RU2152400C1 - Modified hydroxyethylcellulose production process - Google Patents
Modified hydroxyethylcellulose production process Download PDFInfo
- Publication number
- RU2152400C1 RU2152400C1 RU99116813A RU99116813A RU2152400C1 RU 2152400 C1 RU2152400 C1 RU 2152400C1 RU 99116813 A RU99116813 A RU 99116813A RU 99116813 A RU99116813 A RU 99116813A RU 2152400 C1 RU2152400 C1 RU 2152400C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- cellulose
- ethylene oxide
- water
- product
- nitrogen
- Prior art date
Links
Landscapes
- Polysaccharides And Polysaccharide Derivatives (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к области получения водорастворимых производных целлюлозы и может быть использовано для получения продукта, применяемого в качестве реагента-стабилизатора простых и минерализованных буровых растворов и тампонажных цементов в условиях повышенной кальциевой агрессии и повышенной температуры при бурении, заканчивании и ремонте нефтяных и газовых скважин. The invention relates to the field of obtaining water-soluble derivatives of cellulose and can be used to obtain a product used as a stabilizing agent for simple and mineralized drilling fluids and grouting cements in conditions of increased calcium aggression and elevated temperature during drilling, completion and repair of oil and gas wells.
Одной из основных эксплуатационных характеристик продуктов такого рода является показатель водоотдачи бурового раствора. Обычно этот показатель для буровых растворов, не содержащих реагентов-стабилизаторов, находится на уровне 60-80 см3, в некоторых случаях жидкость отделяется от бурового раствора полностью.One of the main operational characteristics of products of this kind is the rate of mud loss. Typically, this indicator for drilling fluids that do not contain stabilizing reagents is at the level of 60-80 cm 3 , in some cases the fluid is completely separated from the drilling fluid.
Известные способы получения продуктов подобного назначения на основе простых эфиров целлюлозы включают в себя стадии обработки целлюлозы гидроксидом натрия, карбоксиметилирования полученной щелочной целлюлозы монохлоруксусной кислотой или ее солью, гидроксиалкилирования реакционной массы алкиленоксидом, нейтрализации, выделения целевого продукта и его сушки. Known methods for producing products of a similar purpose based on cellulose ethers include the steps of treating cellulose with sodium hydroxide, carboxymethylating the resulting alkaline cellulose with monochloracetic acid or its salt, hydroxyalkylating the reaction mass with alkylene oxide, neutralizing, isolating the target product and drying it.
Известен патент США N 3446795, описывающий способ получения смешанных эфиров целлюлозы, согласно которому целлюлозу обрабатывают 50%-ным водным раствором гидроксида натрия, после чего проводят карбоксиметилирование целлюлозы до степени замещения по карбоксиметильным группам (C3 км) 0,04, полученный продукт далее обрабатывают оксидом этилена до достижения мольного замещения 1,9, после чего в реакционную смесь вводят дополнительное количество монохлоруксусной кислоты до получения продукта с C3 км 0,4. Основным недостатком этого способа является необходимость проведения реакции карбоксиметилирования целлюлозы в две стадии, что значительно усложняет процесс получения и увеличивает его продолжительность. Кроме того, при обработке целлюлозы концентрированными водными растворами гидроксида натрия происходит недостаточная подготовка структуры целлюлозы, в результате чего требуется больший расход алкилирующих реагентов для достижения нужных свойств. Known US patent N 3446795, describing a method for producing mixed cellulose ethers, according to which the cellulose is treated with a 50% aqueous solution of sodium hydroxide, followed by carboxymethylation of cellulose to a degree of substitution on carboxymethyl groups (C3 km) of 0.04, the resulting product is further treated with oxide ethylene to achieve a molar substitution of 1.9, after which an additional amount of monochloracetic acid is introduced into the reaction mixture to obtain a product with a C3 km of 0.4. The main disadvantage of this method is the need for the carboxymethylation reaction of cellulose in two stages, which greatly complicates the production process and increases its duration. In addition, in the treatment of cellulose with concentrated aqueous solutions of sodium hydroxide, insufficient preparation of the cellulose structure occurs, which requires a higher consumption of alkylating reagents to achieve the desired properties.
