СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ БУРОУГОЛЬНОГО ЩЕЛОЧНОГО РЕАГЕНТА Российский патент 1997 года по МПК C09K7/00 

Изобретение относится к области переработки угля, конкретно к способу получения буроугольного щелочного реагента для бурения нефтяных и газовых скважин.

Известен способ получения углещелочного реагента (УЩР), включающий предварительное измельчение угля и обработку его концентрированным водным раствором каустической соды при 60-80^oC [1]
Недостатками указанного способа являются большой расход каустической соды и низкое качество реагента.

Наиболее близким к изобретению является способ получения УЩР путем перемешивания сухого бурого угля или угля после экстракции из него восков и битумов с 40-50%-ным раствором каустической соды [2]
Недостатком известного способа является то, что реакция взаимодействия гуминовых кислот, присутствующих в угле, в процессе обработке щелочью протекает не полностью и завершается при фасовке, хранении и транспортировке. Это приводит к разогреву тары вплоть до самовозгорания. Кроме того, содержание значительных количеств пылевидной фракции (20-80%) затрудняет использование УЩР в условиях буровой.

Целью изобретения являются ускорение реакции взаимодействия гуминовых кислот бурого угля с гидроокисью натрия (калия) и уменьшение содержания пылевидной фракции в реагенте с одновременным улучшением его способности к солевой агрессии.

Поставленная цель достигается путем взаимодействия измельченного бурого угля при высушивании с газовоздушной смесью, последующей классификацией и смешиванием его с щелочным агентом, причем отличительной особенностью является одновременное высушивание, окисление и классификация в газовоздушном потоке с содержанием кислорода 16-20% в термоклассификаторе. Сущность изобретения поясняется конкретными примерами осуществления способа. Бурый уголь соответствующих характеристик, приведенных в табл. 1, подвергают измельчению до класса 0-13 мм и непрерывно подают на решетку термоклассификатора в восходящий вертикальный поток газовоздушной смеси. При этом скорости подачи угля и газовоздушной смеси регулируют таким образом, чтобы из вертикальный части классификатора в циклон поступал сухой уголь класса 0-3мм, а пылевидная фракция его класса 0-0,2 мм уносилась газовым потоком в мокрый скруббер. Крупную фракцию угля класса 3-13 мм (нагретую до температуры ниже температуры тления) выгружают с решетки классификатора, подвергают дополнительному дроблению и смешивают с поступающим на классификатор потоком свежего влажного угля.

Сухой измельченный бурый уголь смешивают с каустической содой в соотношении (3-4):1 в течение 15 минут при 60-80^oC, затем углещелочную смесь подвергают разрыхлению. Получают УЩР с влажностью не более 28% содержанием щелочи 16-20% при этом избыток (не вступившая в реакцию) щелочи составляет не более 2% за счет окисления угольной массы во время сушки и классификации угля с образованием новых кислых групп. Содержание кислорода в газовоздушной смеси ниже 16 и выше 20% ухудшает качество УЩР.

Конкретные примеры осуществления способа приведены в табл. 2. Полученные образцы буроугольных щелочных реагентов испытывают в условиях ТУ на УЩР и в глинистых буровых растворах, содержащих 10-12% бентпорошка марки ПБМГ. Данные по качеству буровых растворов приведены в табл. 3-5.

Как следует из данных табл. 2, предлагаемый способ получения буроугольных реагентов позволяет снизить содержание не вступившей в реакцию щелочи, определяемой с помощью потенциометрического титрования, в несколько раз по сравнению с прототипом. Это объясняется образованием новых активных кислых функциональных групп (карбоксильных, фенольных, сульфо-) в процессе сушки-классификации уже за счет условий, близких к экстремальным, и значительного содержания кислорода в газовоздушной смеси.

В свою очередь, образовавшиеся новые функциональные группы способствуют повышению устойчивости буроугольных реагентов к действию минеральных солей (хлористого натрия) в буровом растворе (табл. 4).

Таким образом, предлагаемый способ позволяет получить реагент, лишенный пылящих фракций (табл. 5), избытка щелочи, вызывающей самовозгорание при хранении и транспортировке, и более устойчивый к действию минеральных солей в буровом растворе.

Использование: способ получения буроугольного щелочного реагента для обработки буровых растворов. Сущность: измельченный уголь с размером частиц до 13 мм перед смешиванием со щелочью подвергают одновременному высушиванию, окислению и классификации в газовоздушном потоке, содержащем 16-20% кислорода. Скорость газовоздушного потока регулируют таким образом, чтобы из вертикальной части классификатора на смешивание со щелочью поступал сухой уголь с размером частиц до 3 мм, а пылевидная фракция с размером частиц до 0,2 мм уносилась газовым потоком. 1 з.п. ф-лы, 5 табл.

1. Способ получения буроугольного щелочного реагента, включающий измельчение бурого угля, смешение его со щелочью и термообработку, отличающийся тем, что измельченный уголь подвергают термообработке перед смешением со щелочью в восходящем потоке газовоздушной смеси, нагретой до 180-200^oC и содержащей 16-20 об. кислорода, а смешение со щелочью осуществляют при соотношении уголь:щелочь 3-4:1. 2. Способ по п.1, отличающийся тем, что газовоздушную смесь подают со скоростью, обеспечивающей унос пылевидной фракции с размером частиц до 0,2 мм.