SU1570650A3 - Способ получени модифицированного полисахарида - Google Patents

Abstract

Изобретение относитс  к способу получени  модифицированных полисахаридов, используемых в качестве вспомогательных веществ, примен емых дл  добычи нефти из частично истощенных залежей. Изобретение позвол ет улучшить фильтруемость водного раствора модифицированного полисахарида в слабопроницаемых средах за счет того, что в бродильное сусло или водный раствор полисахарида - продукта ферментации углевода с помощью микроорганизмов рода XANTHOMAS или SCLEROTIUM с концентрацией 0,05 - 35 мас.% ввод т азотную кислоту до создани  PH 0,2 - 2,0, раствор термообрабатывают при 50 - 100°С в течение 5 - 45 мин, затем охлаждают до комнатной температуры и довод т PH до 5 - 7 добавлением гидроксида натри . 9 табл.

Description

Изобретение относитс  к получению высокомолекул рных продуктов - модифицированного полисахарида, используемого дл  добычи нефти из частично истощенных залежей.

Целью изобретени   вл етс  улучшение фильтруемости водного раствора модифицированного полисахарида в слабо проницаемых средах при использовании дл  рекуперации нефти.

В примерах 1-6 используют цельные брод щие сусла ксантеновой смолы , производимой X. Campestris.

Пример 1. В резервуары, содержащие каждый 10 кг сусла (растворы с 22 г осаждаемых изопропанолом сухих веществ на 1кг сусла), добавл ют 58%-ную азотную кислоту (по массе) в количестве, достаточном дл 

снижени  рН до величины, равной 0,2 - 2.

Сусло предварительно нагревают в течение 1 мин путем циркул ции в змеевиковом теплообменнике, погруженном в масл ную баню, дл  доведени  до температуры обработки, затем выдерживают при 80°С в течение 15 мин в термостатируемой камере. Растворы затем охлаждают до комнатной температуры, после чего рН довод т до 5,0 добавлением 30%-ного гидроксида натри .

На аликвотную фракцию (часть) каждого раствора полисахарид выдел ют путем осаждени  изопропанолом и высушивают. Определ ют содержание глюкуроновых, уксусных и пирувиновых групп в молекуле ксантена.

fca vj

О

о ел

см

Глюкуроновые и уксусные группы анализируют путем хроматографии в газовой фазе. Пирувиновые группы определ ют известным методом.

Дл  каждого остаточного раствора измер ют фильтруемость посредством теста, имитирующего поведение растворов в пористой среде.

Во врем  нагнетани  разбавленного полисахаридного сусла внутрь пористого грунтового отложени  (пласта ), недеформируемые клеточные остатки задерживаютс  на первых сло х среды, через которую они проход т. Тогда, когда степень деформации сдвига значительна , микрогели и частицы незначительных размеров могут проходить через поры. При более значительных рассто ни х до нагнетательной скважины, когда степень деформации сдвига более слаба , эти частицы могут засор ть среду на глубине

Дл  оценки фильтруемости в этих двух услови х осуществл ют первую фильтрацию через фильтр 5 мкм, имитирующий нагнетаемость раствора в первые глубины (мощности) породы, затем вторую фильтрацию на фильтре 1,2 мкм, имитирующем поведение на глубине молекулы ксантена в породной формации.

Тест фильтруемости.

Каждый раствор разбавл ют рассолом , чтобы получить конечный раствор с 1000 м.д. по массе ксантена с концентрацией солей 11% (NaCl - двухвалентные хлориды, соотношение 51). Измер ют в зкость раствора концентрации 3000 м.д. (VI)„ Этот раствор фильтруют через фильтр МГ-Millipore диаметром 47 мм и при диаметре пор 5 мкм под давлением 3 бара. Затем измер ют в зкость фильтрата (У2).

Рекуперированный фильтрат затем фильтруют черев филъ.тр Versapor Gel- man11 диаметром 47 мм при диаметре пор 1,2 мкм также под давлением 3 бара. Затем измер ют конечную в зкость (УЗ).

Все измерени  в зкости осуществл ют с помощью вискозиметра Врукфиль- да lYTt снабженного адаптером (приставкой ) Uh, со скоростью 6 об/мин (7,3 )- при 25DC.

Дл  фильтруемости (F) отмечают врем  истечени  в минутах и секундах дл  прохождени  1000 мл раствора. Если врем  превышает 10 мин, то ве

личина, указанна  в скобках, указывает объем в миллиметрах отфильтрованного раствора.

Результаты опытов 1-5 приведены в табл. 1 по сравнению с исходным суслом (контроль), которое не подвергалось термообработке.

Можно видеть, что изменилось за

счет обработки только содержание пи- рувиновых групп и глюкуроновых групп.

П р и м е р 2. Реализуют серию опытов описанным в примере 1 образом, исход 

из того же самого бродильного сусла, но измен   температуру и продолжительность обработки. Каждый раствор довод т до рН с помощью азотной кислоты.