Известен способ получения смешанных карбоксиметилгидроксиалкиловых простых эфиров целлюлозы, защищенный патентом США N 3448100, в соответствии с которым в измельченную целлюлозную массу распыляют водные растворы гидроксида натрия и монохлоруксусной кислоты и далее ведут реакцию карбоксиметилирования целлюлозы в течение 4,5 часов. Затем подачей раствора соляной кислоты доводят pH реакционной массы до 1,0 и промывают полученный карбоксиметиловый эфир целлюлозы водой. Избыток воды удаляют центрифугированием и сушкой, после чего КМЦ помещают в герметичный аппарат, вновь обрабатывают водным раствором гидроксида натрия и при температуре 40oC проводят реакцию гидроксиэтилирования, подавая в аппарат оксид этилена со скоростью 2,5 г/мин. По окончании синтеза продукт сушат при температуре 60oC в течение 24 часов. Недостатком данного способа является многостадийность и громоздкость технологического процесса, а также его продолжительность: без учета промежуточных стадий длительность стадии карбоксиметилирования составляет 4,5 часа, стадии оксиэтилирования - 3 часа.A known method of producing mixed carboxymethylhydroxyalkyl ethers of cellulose, protected by US patent N 3448100, according to which aqueous solutions of sodium hydroxide and monochloracetic acid are sprayed into the pulp and then carry out the carboxymethylation reaction of cellulose for 4.5 hours. Then, by feeding a solution of hydrochloric acid, the pH of the reaction mixture is adjusted to 1.0 and the resulting carboxymethyl cellulose ether is washed with water. The excess water is removed by centrifugation and drying, after which the CMC is placed in a sealed apparatus, treated again with an aqueous solution of sodium hydroxide and a hydroxyethylation reaction is carried out at a temperature of 40 ° C, feeding ethylene oxide at a rate of 2.5 g / min. After synthesis, the product is dried at a temperature of 60 o C for 24 hours. The disadvantage of this method is the multi-stage and cumbersome process, as well as its duration: without taking into account the intermediate stages, the duration of the carboxymethylation stage is 4.5 hours, the hydroxyethylation stage is 3 hours.
Наиболее близким техническим решением к заявляемому способу является способ получения водорастворимой гидроксиэтилцеллюлозы, описанный в авторском свидетельстве ЧССР N 194976. В соответствии с данным способом щелочную целлюлозу известного состава гидроксиэтилируют при температуре 48oC в течение 5,5 часов, после чего проводят нейтрализацию гидроксида натрия в среде этилового спирта, продукт реакции выделяют и сушат. Полученная водорастворимая гидроксиэтилцеллюлоза имеет мольное замещение по гидроксиэтильным группам (MSОЭ) 0,98; содержание золы 9,1%.The closest technical solution to the claimed method is the method for producing water-soluble hydroxyethyl cellulose described in the author's certificate of Czechoslovakia N 194976. In accordance with this method, alkaline cellulose of known composition is hydroxyethylated at a temperature of 48 o C for 5.5 hours, after which sodium hydroxide is neutralized in ethanol, the reaction product is isolated and dried. The resulting water-soluble hydroxyethyl cellulose has a molar substitution of 0.98 for hydroxyethyl groups (MS OE ); ash content of 9.1%.
Основным недостатком данного способа является то, что условия подготовки щелочной целлюлозы, а также режим синтеза гидроксиэтилцеллюлозы не обеспечивают получения продукта с величиной MSОЭ, достаточной для того, чтобы продукт мог быть использован в качестве эффективного понизителя водоотдачи буровых растворов. Недостатком известного способа является также чрезмерная длительность процесса, в связи с чем этот процесс технологически неприемлем при реализации в аппаратах крупного масштаба (≈7-10 м3). Кроме того, на стадии нейтрализации в известном способе используется этиловый спирт, вследствие чего возникает проблема регенерации спирта и утилизации кубового остатка после регенерации.The main disadvantage of this method is that the conditions for the preparation of alkaline cellulose, as well as the mode of synthesis of hydroxyethyl cellulose, do not provide a product with an MS OE value sufficient for the product to be used as an effective fluid loss reducer for drilling fluids. The disadvantage of this method is also the excessive duration of the process, and therefore this process is technologically unacceptable when implemented in large-scale devices (≈7-10 m 3 ). In addition, at the stage of neutralization in the known method, ethanol is used, as a result of which there is a problem of alcohol regeneration and disposal of bottoms after regeneration.
Основной задачей, на решение которой направлено заявляемое изобретение, является отработка последовательности стадий и режимов получения модифицированной гидроксиэтилцеллюлозы с заданной величиной MSОЭ, обеспечивающей эффективное снижение показателя водоотдачи бурового раствора при добавлении к нему данного продукта.The main task to be solved by the claimed invention is aimed at developing a sequence of stages and modes for producing modified hydroxyethyl cellulose with a given value of MS OE , which provides an effective reduction in the rate of fluid loss of a drilling fluid when this product is added to it.
