優(yōu)選為8?11,更優(yōu)選為8?10,最優(yōu)選為8?9 ;所述改性劑包括第一改性劑和第二改性劑,所述第一改性劑選自亞硫酸鈉和二氧化硫中的一種或幾種,所述第一改性劑占所述濃縮后干物質(zhì)的質(zhì)量百分含量為5 %?20 %,更優(yōu)選為5%?15%,最優(yōu)選為6%?10% ;所述第二改進(jìn)劑為甲醛,所述第二改性劑占所述濃縮后干物質(zhì)的質(zhì)量百分含量為3 %?20 %,更優(yōu)選為3 %?10 %,最優(yōu)選為4 %?8 %。
[0047]改性后優(yōu)選經(jīng)過噴霧干燥得到木質(zhì)素磺酸鹽。本發(fā)明對(duì)于所述噴霧干燥的設(shè)備不進(jìn)行限定,本領(lǐng)域技術(shù)人員熟知的設(shè)備即可。所述進(jìn)風(fēng)溫度優(yōu)選為220?280°C,更優(yōu)選為240?280 °C,最優(yōu)選為260?280 °C ;所述出風(fēng)溫度優(yōu)選為90?130 °C,更優(yōu)選為90?120°C,最優(yōu)選為90?110°C。
[0048]得到木質(zhì)素磺酸鹽的產(chǎn)品指標(biāo)可以為:水分小于百分之七;pH值為7.5?8.5,還原糖占所述干物質(zhì)的質(zhì)量百分含量為小于等于I %,水不溶物占所述干物質(zhì)的質(zhì)量百分含量為小于等于0.5 %,硫酸鹽質(zhì)量百分含量為小于6 %,減水率大于等于10 %,磺化度為0.8?1.2,優(yōu)選為0.8?1
[0049]所述糖液優(yōu)選按照以下方法制備:
[0050]將含有木質(zhì)素的物質(zhì)與復(fù)合酸混合反應(yīng),得到糖液;
[0051]所述復(fù)合酸包括二氧化硫、非氧化性酸和亞硫酸鹽,
[0052]所述非氧化性酸為磷酸、硫酸、草酸和醋酸中的一種或幾種,
[0053]所述亞硫酸鹽為亞硫酸鈉、亞硫酸鉀、亞硫酸鎂和亞硫酸鈣中的一種或幾種。
[0054]具體的,本發(fā)明對(duì)所述含有木質(zhì)素的物質(zhì)沒有特殊要求,優(yōu)選選自玉米芯、蘆葦、豆桿和棉桿中的一種或幾種;更優(yōu)選為玉米芯或蘆葦;最優(yōu)選為玉米芯。本發(fā)明的原料優(yōu)選經(jīng)過粉碎,本發(fā)明對(duì)于粉碎用的儀器或粉碎得到的目數(shù)不進(jìn)行限定,本領(lǐng)域技術(shù)人員熟知的酸解粉碎的儀器和目數(shù)即可。
[0055]本發(fā)明中所述復(fù)合酸包括二氧化硫、非氧化性酸和亞硫酸鹽,其中,所述非氧化性酸為磷酸、硫酸、草酸和醋酸中的一種或幾種;優(yōu)選為非氧化性酸為磷酸、硫酸、草酸和醋酸中的兩種或幾種;所述亞硫酸鹽為亞硫酸鈉、亞硫酸鉀、亞硫酸鎂和亞硫酸鈣中的一種或幾種;優(yōu)選為為亞硫酸鈉、亞硫酸鉀、亞硫酸鎂和亞硫酸鈣中的兩種或幾種;所述復(fù)合酸中二氧化硫、非氧化性酸的質(zhì)量比優(yōu)選為(10?95): (2?50),更優(yōu)選為(50?90): (5?30),最優(yōu)選為(80?90): (6?20);所述二氧化硫與亞硫酸鹽的摩爾比為優(yōu)選為(10?95):(O?10),更優(yōu)選為(50?90): (I?7),最優(yōu)選為(80?90): (2?3)。
[0056]本發(fā)明中,所述含有木質(zhì)素的物質(zhì)與復(fù)合酸混合進(jìn)行酸解反應(yīng),得到糖液,其中,所述含有木質(zhì)素的物質(zhì)與復(fù)合酸的質(zhì)量比優(yōu)選為1:(0.01?0.1),更優(yōu)選為1:(0.03?0.08),最優(yōu)選為1: (0.03?0.06);為了使反應(yīng)更好的進(jìn)行,本發(fā)明還將混合液中加入水使反應(yīng)體系中的固體的含量(即固含量)為2?100wt%,更優(yōu)選為4?90wt%,最優(yōu)選為5.5?85wt% ;所述反應(yīng)的壓力優(yōu)選為0.2?IMPa,更優(yōu)選為0.4?0.8MPa,最優(yōu)選為0.5 ?0.7MPa。
