应物在70℃下搅拌加热3小时，反应结束后将产物倒出，冷却至室温后，用乙酸将产物中和至pH 为 7，乙酸为化学纯产品；

第四步，采用减压抽滤至无溶液滴出，50℃烘干，粉碎，过80-160目筛，得到改性柑橘属植物果皮粉末。

应用时，将此改性柑橘属植物果皮粉末与氧化钙按照1: 5混合后，分散于废弃水基钻井液中，其质量浓度为6%，搅拌均匀，静置，钻井液中的粘土被絮凝下来，水相中固含量低于0.1%。

Claims (6)

1.一种柑橘属植物果皮的改性方法，其特征在于，包括以下步骤：

第一步，在反应器中将柑橘属植物果皮颗粒分散于1-20倍质量的pH值为8-12的溶剂中，柑橘属植物果皮颗粒为橘子、橙子、柚子加工下脚料，自然风干后破碎至粒径为1-5mm，所述溶剂为工业级及其以上纯度的水、甲醇或者乙醇，pH值采用工业级及其以上纯度NaOH调节；

第二步，搅拌下向反应器中加入改性剂，改性剂加入量为柑橘属植物果皮颗粒质量的0.1-5%，改性剂为工业级及其以上纯度的环氧乙烷、环氧氯丙烷、氯乙酸、氯乙酸钠、2-氯乙基-三甲基氯化铵、3-氯-2-羟基丙基-三甲基氯化铵及其组合物；

第三步，将反应器中的反应物在60-100℃下搅拌加热1-6小时，反应结束后将产物倒出，冷却至室温后，用乙酸将产物中和至pH 为 7，乙酸为工业级及其以上纯度的产品；

第四步，采用减压抽滤至无溶液滴出，50-80℃烘干，粉碎，过80-200目筛，得到改性柑橘属植物果皮粉末。

2.根据权利要求1所述的一种柑橘属植物果皮的改性方法，其特征在于：包括以下步骤：

第一步，在反应器中将柑橘属植物果皮颗粒分散于5倍质量的pH值为9的溶剂中，柑橘属植物果皮颗粒为橙子加工下脚料，自然风干后破碎至粒径为1-5mm，所述溶剂为工业级甲醇，pH值采用工业级NaOH调节；

第二步，搅拌下向反应器中加入改性剂，改性剂加入量为柑橘属植物果皮颗粒质量的0.5%，改性剂为工业级环氧氯丙烷；

第三步，将反应器中的反应物在65℃下搅拌加热4小时，反应结束后将产物倒出，冷却至室温后，用乙酸将产物中和至pH 为 7，乙酸为化学纯产品；

第四步，采用减压抽滤至无溶液滴出，50℃烘干，粉碎，过80-120目筛，得到改性柑橘属植物果皮粉末。

3.根据权利要求1所述的一种柑橘属植物果皮的改性方法，其特征在于：包括以下步骤：

第一步，在反应器中将柑橘属植物果皮颗粒分散于10倍质量的pH值为11的溶剂中，柑橘属植物果皮颗粒为柚子加工下脚料，自然风干后破碎至粒径为1-5mm，所述溶剂为自来水，pH值采用工业级NaOH调节；

第二步，搅拌下向反应器中加入改性剂，改性剂加入量为柑橘属植物果皮颗粒质量的1%，改性剂为分析纯氯乙酸；

第三步，将反应器中的反应物在80℃下搅拌加热4小时，反应结束后将产物倒出，冷却至室温后，用乙酸将产物中和至pH 为 7，乙酸为工业级产品；

第四步，采用减压抽滤至无溶液滴出，80℃烘干，粉碎，过120-160目筛，得到改性柑橘属植物果皮粉末。

4.根据权利要求1所述的一种柑橘属植物果皮的改性方法，其特征在于：包括以下步骤：

第一步，在反应器中将柑橘属植物果皮颗粒分散于15倍质量的pH值为12的溶剂中，柑橘属植物果皮颗粒为橘子加工下脚料，自然风干后破碎至粒径为1-5mm，所述溶剂为化学纯乙醇，pH值采用工业级NaOH调节；

第二步，搅拌下向反应器中加入改性剂，改性剂加入量为柑橘属植物果皮颗粒质量的2%，改性剂为工业级2-氯乙基-三甲基氯化铵；

第三步，将反应器中的反应物在75℃下搅拌加热1小时，反应结束后将产物倒出，冷却至室温后，用乙酸将产物中和至pH 为 7，乙酸为工业级产品；

第四步，采用减压抽滤至无溶液滴出，50℃烘干，粉碎，过160-200目筛，得到改性柑橘属植物果皮粉末。

5.根据权利要求1所述的一种柑橘属植物果皮的改性方法，其特征在于：包括以下步骤：

第一步，在反应器中将柑橘属植物果皮颗粒分散于20倍质量的pH值为10的溶剂中，柑橘属植物果皮颗粒为质量比为2:1的橘子、橙子加工下脚料，自然风干后破碎至粒径为1-5mm，所述溶剂为自来水，pH值采用工业级NaOH调节；

第二步，搅拌下向反应器中加入改性剂，改性剂加入量为柑橘属植物果皮颗粒质量的3%，改性剂为工业级3-氯-2-羟基丙基-三甲基氯化铵；

第三步，将反应器中的反应物在95℃下搅拌加热5小时，反应结束后将产物倒出，冷却至室温后，用乙酸将产物中和至pH 为 7，乙酸为工业级产品；

第四步，采用减压抽滤至无溶液滴出，60℃烘干，粉碎，过120-160目筛，得到改性柑橘属植物果皮粉末。

6.根据权利要求1所述的一种柑橘属植物果皮的改性方法，其特征在于：包括以下步骤：

第一步，在反应器中将柑橘属植物果皮颗粒分散于10倍质量的pH值为10的溶剂中，柑橘属植物果皮颗粒为柚子加工下脚料，自然风干后破碎至粒径为1-5mm，所述溶剂为工业级乙醇，pH值采用工业级NaOH调节；

第二步，搅拌下向反应器中加入改性剂，改性剂加入量为柑橘属植物果皮颗粒质量的5%，改性剂为工业级质量比为2:1的环氧乙烷和2-氯乙基-三甲基氯化铵；

第三步，将反应器中的反应物在70℃下搅拌加热3小时，反应结束后将产物倒出，冷却至室温后，用乙酸将产物中和至pH 为 7，乙酸为化学纯产品；

第四步，采用减压抽滤至无溶液滴出，50℃烘干，粉碎，过80-160目筛，得到改性柑橘属植物果皮粉末。