Техническим результатом, достигаемым при осуществлении заявляемого изобретения, является создание продукта с заданными физико-химическими свойствами, определяемыми структурой целлюлозы, создаваемой как на стадии подготовки целлюлозы, так и на стадии синтеза, а именно, заявляемый способ обеспечивает оптимальную подготовку структуры целлюлозного волокна, в результате чего получаемый продукт содержит 25-30% связанного оксида этилена, что соответствует MSОЭ 1,25-1,6, а показатель водоотдачи бурового раствора снижается с 62-64 см3 до 3,6-4,5 см3 при добавлении к нему 1% продукта. Кроме того заявляемый способ обеспечивает экономию гидроксида натрия; заявленный состав щелочной целлюлозы способствует повышению безопасности процесса в аппаратах крупного масштаба, т. к. исключается возможность пересыхания реакционной массы и ее локальных перегревов.The technical result achieved by the implementation of the claimed invention is the creation of a product with desired physicochemical properties determined by the structure of the cellulose created both at the stage of preparation of the cellulose and at the synthesis stage, namely, the claimed method provides optimal preparation of the structure of the cellulose fiber, as a result then the product obtained contains 25-30% bound ethylene oxide, which corresponds MS MA 1,25-1,6 and figure fluid loss drilling mud decreases from 62-64 cm 3 to 3.6-4.5 cm 3 at Adding thereto 1% of the product. In addition, the inventive method saves sodium hydroxide; The claimed composition of alkaline cellulose helps to increase process safety in large-scale apparatuses, since the possibility of drying of the reaction mass and its local overheating is excluded.
Поставленная задача в прототипе решается за счет воздействия на щелочную целлюлозу оксида в количестве 50-100 мас.% по отношению к α-целлюлозе. The problem in the prototype is solved by exposure to alkaline cellulose oxide in an amount of 50-100 wt.% In relation to α-cellulose.
Поставленная задача в заявляемом изобретении решается за счет использования щелочной целлюлозы следующего состава (мас. %): целлюлоза - 27-35, гидроксид натрия - 10-13, вода - 55-60; при этом щелочную целлюлозу дополнительно обрабатывают монохлоруксусной кислотой (МХУК) и/или ее натриевой солью (NaМХУК) в количестве 0,05-0,4 мас.ч. на 1 мас.ч. щелочной целлюлозы, а гидроксиэтилирование проводят путем введения в реакционную массу циркулирующей парогазовой смеси из оксида этилена и азота, имеющего влагосодержание на входе в реактор 30-130 г/м3, при соотношении оксид этилена: азот (об.%): 65:35-70:30, и процесс проводят при 90-100oC до полной конверсии оксида этилена. При этом щелочную целлюлозу заявленного состава получают обработкой целлюлозы раствором гидроксида натрия с концентрацией, обеспечивающей максимальное набухание целлюлозы. (З.А. Роговин "Химия целлюлозы", М., Изд. Химия, 1972, с. 131). Кроме того, оптимальная подготовка структуры целлюлозы, необходимая для достижения продуктом требуемых свойств, обеспечивается дополнительным введением МХУК и/или NaМХУК, в результате чего происходит дальнейшая аморфизация структуры и снижение степени кристалличности целлюлозы. Подготовка структуры целлюлозы происходит и на стадии синтеза благодаря циркуляции парогазовой смеси оксида этилена с азотом через реактор, в результате чего из реакционной массы удаляется избыточная вода. Это приводит к тому, что, с одной стороны, увеличивается концентрация гидроксида натрия, что на данной стадии необходимо для активации целлюлозы, с другой стороны, снижается расход алкилирующих реагентов на образование побочных продуктов реакции взаимодействия оксида этилена и МХУК/NaМХУК с водой.The problem in the invention is solved by using alkaline cellulose of the following composition (wt.%): Cellulose - 27-35, sodium hydroxide - 10-13, water - 55-60; while alkaline cellulose is additionally treated with monochloroacetic acid (MCAA) and / or its sodium salt (NaMACA) in an amount of 0.05-0.4 wt.h. per 1 part by weight alkaline cellulose, and hydroxyethylation is carried out by introducing into the reaction mass a circulating vapor-gas mixture of ethylene oxide and nitrogen having a moisture content at the inlet of the reactor 30-130 g / m 3 , with the ratio of ethylene oxide: nitrogen (vol.%): 65: 35- 70:30, and the process is carried out at 90-100 o C until the complete conversion of ethylene oxide. In this case, alkaline cellulose of the claimed composition is obtained by treating cellulose with a sodium hydroxide solution with a concentration that ensures maximum cellulose swelling. (Z. A. Rogovin "Chemistry of cellulose", M., Publishing House of Chemistry, 1972, p. 131). In addition, the optimal preparation of the cellulose structure necessary for the product to achieve the required properties is ensured by the additional introduction of MCAA and / or NaCACA, resulting in further amorphization of the structure and a decrease in the degree of crystallinity of cellulose. The preparation of the cellulose structure also takes place at the synthesis stage due to the circulation of the vapor-gas mixture of ethylene oxide with nitrogen through the reactor, as a result of which excess water is removed from the reaction mass. This leads to the fact that, on the one hand, the concentration of sodium hydroxide increases, which is necessary for cellulose activation at this stage, and, on the other hand, the consumption of alkylating reagents for the formation of by-products of the reaction of the interaction of ethylene oxide and MCAA / NaMAAA with water decreases.