[0057]本發(fā)明中所說的固含量是指反應(yīng)體系中的反應(yīng)原料與反應(yīng)液(包括反應(yīng)原料和溶劑)的質(zhì)量比。
[0058]本發(fā)明提供了一種鐵鉻木質(zhì)素磺酸鈉,通過將由硫酸鹽法制備得到的木質(zhì)素磺酸鈉、糖液以及絡(luò)合劑混合反應(yīng)得到,其中,通過選擇特定的木質(zhì)素磺酸鹽中的鈉鹽,且以糖液和硫酸鹽法制備的木質(zhì)素磺酸鈉為起始原料,使得制備得到的鐵鉻木質(zhì)素磺酸鈉在常溫和高溫均具有很好的泥漿性能。
[0059]下面將結(jié)合本發(fā)明實(shí)施例的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述,顯然,所描述的實(shí)施例僅僅是本發(fā)明一部分實(shí)施例,而不是全部的實(shí)施例?;诒景l(fā)明中的實(shí)施例,本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動(dòng)前提下所獲得的所有其他實(shí)施例,都屬于本發(fā)明保護(hù)的范圍。
[0060]實(shí)施例1
[0061]10g玉米芯粉碎,加入8g亞硫酸、1.4g磷酸、0.5g亞硫酸鈉在140°C、05Mpa下水解,水解完畢后,固液分離,得到糖液和木糖渣;合并糖液,木糖渣加入四倍的100°C水洗,固液分離后,得到糖液和木糖渣;合并糖液,木糖渣加入兩倍的100°C水洗,固液分離后得到木糖渣和糖液。
[0062]將得到的糖液濃縮成固含量為45wt%的溶液,然后在50°C沉降48h,55°C下加入氫氧化鈉進(jìn)行中和反應(yīng),得到pH值為5的溶液。
[0063]將得到的pH為5的溶液進(jìn)行板框過濾2次,過濾的溫度為50°C,板框過濾的預(yù)涂劑為娃藻土和廢活性炭,預(yù)涂量為lkg/m2,助濾劑為娃藻土,加入量為糖液質(zhì)量的0.6%,得到過濾后的糖液。
[0064]將糖渣加入兩倍的100°C水洗,固液分離后得到50g木質(zhì)纖維素,經(jīng)檢測(cè)木質(zhì)纖維素指標(biāo)為:纖維素的質(zhì)量百分含量為65% ;半纖維素的質(zhì)量百分含量為7% ;木質(zhì)素的質(zhì)量百分含量為26% ;灰分為2%。
[0065]取50 g木質(zhì)纖維素,加入4g硫化鈉,和0.5g氫氧化鈉,調(diào)節(jié)pH值為8,120°C反應(yīng),得到纖維素和黑液,黑液固液分離得到固液和液體,固體在30°C、漿液質(zhì)量濃度為4%的條件下水洗;固體再次固液分離,40°C水洗,固液分離,合并得到液體,將液體濃縮至固含量為20%,加入Ig甲醛50°C改性反應(yīng)6h,而后噴霧干燥,噴霧干燥進(jìn)風(fēng)溫度為220°C,出風(fēng)溫度為90°C,得到木質(zhì)素磺酸鈉。
[0066]經(jīng)檢測(cè),其中硫酸鹽含量為5%,總還原物含量為3%,磺化度為0.7,1%水溶液pH值為9 ;
[0067]將5g濃硫酸、20gFeS04.7H20和15g重鉻酸鈉混合于25°C反應(yīng)8min,得到絡(luò)合劑;
[0068]將30g由黑液制備的木質(zhì)素磺酸鹽、70g糖液和實(shí)施例制備的絡(luò)合劑混合,于50°C反應(yīng)65min,得到鐵絡(luò)木質(zhì)素磺酸鈉;
[0069]根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)SY/T5702-95對(duì)得到的鉆井液用木質(zhì)素磺酸鹽進(jìn)行性能測(cè)試,結(jié)果表明:鹽淡水常溫表觀粘度為16mPa.s,降粘率為86.7%;淡水高溫表觀粘度為28mPa.s,降粘率為65.3% ;鹽水常溫表觀粘度為19mPa.s,降粘率為72.2% ;鹽水高溫表觀粘度為40mPa.s,降粘率為 57.8% ;
[0070]將得到的鐵鉻木質(zhì)素磺酸鈉用膜分子量為3000的中空纖維膜進(jìn)行分離,得到分子量大于3000的鐵鉻木質(zhì)素磺酸鈉;
