Способ получения раствора для кислотной обработки скважин Советский патент 1992 года по МПК C01B7/03 

Изобретение относится к бурению и эксплуатации нефтяных и газовых скважин, в частности к технологии кислотной обработки пласта.

Известен способ получения соляной кислоты, заключающийся в смешении с водой тетрахлорида кремния или погонов от дистилляции хлорсиланов. Преимущество этого способа заключается в том, что тетрах- лорсилан и его гомологи могуть храниться и транспортироваться в безопасной стальной таре и для получения 1 м раствора для кислотной обработки (15%-ная соляная кислота) тетрахлорсилана нужно израсходовать в 2,6 раза меньше, чем 30%-ной соляной кислоты.

Недостатком данного способа является то, что кубовый остаток (метакремневая кислота), образующийся после гидролиза Тетрахлорсилана и дистилляции хлористого водорода, представляет собой гелеобраз- ную, липкую массу, трудно удаляемую из реактора.

Цель изобретения -упрощение процесса за счет облегчения отделения кубового остатка.

Поставленная цель достигается тем, что в качестве хлорсодержащего сырья используют тетрахлорид титана (ТХТ), причем молярное соотношение ТХТ:вода составляет (0.02-0,04): 1. Гидролиз ТХТ осуществляют при 20-40°С, а дистилляцию соляной кислоты - при 105-120°С. После дистилляции соляной кислоты в реакторе остается метатитановая кислота - порошкообразное сыпучее вещество, нерастворимое и ненабухающее в воде, Поэтому кубовый остаток легко удаляется из реактора струей воды.

Тетрахлорид титана (четыреххлористый титан) TiCU-легкоподвижная жидкость с резким запахом, плотность 1727 кг/м3 (20°С), температура кипения 136°С. Контактирование с влажным воздухом сопровождается сильным дымообразованием, негорюч и пожаровзрывобезопасен.

Тетрахлорид титана транспортируется в железнодорожных цистернах емкостью 60

(Л

С

XI

ел

VI Ю

NO

VI

т. Для малых объемов потребитель может иметь свою специально оборудованную тару (контейнеры, бочки) для транспортировки автотранспортом,

Настоящий тетрахлорид титана соответствует ТУ 48-10-102-89. Срок хранения 1 год.

П р и м е р 1. А. В термостойкую герметически закрытую колбу с водой объемом (V) 45 см3 (2,5 моль) добавляется 5,5 см3 (0,05 моль) ТХТ со скоростью 0,1 см3/с при постоянном перемешивании.

Б. Температура саморазогрева реакции взаимодействия ТХТ с водой достигает 20- 40°С. После введения ТХТ реакционная смесь перемешивается еще 10-15 мин.

В. Реакционная смесь нагревается до 104°С. Хлороводорода в приемнике не обнаружено. Кубовый остаток в виде жидкости.

П р и м е р 2. Стадии А и Б аналогичны примеру 1.

В. Перегонка ведется при 105-109°С, при этом отгоняется хлороводород вместе с водяным паром. Выход хлороводорода равен 83%. Получен раствор для кислотной обработки: V 42 см3 и концентрация НС (Сна) равна 13,5%.

Кубовый остаток - влажный, мелкокристаллический, легко удаляется из реактора.

ПримерЗ. Стадии А и Б проводятся аналогично примеру 1.

В. Реакционная смесь прогревается до 120°С. Выход хлороводорода равен 92%. Получен раствор для кислотной обработки V 43 см. Сна 14,5%.

Кубовый остаток - в виде порошкообразного сыпучего вещества.

П р и м е р 4. Стадии А и Б проводятся аналогично примеру 1.

В. Реакционная смесь прогревается до 200°С. Выход хлороводорода равен 95%. Получен раствор для кислотной обработки V 44cM3, CHCI 15%

, Кубовый остаток - порошкообразный, сыпучий.

П р и м е р 5 А. В термостойкую герметически закрытую колбу с водой V 45 см (2,5 моль) добавляется 11 см3 (0 1 моль) ТХТ. Введение ТХТ и перемешивание смеси ведется по примеру 1.

Б. Реакция взаимодействия ТХТ с водой протекает при 20-40°С. После введения ТХТ перемешивание смеси продолжается еще 10-15 мин.

В. Реакционная смесь нагревается до 105-120°С, отгоняется 94% хлороводорода. Получен раствор для кислотной обработки V 44cM3, Снс 27,4%.

Кубовый остаток - порошкообразный, сыпучий.

В лабораторных условиях воспроизведены предлагаемый и известный способы

(таблица),

Таким образом, опыты показывают для получения 15-28%-ной соляной кислоты необходимы молярные соотношения TiCkHaO (0,02-0,04): 1; при температуре

0 ниже 105°С дистилляция соляной кислоты не происходит; основная масса хлороводорода (83%) отгоняется при 105-109°С с получением 13,5%-ной соляной кислоты; перегонка при температуре выше 120°С не5 целесообразна в связи с тем, что при нагревании до 200°С выход хлороводорода увеличивается лишь на 3%, но требует повышенных энергозатрат и более сложного оборудования; кубовые остатки представле0 ны в виде сухого или влажного порошка, легко удаляются из реактора смыванием водой; для получения тех же количеств соляной кислоты из SiCU (прототип) перегонку нужно вести в более жестком температур5 ном режиме (105-200°С), а кубовые остатки представляют собой гелеобразную липкую массу, трудноудаляемую из реактора.

Новизна и полезность предлагаемого технического решения состоят в том, что

0 соляную кислоту получают непосредственно в полевых условиях их хлорсодержащего легкогидролизуемого сырья, при этом повышается безопасность хранения и транспор- тировки исходного сырья за счет

5 использования стальной тары, снижаются транспортные расходы, поскольку для получения 1 м3 кислотного раствора (15%-ная HCI) тетрахлорида титана расходуется в 4 раза (по объему) меньше, чем товарной со0 ляной кислоты.

Существенным отличием и преимуществом предлагаемого способа по сравнению с известным способом является то, что в качестве гидролизуемого хлорсодержащего

5 сырья используется тетрахлорид титана, при гидролизе которого кроме целевого продукта (HCI) образуется метатитановая кислота, нерастворимая и ненабухающая в воде, а поэтому легко удаляемая из реактора струей воды.

0 Формула изобретения

1. Способ получения раствора для кислотной обработки скважин, включающий гидролиз хлорсодержащего сырья с последующей дистилляцией соляной кислоты и

5 отделением кубового ос татка, отличающийся тем, что, с целью упрощения процесса за счет облегчения отделения кубового остатка, в качестве хлорсодержащего сырья используют тетрахлорид титана и гидролиз ведут при молярном соотношении

Т СЦ:Н20, равном (0,02-0,04): 1, а дистилляцию соляной кислоты - при 105-120°С.

2. Способ по п.1,отличающийся тем, что гидролиз ведут при 20-40°С.

Использование: относится к бурению и эксплуатации нефтяных и газовых скважин. Сущность изобретения: тетрахлорид титана подвергают гидролизу при молярном соотношении TiCl4:H20, равном (0,02-0,04): 1, и температуре 20-40°С. Образовавшуюся соляную кислоту подвергают дистилляции при 105- 120°С и отделяют от кубового остатка. 1 з.п.ф-лы, 1 табл.

Результаты опытов по получению соляной кислоты из TiCl и В1СЦ