Наряду с подготовкой структуры целлюлозы технологический прием с циркуляцией парогазовой смеси на стадии гидроксиэтилирования обеспечивает эффективный отвод тепла экзотермической реакции взаимодействия щелочной целлюлозы с оскидом этилена. Тепло реакции расходуется на испарение воды, пары которой поглощаются циркулирующей парогазовой смесью и выносятся из реактора. При этом заданное влагосодержание азота обеспечивает оптимальное содержание воды в реакционной системе, не допуская ее пересыхания. Циркуляция парогазовой смеси, обеспечивая эффективный теплоотвод, позволяет проводить синтез при 90-100oC, что значительно сокращает продолжительность процесса.Along with the preparation of the cellulose structure, the technological method with the circulation of the vapor-gas mixture at the hydroxyethylation stage provides effective heat removal of the exothermic reaction of the interaction of alkaline cellulose with ethylene oxide. The reaction heat is consumed in the evaporation of water, the vapors of which are absorbed by the circulating vapor-gas mixture and removed from the reactor. At the same time, the specified moisture content of nitrogen ensures the optimum water content in the reaction system, preventing its drying out. The circulation of the vapor-gas mixture, providing effective heat dissipation, allows synthesis at 90-100 o C, which significantly reduces the duration of the process.
При содержании гидроксида натрия ниже 10 или выше 13 мас.% степень набухания целлюлозы будет недостаточной для получения продукта с требуемыми свойствами: такие же отрицательные последствия будут иметь место, если содержание воды в щелочной целлюлозе будет ниже 55 мас.%. If the sodium hydroxide content is lower than 10 or higher than 13 wt.%, The degree of cellulose swelling will be insufficient to obtain a product with the required properties: the same negative consequences will occur if the water content in alkaline cellulose is below 55 wt.%.
Если содержание воды в щелочной целлюлозе будет выше 60 мас.%, то это приведет к нежелательному расходу алкилирующих реагентов на побочные реакции. If the water content in alkaline cellulose is above 60 wt.%, This will lead to an undesirable consumption of alkylating reagents for side reactions.
Если количество МХУК и/или NaМХУК, дополнительно вводимой в щелочную целлюлозу, будет ниже 0,05 мас.ч. на 1 мас.ч. щелочной целлюлозы, то подготовка структуры целлюлозы будет недостаточной для получения продукта с нужными свойствами; использование МХУК и/или NaМХУК в количестве, большем 0,4 мас.ч. на 1 мас.ч. щелочной целлюлозы, приведет к необоснованному расходу модифицирующего агента. If the amount of MCAA and / or NaMCAA, additionally introduced into alkaline cellulose, will be below 0.05 parts by weight per 1 part by weight alkaline cellulose, then the preparation of the structure of the cellulose will be insufficient to obtain a product with the desired properties; the use of MHUK and / or NaMHUK in an amount greater than 0.4 wt.h. per 1 part by weight alkaline cellulose, will lead to unreasonable consumption of modifying agent.
Если содержание азота в парогазовой смеси будет выше 35 об.%, то это приведет к замедлению реакции гидроксиэтилирования; при содержании азота меньше 30 об.% возникает проблема взрывобезопасности процесса. If the nitrogen content in the vapor-gas mixture is higher than 35 vol.%, This will lead to a slowdown of the hydroxyethylation reaction; when the nitrogen content is less than 30 vol.%, there is a problem of explosion safety of the process.
При влагосодержании азота ниже 30 г/м3 возможно пересыхание реакционной смеси; если этот показатель превышает 130 г/м3, снижается эффективность процесса, т. к. увеличивается расход алкилирующих реагентов на образование побочных продуктов.When the nitrogen moisture content is below 30 g / m 3 , the reaction mixture may dry out; if this indicator exceeds 130 g / m 3 , the efficiency of the process decreases, because the consumption of alkylating reagents for the formation of by-products increases.
