180822. lajstromszámú szabadalom • Eljárás mono vagy diszacharid alapú mélyfúrási öblítőfolyadékokhoz használt adalékanyagok előállítására
3 180822 4 német szövetségi köztársaságbeli vagy a 164921 számú magyar szabadalmi leírást). A világ olajbányászatában legjobban ismert viszkozitáscsökkentő adalék az ilyen típusú, Q-broxin márkanevű anyag, amelyet az amerikai egyesült államokbeli Báróid cég forgalmaz. A vízoldható polimerek oldatainak Teológiai tulajdonságait — az előzőekkel ellenkezően — viszkozitásnövelő, gélesítő adalékokkal lehet szabályozni. A technika állása szerint ezek az alkalmazott adalékok szintén króm(III)- vagy vas(Ill)-ionokat tartalmazó szerves fémkomplexek, ahol a króm- vagy vasionok súlyaránya a molekulán belül meghaladja a szerves ligandumok súlyarányát, ellentétben a viszkozitáscsökkentő hatású — előbb ismertetett — adalékokkal, amelyekben a króm- vagy vas-, illetve a króm- és vasionok molekulán belüli súlyaránya legfeljebb 4—5% [lásd például: Deily, F. H., Lindblom, G. P. és Petton, J. T.: Oil and Gas Journal, 65. 1041. (1967), Browing, W. C. és Chesser, B. G.: Journal of Petroleum Technology, 24. 1255. (1972)]. Mindkét hivatkozásban a viszkozitásnövelő, térhálósító adalék márkaneve OCP, de az összetétele nem ismeretes. A 168 060 lajstromszámú magyar szabadalmi leírás szerint viszkozitás és tixotrópia növelésére olyan Cr(III)-lignoszulfonát komplexet alkalmaznak, amelynél a komplex stabilitását általuk nem ismertetett vegyes ligandum rendszerrel biztosítják. Azt találtuk, hogy egy mono- vagy diszacharidot vagy ilyen szénhidrátot tartalmazó cukorgyártási hulladékanyagot olvadáspontján, illetve — a hulladékanyag esetén • - forráspontján lúgos kémhatású vízelvonó szerrel kezelünk, vagy ezeket az anyagokat semleges vagy gyengén savas közegben oxidáljuk, majd az oxidálás után hevítéssel dehidratáljuk, akkor olyan köztitermékeket kapunk, amelyek ásványi vagy szerves savas semlegesítés vagy erős bázis és gyenge sav alkotta pufferoló anyaggal való kezelés után króm(III)-, vagy vas(III)- és króm(III)-, vagy alumínium(III)-ionokkal képesek komplex vegyületet képezni. Monoszacharidként glükózt vagy fruktózt vagy ilyen tartalmú hulladékanyagokat célszerű alkalmazni. Diszacharidként répacukrot vagy burgonyacukrot vagy célszerűen a cukorgyártási hulladékként jelentkező melaszt alkalmazzuk. Lúgos vízelvonószerként nátrium-hidroxidot vagy kálium-hidroxidot vagy nátrium-karbonátot vagy káliumkarbonátot célszerű alkalmazni. Oxidálószerként nátrium- vagy kálium-kromátot vagy ezek dikromátjait, vagy nátrium-hipokloritot vagy kalciumhipokloritot vagy hidrogén-peroxidot célszerű alkalmazni. Savas semlegesítőszerként kénsavat vagy sósavat vagy ecetsavat vagy borkősavat vagy citromsavat használunk célszerűen. Puíferolószerként célszerűen nátrium-acetátot vagy kálium-acetátot vagy nátrium-tartarátot vagy kálium-nátriumtartarátot alkalmazunk. A fémsók közül vas(III)-szulfátot vagy vas(III)-kloridot célszerű a króm(III)-szulfát vagy króm(III)-klorid mellé adagolni. Míg a króm(III)-ionokat önmagukban alkalmazzuk, addig a vas(III)-ionokat csak a króm(III)-ionok mellett, mert a vas(III)-ionok önmagukban nem biztosítják a Teológiai szabályozó hatást. Az alumíniumsók közül célszerűen az alumínium(III)-szulfátot vagy az alumínium(III)-kloridot