Результаты опытов 6-11 приведены в табл. 2.

5

Пример 3. Реализуют серию опытов, исход  из того же самого сусла и работа  по примеру 1, измен   температуру. Дл  каждого опыта раствор довод т до рН 1 добавлением азотной кислоты, нагревают 15 мин при указанных температурах, затем обрабатывают как в примере 1.

0Результаты представлены в табл. 3.

Из табло 3 следует, что содержание ацетильных групп уменьшаетс  с возрастанием температуры. Уменьшение количества пируватных групп на5 чинаетс  около 100°С и сопровождаетс  значительным ухудшением фильтруемости .

Пример 4. Этот пример пока- 0 зывает, что теплова  обработка ксан- теновой смолы в подобных услови х рН, температуры и продолжительности не дает идентичных результатов в зависимости от того, довод т рН 5 с помощью азотной кислоты или с помощью другой кислоты.

В табл. 4 представлены результаты предлагаемого 17 и известных 18 - 21 опытов, полученные путем обработ- Q ки бродильного сусла, содержащего 32 г сухих веществ, осаждаемых изо- пропанолом, на 1 кг сусла.

Обработку осуществл ют аналогично примеру 1s причем рН довод т с помощью различных кислот.

Из табл. & следует, что обработка серной кислотой и щавелевой кислотой приводит к значительному уменьшению количества пируватных группд 51

которого не происходит в случае азотной кислоты.

Пример 5. Используют то же самое бродильное сусло, как и в примере 4. рН довод т или до I (опыт 22) или до 5,5 (опыт 23, сравнительный ) с помощью азотной кислоты до термообработки, или до 8 (опыты 24- 25, сравнительные) с помощью 30 %-но- го раствора гидроксида натри  после термообработки.

Результаты опытов приведены в табл., 5.

Таким образом, разбавленные растворы , полученные с помощью сусл, обработанных предлагаемым способом (табл. 4 и 5), легко нагнетаютс  в пористые породы с проницаемостью 1 дарси, в противоположность растворам , приготовленным из сусл, которые обработаны путем нагревани  в других услови х.

Пример 6. Сусло из конечной стадии ферментации довод т до рН 1 путем добавлени  ШСЦ и обрабатывают при 85°С в течение 15 мин. Сухие вещества осаждают путем добавлени  изопропанола, отфильтровывают и высушивают вплоть до содержани  остаточной влаги 8%.

Оценивают фильтруемость водного раствора концентрации 1000 м.д., приготовленного из полученного порошка, по сравнению с таким раствором , приготовленным из порошка, полученного из сусла.

Дл  получени  раствора с концентрацией 1000 м.д., порошок раствор ют в рассоле, используемом дл  теста на фильтруемость, путем перемешивани  с помощью турбины вращающейс  со скоростью 1500 об в мин.

Результаты даны в табл. 6„

Раствор, полученный из предлагаемого сусла, не засор ет (забивает) ни фильтра MiIliporeR 5 мкм, имитирующего нагнетаемость вблизи скважины , ни фильтра Gelman .GelmanR 1,2 мкм, что свидетельствует об отсутствии микрогелей, характерных дл  этого типа приготовлени .

Пример 7. Используют склеро- гюкановое сусло, происход щее из культуры Sclerotium rolfsii, в среде , содержащей соответствующие углеводы и источник азота.

Конечное брод щее сусло (сусло в конце ферментации) подкисл ют до

706506

рН 1 добавлением HWOэ и обрабатывают при 8()°С в течение 15 мин. Обработанное сусло эмупьтируют с помощью смесител , затем разбавл ют деминерализованной водой и нейтрализуют сильном основанием. Получающуюс  в процессе ферментации щавелевую кислоту осаждают путем добавлени  кальциевой

ю соли и удал ют вместе с остатками

мицели  путем фильтрации.

С помощью осветленного сусла готов т водный раствор концентрации 1000 м.д., использу  дл  разбавле- 15 ни  тот же самый рассол, что и в предыдущих примерах.

Сусло до окончани  ферментации, используемое в качестве сравнительного контрол , получают таким же об- 20 разом, за исключением термообработки в присутствии HNOj.

Результаты фильтруемости представлены в табл. 7.

Пример 8. Вли ние концент- 25 рации сухих веществ на эффективность, обработки. Обработанные продукты получены из сусла в конце брожени  или из поропжов.

Получение образцов.

30Из сусла в конце брожени , содержащего 3% осаждаемых сухих веществ и изопропанол, получают образцы посредством разведени  в дистиллированной воде. При этом содержание сухих

веществ следующее:

5 Ml0,05

М20,5

МЗСамородное

сусло 3

.Q Кроме того, сусло концентрируют ультрафильтрацией до 10 %-ного содержани  (М4).