Способ получения модифицированной гидроксиэтилцеллюлозы осуществляют следующим образом: щелочную целлюлозу состава (мас.%): целлюлоза 27-35, гидроксид натрия 10-13, вода 55 - 60 - загружают в смеситель 1, снабженный перемешивающим устройством, после чего при или перемешивании постепенно добавляют модифицирующий агент - МХУК и NaМХУК. Перемешивание продолжают в течение 30-60 мин, затем полученную массу переносят в реактор 2, снабженный мешалкой и рубашкой для подачи хладагента. Содержимое реактора при перемешивании вакуумируют, продувают азотом и вновь вакуумируют. Затем температуру в реакторе поднимают до заданного уровня и начинают подачу оксида этилена, предварительно загруженного в мерник 3. Жидкий оксид этилена из мерника 3 подают в испаритель 4, из которого пары оксида этилена по линии I направляют в линию подачи азота II, далее с помощью компрессора 5 парогазовая смесь оксида этилена с азотом циркулирует через реакционную систему в реакторе 2 по линиям III, IV и IVa. При этом соотношение оксид этилена:азот составляет 65: 35-70: 30. Оксид этилена в составе парогазовой смеси реагирует со щелочной гидроксиэтилцеллюлозой, а азот насыщается парами воды, по линии IV выводится из реактора 2 и поступает в конденсатор 6, где происходит конденсация паров воды, которая выводится из циркуляционного контура. Осушенный азот с влагосодержанием 30-130 г/м3 по линии IVa возвращается в циркуляционный контур и, смешиваясь со свежей порцией оксида этилена из испарителя 4, поступает в реактор 2. Таким образом в циркуляционный контур непрерывно из испарителя 4 поступает газообразный оксид этилена до полного израсходования жидкого оксида этилена, находящегося в мернике 3. Расход оксида этилена с помощью системы автоматического регулирования устанавливают на таком уровне, при котором температура реакции составляет 90-100oC, при этом время полной конверсии оксида этилена составляет 30-60 мин.A method of obtaining a modified hydroxyethyl cellulose is carried out as follows: alkaline cellulose composition (wt.%): Cellulose 27-35, sodium hydroxide 10-13, water 55-60 - are loaded into a mixer 1 equipped with a mixing device, after which the modifying agent is gradually added with stirring Agent - MHUK and NaMHUK. Stirring is continued for 30-60 minutes, then the resulting mass is transferred to a reactor 2 equipped with a stirrer and a jacket for supplying refrigerant. The contents of the reactor with stirring, vacuum, purged with nitrogen and again vacuum. Then the temperature in the reactor is raised to a predetermined level and the supply of ethylene oxide pre-loaded into the measuring device 3 is started. Liquid ethylene oxide from the measuring device 3 is fed to the evaporator 4, from which the ethylene oxide pairs are sent through line I to the nitrogen supply line II, then using a compressor 5, a vapor-gas mixture of ethylene oxide with nitrogen is circulated through the reaction system in reactor 2 along lines III, IV, and IVa. The ratio of ethylene oxide: nitrogen is 65: 35-70: 30. Ethylene oxide in the vapor-gas mixture reacts with alkaline hydroxyethyl cellulose, and nitrogen is saturated with water vapor, is removed from reactor 2 through line IV, and enters condenser 6, where vapor condensation occurs water that is discharged from the circulation circuit. Drained nitrogen with a moisture content of 30-130 g / m 3 through line IVa is returned to the circulation circuit and, mixed with a fresh portion of ethylene oxide from evaporator 4, enters into reactor 2. Thus, ethylene oxide gas flows continuously from evaporator 4 to the circulation circuit until complete consumption of liquid ethylene oxide located in the measuring device 3. The consumption of ethylene oxide using an automatic control system is set at a level at which the reaction temperature is 90-100 o C, while the time of complete conversion of ox ethylene id is 30-60 minutes.
Щелочную модифицированную гидроксиэтилцеллюлозу по окончании синтеза нейтрализуют, выделяют и сушат. Alkaline modified hydroxyethyl cellulose at the end of the synthesis is neutralized, isolated and dried.
В результате осуществления заявленного способа получают модифицированную гидроксиэтилцеллюлозу с MSОЭ 1,25-1,6, C3 км 0,1-0,6, при этом показатель водоотдачи бурового раствора снижается с 62-64 см3 до 3,6-4,5 см3 при добавлении к нему 1% продукта.As a result of the implementation of the claimed method receive a modified hydroxyethyl cellulose with MS OE 1.25-1.6, C3 km 0.1-0.6, while the rate of fluid loss of the drilling fluid is reduced from 62-64 cm 3 to 3.6-4.5 cm 3 when adding to it 1% of the product.