alkalmazzuk a leírt köztitermékkel való komplexképzésre. A fémsókkal történő reagáltatáskor felforraljuk az elegyek Eközben erős habzás léphet fel, melyet például szulfonált halolaj habzásgátló adalékanyaggal csökkentünk. Ha nátrium- vagy kálium-kromáttal vagy ezek dikromátjaival oxidáljuk a mono- vagy diszacharidot vagy az ilyen anyagokat tartalmazó hulladékokat, akkor a króm(III)-ion az oxidáció útján kerül a termékbe, mint leredukált anyag. A találmány szerinti adalékanyagok előállításának reprodukálása nem ütközik nehézségbe a következőkben ismerteit példák alapján, azonban — különösen a hulladékanyagokból készített — termékek fizikai állandói, például az olvadáspont vagy vízoldhatóság—az ott leírtaktól némileg eltérhetnek. A találmány szerinti eljárással előállított adalékanyagok előnye az, hogy gazdaságosan, egyszerűen előállíthatóak, és a későbbiekben ismertetett táblázatok szerint az öblítőfolyadékokban kifejtett hatásuk jobb, mint az idáig ismert adalékanyagoké. A találmány szerinti eljárással előállított adalékanyagok közül a 100 kg/1000 kg fémion-tartalmat meghaladóak vízoldható polimer oldatokban (például karboxi-metil-cellulóz, poliakrilsav-nátriumsó, poliakrilamid, xantán-biopolimer) növelik a Teológiai paramétereket, míg az 50 kg/1000 kg alatti fémion-tartalmúak vizes agyagásvány-szuszpenziókban csökkentik a viszkozitás és tixotrópia mennyiségi paramétereit. Ezek az adalékanyagok nedvszívóak, nehezen száríthatóak, poríthatóak. Ezért a gyakorlati felhasználás során 400—600 kg/1000 kg koncentrációjú oldatokat 1000 kgonként 200—300 kg vízoldható, szilárd nátrium-szulfát tartalmú ligninnel elegyítjük és az így nyert keveréket porítjuk. (A nátrium-szulfát tartalmú lignint a fa nátrium-szulfátos feltárási hulladékából, az ún. „szulfátlúg” bepárlásából és porításából nyerjük.) 1. példa 468 súlyrész glükózt olvadáspontjára hevítünk keverés közben (144—146 C°), majd hozzáadjuk — a fűtés kikapcsolása mellett — 28 súlyrész szilárd nátrium-hidroxid 100 súlyrész vízzel képzett oldatát 30 perc alatt, szakaszos adagolással, keverés közben. Ezt követően 140 súlyrész kristályos nátrium-acetátot adagolunk — szilárd poralakban — lassan az elegyhez. Ezután az elegyet tovább hevítjük addig, míg a hőmérséklet el nem éri a 160C°-ot. A felszabaduló vízgőzt folyamatosan elszívatjuk a reakciótérből. Az így nyert köztitermék tulajdonságai: — dermedéspontja: 105—108 C” — színe: barna — 1 vegyes %-os vizes oldatának pH-ja: 10—11 A köztitermék pH-ját 10 s%-os kénsavoldattal 6—7 közé csökkentjük. Ezután — keverés közben — 1 óra időtartam alatt hozzáadagolunk 1366 súlyrész 200 g/1 króm(III)-oxid tartalmú króm(III)-szulfát-oldatot. Az adagolás közbeni erős habzást 3—5 súlyrész szulfonált halolajjal csökkentjük. A reakcióelegyet még 1 órán át forráspontján tartjuk (104 —105 C°). Ezután 300—500 kg/óra teljesítményű, direkt fűtésű poritó berendezésbe vezetjük a kb. 80 C° hőmérsékletre előmelegített 400—500 kg/1000 kg szárazanyag tartalmú vizes oldatot 250 C° belépő hőmérsékletnél, ahonnan max. 10 s tartózkodási idő után 118 C° kilépő hőmérséklet mellett poralakú terméket kapunk. A termék tulajdonsága: színe: zöldesbama Op.: 183—185 C vízoldhatóság (20 C°): 45,4 g/100 ml telített vizes oldatának pH-ja: 3,1—3,3 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 2