[0071]根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)SY/T5702-95對(duì)得到的鉆井液用木質(zhì)素磺酸鹽進(jìn)行性能測(cè)試,結(jié)果表明:鹽淡水常溫表觀粘度為13mPa.s,降粘率為88.1 %;淡水高溫表觀粘度為25mPa.s,降粘率為68.3% ;鹽水常溫表觀粘度為15mPa.s,降粘率為76.2% ;鹽水高溫表觀粘度為37mPa.s,降粘率為 61.8%。
[0072]實(shí)施例2
[0073]200g玉米芯粉碎,加入13g亞硫酸、3g草酸、1.1g亞硫酸鈉在160°C、0.5Mpa下水解,水解完畢后,固液分離,得到糖液和木糖渣;合并糖液,木糖渣加入四倍的100°C水洗,固液分離后,得到糖液和木糖渣;合并糖液,木糖渣加入兩倍的100°C水洗,固液分離后得到木糖渣和糖液。
[0074]將得到的糖液濃縮成固含量為45wt%的溶液,然后在50°C沉降48h,55°C下加入氫氧化鈉進(jìn)行中和反應(yīng),得到pH值為5的溶液。
[0075]將得到的pH為5的溶液進(jìn)行板框過濾2次,過濾的溫度為50°C,板框過濾的預(yù)涂劑為娃藻土和廢活性炭,預(yù)涂量為lkg/m2,助濾劑為娃藻土,加入量為糖液質(zhì)量的0.6%,得到過濾后的糖液。
[0076]將糖渣加入四倍的90°C水洗,固液分離后得到105g木質(zhì)纖維素,經(jīng)檢測(cè)木質(zhì)纖維素指標(biāo)為:纖維素的質(zhì)量百分含量為65% ;半纖維素的質(zhì)量百分含量為7% ;木質(zhì)素的質(zhì)量百分含量為26% ;灰分為2%。
[0077]取105g木質(zhì)纖維素,加入8g硫化鈉,和2gKOH,調(diào)節(jié)pH值為9,130°C反應(yīng),得到纖維素和黑液,黑液固液分離得到固液和液體,固體在50°C、漿液質(zhì)量濃度為6%的條件下水洗;固體再次固液分離,50°C水洗,固液分離,合并得到液體,將液體濃縮至固含量為30%,加入2.5g甲醛70°C改性反應(yīng)5h,而后噴霧干燥,噴霧干燥進(jìn)風(fēng)溫度為220°C,出風(fēng)溫度為90°C,得到木質(zhì)素磺酸鈉。
[0078]經(jīng)檢測(cè),其中硫酸鹽含量為5 %,總還原物含量為3 %,磺化度為0.8,I %水溶液pH值為9。
[0079]將5g濃硫酸、20gFeS04.7H20和15g重鉻酸鈉混合于25°C反應(yīng)8min,得到絡(luò)合劑;
[0080]將50g由黑液制備的木質(zhì)素磺酸鹽、50g糖液和實(shí)施例制備的絡(luò)合劑混合,于50°C反應(yīng)65min,得到鐵絡(luò)木質(zhì)素磺酸鈉;
[0081]根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)SY/T570295對(duì)得到的鉆井液用木質(zhì)素磺酸鹽進(jìn)行性能測(cè)試,結(jié)果表明:鹽淡水常溫表觀粘度為14mPa.s,降粘率為87.6% ;淡水高溫表觀粘度為26mPa.s,降粘率為67.0% ;鹽水常溫表觀粘度為17mPa.s,降粘率為73.5% ;鹽水高溫表觀粘度為38mPa.s’ 降粘率為 58.3% ;
[0082]將得到的鉆井液用木質(zhì)素磺酸鹽用膜分子量為3000的中空纖維膜進(jìn)行分離,得到分子量大于3000的鉆井液用木質(zhì)素磺酸鹽;
[0083]根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)SY/T570295對(duì)得到的鉆井液用木質(zhì)素磺酸鹽進(jìn)行性能測(cè)試,結(jié)果表明:鹽淡水常溫表觀粘度為13mPa.s,降粘率為88.9% ;淡水高溫表觀粘度為24mPa.s,降粘率為68.6% ;鹽水常溫表觀粘度為15mPa.s,降粘率為75.2% ;鹽水高溫表觀粘度為36mPa.s’ 降粘率為 60.3%0
[0084]實(shí)施例3
[0085]300g玉米芯粉碎,加入1g亞硫酸、5g硫酸、1.3g亞硫酸鈉在150°C、0