Условия определения показателя водоотдачи приведены в примере 1. The conditions for determining the rate of water loss are shown in example 1.
Реализация заявленного способа иллюстрируется следующими примерами. The implementation of the claimed method is illustrated by the following examples.
Пример 1. 90 кг щелочной целлюлозы состава (мас.%): целлюлоза 30, гидроксид натрия 11, вода 59 - загружают в смеситель 1 и при перемешивании постепенно добавляют 11,6 кг NaМХУК. Перемешивание продолжают в течение 40 мин, после чего полученную массу переносят в реактор 2 вместимостью 350 дм3, содержимое которого при перемешивании вакуумируют, продувают азотом и вновь вакуумируют. Одновременно в мерник 3 загружают 22 кг жидкого оксида этилена и нагревают содержимое реактора до 60oC.Example 1. 90 kg of alkaline cellulose composition (wt.%): Cellulose 30, sodium hydroxide 11, water 59 - is loaded into the mixer 1 and 11.6 kg of NaMHUK are gradually added with stirring. Stirring is continued for 40 minutes, after which the resulting mass is transferred to a reactor 2 with a capacity of 350 dm 3 , the contents of which are stirred under vacuum, purged with nitrogen and again vacuum. At the same time, 22 kg of liquid ethylene oxide are loaded into the measuring device 3 and the contents of the reactor are heated to 60 ° C.
Оксид этилена из мерника 3 подают в испаритель 4 и далее в циркуляционный контур, где он смешивается с азотом и в виде парогазовой смеси циркулирует через реакционную систему с помощью компрессора 5. Соотношение оксид этилена: азот составляет (об.%) 67:33, а влагосодержание азота на входе в реакционную смесь - 75 г/м3.Ethylene oxide from the measuring device 3 is fed to the evaporator 4 and then to the circulation circuit, where it is mixed with nitrogen and circulated as a gas-vapor mixture through the reaction system using compressor 5. The ratio of ethylene oxide: nitrogen is (vol.%) 67:33, and the moisture content of nitrogen at the entrance to the reaction mixture is 75 g / m 3 .
Парогазовая смесь, покидающая реактор 2, поступает по линии IV в конденсатор 6, в котором происходит конденсация паров воды, выведенной из реактора 2. Осушенная парогазовая смесь с влагосодержанием 75 г/м3 покидает конденсатор 6, насыщается свежей порцией оксида этилена и возвращается в реактор 2. Температуру в реакторе поддерживают в пределах 95±2oC и заканчивают синтез после полной конверсии всего оксида этилена, поданного в реактор. Продолжительность синтеза составляет 40 мин.The vapor-gas mixture leaving reactor 2 enters the condenser 6 through line IV, in which the vapor of water removed from the reactor 2 is condensed. The dried vapor-gas mixture with a moisture content of 75 g / m 3 leaves the condenser 6, is saturated with a fresh portion of ethylene oxide and is returned to the reactor 2. The temperature in the reactor is maintained within 95 ± 2 ° C. and the synthesis is completed after the complete conversion of all ethylene oxide fed to the reactor. The duration of the synthesis is 40 minutes
По окончании синтеза продукт реакции нейтрализуют, выделяют и сушат. At the end of the synthesis, the reaction product is neutralized, isolated and dried.
Полученный продукт имеет MSОЭ =1,4; C3 км = 0,21; растворимость в воде 99,2%; показатель водоотдачи бурового раствора с добавлением 1% продукта составляет 4,5 см3, с добавлением 2% продукта - 3,0 см3 по сравнению с показателем водоотдачи для исходного бурового раствора 64 см3. Состав исходного бурового раствора: бентонит - 7%, NaCl - 26%. CaCl2 - 4%.The resulting product has an MS OE = 1.4; C3 km = 0.21; solubility in water 99.2%; the rate of fluid loss of the drilling fluid with the addition of 1% of the product is 4.5 cm 3 , with the addition of 2% of the product is 3.0 cm 3 compared with the rate of fluid loss for the original drilling fluid 64 cm 3 . The composition of the initial drilling fluid: bentonite - 7%, NaCl - 26%. CaCl 2 - 4%.
Во всех примерах показатель водоотдачи определяли по стандарту "ОСМА" с помощью фильтр-пресса ф. Baroid, США. In all examples, the rate of water loss was determined according to the standard "OSMA" using a filter press f. Baroid, USA.