Концентрированное таким образом сусло обрабатываетс  во вращающемс  дс выпарном аппарате под вакуумом при 60 С дл  получени  концентрации пор дка 35 % осаждаемых сухих веществ (М5).

Получают также растворы из ксан- 5Q теновой смолы с такой же концентрацией путем растворени  порошков Rhodigel (R) в дистиллированной воде . Это растворение осуществл етс  с перемешиванием с помощью центростре- ,, мительных лопаток при 1500 об/мин в течение 1 ч. При этом содержание сухих веществ следующее, %:

Р10,05

Р20,5

РЗ3

- Р410

Р535

Испытание, обработка, качество.

В емкости, кажда  из которых содержит 5 кг предварительно получен™ ных образцов, добавл ют промышленную азотную кислоту дл  доведени  рН до 1. Затем сусло термически об- рабатьюаетс  15 мин при 85°С путем циркул ции в ванне в виде змеевика, погруженного в масл ную ванну. Полученные растворы охлаждаютс  до температуры окружающей среды в то вре- м р как рН доводитс  до 5 или 7 в зависимости от вида испытани  Величина рН нейтрализации не  вл етс  критической и ее выбирают в зависимости от случа .

В аликватной фракции каждого расвора полисахарид выдел етс  путем осаждени  изопропанола. Определ ют содержание глюконовых, уксусных и пируватных групп молекулы ксантена. Глюконовые и уксусные группы дозируютс  посредством хроматографии в газовой фазе.

Дл  каждого оставшегос  раствора определ ют в зкость и фильтруемоеть следующим образом.

Дл  каждого образца сохран ют необработанный контрольный образец„ После обработки сранивают данные обработанного и необработанного об- разцов„

При испытании на фильтруемоеть (измерение в жущей способности), каждый раствор разбавл етс  рассо лом дл  получени  раствора с 1000 ч./на млн,мае.ч. ксантеновой сйо с солесодержащей массовой концентрацией 11% (ЫаС1 - двухвалентные хлориды, соотношение 5 г 1 К Дл  образцов Р1 и Ml, концентраци  кото- рых меньше 0,1%, . добавл ют соли непосредственно в обработанный раствор или в контрольный образец дл  получени  заданной концентрации .

Измер етс  полученна  таким образом в зкость растворов (У1)« Этот раствор фильтруетс  через многопористый фильтр MF диаметром 47 мм и

0

5

0

,

0

0

с диаметром пор 5 мкм при давлении 3 бара. Измер етс  в зкость фильтрата (У2). Собранный фильтрат затем фильтруетс  через фильтр диаметром 47 мм и с диаметром пор 1,2 мкм,также при давлении 3 бара. Измер етс  в зкость конечного фильтрата (УЗ).

Все измерени  в зкости осуществл ютс  с помощью вискозиметра, снабженного адаптером со скоростью 6 об/мин (7,3 ) при 25°С.

Регистрируют дл  фильтруемости (F) врем  в минутах и секундах, необходимое дл  прохождени  I000 мл раствора. Если врем  превышает 10мин, величина между скобками указывает объем раствора в миллилитрах, отфильтрованного перед засорением.

Результаты, полученные с образованным суслом, приведены в табл. 8; а результаты, полученные с порошком, переведенным в раствор, - в табл. 9.

Таким образом, качество обработки не зависит от содержани  сухих веществ , независимо от того, получают продукт из разбавлени  сусла или при -переводе порошков в раствор, рН нейтрализации также не вли ет на конечное качество продукта.

Claims (1)

1. Формула изобретени 

   Способ получени  модифицированного полисахарида - продукта ферментации углерода с помощью микроорганизмов рода Xanthomas или Sclerotium, включающий введение в бродильное сусло или водный раствор полисахарида азотной кислоты, термообработку реакционной смеси в течение 5-45 мин и выделение целевого продукта, о т - личающийс   тем, что, с целью улучшени  фильтруемости его водного раствора в слабо проницаемых средах при использовании дл  рекуперации нефти, термообработку осуществл ют при концентрации полисахарида 0,05 - 35 мас.%, рН среды 0,2 - 2,0 и температуре 50 - 100°С, а после термообработки реакционную смесь охлаждают до комнатной температуры и довод т рН до 5 - 7 добавлением гид- роксида натри ,

   1570650

   10 Таблица 1

   Таблица 2

   Таблица 3

   По известному способу,1

   Известное

   Предлагаемое

   НикакойИэопропа- (650)90I л за19,5

   (контроль)нол2 50

   1(HN03)/80/15

   1 л за 30 1 л за 1 26

   Таблица 5

   Таблица 6

   1 л за 30 1 л за 1 26

   Необработанное контрольное сусПримечание .О- необработанный образец (контрольный). + - предлагаемый обработанный образец.

   Таблица 7

   Таблица

   Таблица 9