Пример 2. Все технологические стадии проводят согласно примеру 1 при следующих параметрах процесса:
состав щелочной целлюлозы (мас.%): целлюлоза - 27, гидроксид натрия - 13, вода - 60;
количество вводимой МХУК - 4,5 кг;
количество оксида этилена - 25 кг;
соотношение оксид этилена:азот - 70:30;
влагосодержание азота - 30 г/м3;
температура реакции гидроксиэтилирования - 98±2oC;
продолжительность синтеза - 30 мин.Example 2. All technological stages are carried out according to example 1 with the following process parameters:
composition of alkaline cellulose (wt.%): cellulose - 27, sodium hydroxide - 13, water - 60;
the amount of MHUK entered - 4.5 kg;
the amount of ethylene oxide - 25 kg;
the ratio of ethylene oxide: nitrogen is 70:30;
moisture content of nitrogen - 30 g / m 3 ;
the temperature of the hydroxyethylation reaction is 98 ± 2 o C;
the duration of the synthesis is 30 minutes
Полученный продукт имеет MSОЭ = 1,6; C3 км = 0,09; растворимость в воде 98,5%; показатель водоотдачи бурового раствора с добавлением 1% продукта составляет 3,6 см3, с добавлением 2% продукта - 2,8 см3. Состав исходного бурового раствора и его показатель водоотдачи, как в примере 1.The resulting product has an MS OE = 1.6; C3 km = 0.09; solubility in water 98.5%; the rate of fluid loss of the drilling fluid with the addition of 1% of the product is 3.6 cm 3 , with the addition of 2% of the product - 2.8 cm 3 . The composition of the original drilling fluid and its rate of water loss, as in example 1.
Пример 3. Все технологические стадии проводят согласно примеру 1 при следующих параметрах процесса:
состав щелочной целлюлозы (мас.%): целлюлоза - 35, гидроксид натрия - 10, вода - 55;
количество вводимого модифицирующего реагента:
- МХУК - 16 кг,
- NaМХУК - 20 кг;
количество оксида этилена - 20 кг;
соотношение оксид этилена:азот - 65:35;
влагосодержание азота - 130 г/м3;
температура реакции гидроксиэтилирования - 92±2oC;
продолжительность синтеза - 60 мин.Example 3. All technological stages are carried out according to example 1 with the following process parameters:
alkaline cellulose composition (wt.%): cellulose - 35, sodium hydroxide - 10, water - 55;
amount of modifying reagent introduced:
- MHUK - 16 kg,
- NaMHUK - 20 kg;
the amount of ethylene oxide - 20 kg;
the ratio of ethylene oxide: nitrogen is 65:35;
moisture content of nitrogen - 130 g / m 3 ;
the temperature of the hydroxyethylation reaction is 92 ± 2 o C;
the duration of the synthesis is 60 minutes
Полученный продукт имеет MSОЭ = 1,25; C3 км = 0,61; растворимость в воде 99,5%; показатель водоотдачи бентонитового раствора, насыщенного хлористым натрием, в присутствии 1,5% полученного продукта составляет 3,8 см3, этот же показатель для аналогичного раствора в отсутствие продукта - 62 см3.The resulting product has an MS OE = 1.25; C3 km = 0.61; solubility in water 99.5%; the yield of a bentonite solution saturated with sodium chloride in the presence of 1.5% of the obtained product is 3.8 cm 3 , the same indicator for a similar solution in the absence of the product is 62 cm 3 .
Пример 4. (Сравнительный). Щелочную целлюлозу состава: целлюлоза - 36, гидроксид натрия - 15, вода - 49 загружают в реакционный сосуд емкостью 10 дм3, снабженный перемешивающим устройством, термостатируют при температуре 25oC, затем в реактор при абсолютном давлении 58661,68 Па подают 182 мас.ч. оксида этилена, температуру в течение 60 мин повышают до 48oC и при этой температуре проводят гидроксиэтилирование в течение 340 мин. По окончании реакции продукт нейтрализуют 232 мас.ч. уксусной кислоты в 4000 мас.ч. этилового спирта. Полученную водорастворимую гидроксиэтилцеллюлозу выделяют и сушат.Example 4. (Comparative). Alkaline cellulose of the composition: cellulose - 36, sodium hydroxide - 15, water - 49 is loaded into a reaction vessel with a capacity of 10 dm 3 equipped with a stirrer, thermostat at a temperature of 25 o C, then 182 wt.% Are fed into the reactor at an absolute pressure of 58661.68 Pa. h ethylene oxide, the temperature is increased to 48 ° C. over 60 minutes and hydroxyethylation is carried out at this temperature for 340 minutes. At the end of the reaction, the product is neutralized with 232 wt.h. acetic acid in 4000 wt.h. ethyl alcohol. The resulting water-soluble hydroxyethyl cellulose was isolated and dried.
Продукт имеет MSОЭ=1,02; растворимость в воде 96,9%; показатель водоотдачи бурового раствора с добавлением 1% продукта составляет 16,8 см3, с добавлением 2% продукта - 11,0 см3. Показатель водоотдачи исходного бурового раствора и его состав, как в примере 1.The product has an MS OE = 1.02; solubility in water 96.9%; the rate of fluid loss of the drilling fluid with the addition of 1% of the product is 16.8 cm 3 , with the addition of 2% of the product - 11.0 cm 3 . The fluid loss rate of the original drilling fluid and its composition, as in example 1.
Таким образом, заявляемый способ получения модифицированной гидроксиэтилцеллюлозы обеспечивает по сравнению с известным способом следующие преимущества:
получение продукта с большей эффективностью снижения водоотдачи;
сокращение времени процесса;
повышение безопасности процесса;
снижение расхода гидроксида натрия за счет использования раствора гидроксида натрия меньшей концентрации (10-13 мас.%) по сравнению с прототипом (18-20 мас.%).Thus, the inventive method for producing modified hydroxyethyl cellulose provides, in comparison with the known method, the following advantages:
obtaining a product with greater efficiency in reducing water loss;
reduction of process time;
increased process safety;
reducing the consumption of sodium hydroxide due to the use of sodium hydroxide solution of a lower concentration (10-13 wt.%) compared with the prototype (18-20 wt.%).
Claims (1)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU99116813A RU2152400C1 (en) | 1999-08-03 | 1999-08-03 | Modified hydroxyethylcellulose production process |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU99116813A RU2152400C1 (en) | 1999-08-03 | 1999-08-03 | Modified hydroxyethylcellulose production process |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2152400C1 true RU2152400C1 (en) | 2000-07-10 |
Family
ID=20223370
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU99116813A RU2152400C1 (en) | 1999-08-03 | 1999-08-03 | Modified hydroxyethylcellulose production process |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2152400C1 (en) |
-
1999
- 1999-08-03 RU RU99116813A patent/RU2152400C1/en not_active IP Right Cessation
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US3453261A (en) | Process for the preparation of watersoluble methyl hydroxypropyl ethers of cellulose | |
| JPS5879002A (en) | Manufacture of hydroxypropyl starch | |
| CN1184115A (en) | Process for obtaining hydrophilic polymers with high speed of dissolving or swelling in water | |
| RU2046800C1 (en) | Method of preparing microcrystalline chitosan | |
| US3903076A (en) | Preparation and purification of cellulose ethers | |
| WO2007078015A1 (en) | Method for preparation of hydroxyalkylalkylcellulose ethers with high yield | |
| EP1082349B1 (en) | Method for manufacturing high-cationic starch solutions | |
| RU2152400C1 (en) | Modified hydroxyethylcellulose production process | |
| US5463101A (en) | Process of making low dioxane alkoxylate phosphate esters | |
| IT8224442A1 (en) | Process for the preparation of alkali metal salts of carboxymethyl cellulose | |
| EP2736614B1 (en) | Method of removing alkylene halogenohydrin from cellulose ether | |
| US4177345A (en) | Process for preparing a sulfate ester of a polyhydroxy polymer | |
| NZ330917A (en) | Process for producing cellulose derivatives where ammonia activated cellulose is impregnated with alkali solution and then subjected to either a substitution or addition reaction | |
| US4650614A (en) | Refining of reaction grade 2-acrylamido-2-methylpropane sulfonic acid | |
| CA1174234A (en) | Water-soluble cellulose mixed ethers which contain a phosphonomethyl substituent and a process for preparing same | |
| CN113105327A (en) | Synthetic method of 4-bromomethyl-2-methyl formate biphenyl | |
| US5401484A (en) | Process for producing metal hydroxides with a small specific area | |
| JPH07507308A (en) | Improved production method of glycosides | |
| JPS5941646B2 (en) | Method for producing cationic starch | |
| WO2016094467A1 (en) | Cellulose based hydrogels and process for making the same from hemicaustic byproduct | |
| CN115636882B (en) | Preparation method of lithium carboxymethyl cellulose | |
| RU2178420C2 (en) | Method of carboxymethylcellulose producing | |
| RU2177481C1 (en) | Method of preparing carboxymethyl cellulose | |
| RU2142960C1 (en) | Method for production of water-soluble purified hydroxyethylcellulose | |
| SU990762A1 (en) | Process for producing ammonium salt of carboxymethyl cellulose |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20110804 |