[其他]一种自碱法(硫酸盐法)制浆造纸厂的制浆黑液制取石油钻井泥浆稀释剂的生产工艺方法

说明书

一种自碱法（硫酸盐法）制浆造纸厂的制浆黑液制取石油钻井泥浆稀释剂的生产工艺方法。其属于植物木质素的化学处理。本发明以碱法制浆黑液为主要原料。经历黑液浓缩、在加热和搅拌下加入亚硫酸调节ｐＨ值并增加其活性、再加入重铬酸钠及铁盐进行化学反应制得木质素铁铬螯合物、最后将此产物经喷雾干燥得到石油钻井泥浆稀释剂。本发明不仅完善地解决了污染环境的制浆黑液的处理问题。而且所制得的稀释剂对石油钻井泥浆有良好的性能。

本发明属于对植物木质素的化学处理。

对于以植物为原料的碱法（包括硫酸盐法，以下同）造纸厂的制浆黑液的处理，在国外已有传统的方法，即把碱黑液浓缩后燃烧，回收热量和碱。我国制浆造纸工业中碱法制浆占绝大部分，且大多数为中小型厂。不具备碱回收系统，因为中小型规模工厂建立庞大的碱回收系统在经济上是不合算的。现时碱法制浆工厂的制浆黑液由于未找到妥善的处理方法而大量排入江河湖泊，污染河流，极大的危害水生物的生长，尤其是使鱼类死亡，成为严重的公害。因此经济妥善地处理碱法制浆造纸厂的黑液，已成为迫不及待的问题。

石油钻井泥浆稀释剂是保证钻井泥浆具有良好性能的一种化学处理剂，尤其是钻深井时泥浆稀释剂是必不可少的。目前所用的钻井泥浆稀释剂一般是自酸法（亚硫酸盐法）制浆造纸厂的酸性制浆废液制取的铁铬木质素磺酸盐，此外还有丹宁、腐植酸等。自碱法制浆造纸厂的制浆黑液制石油钻井泥浆稀释剂的生产工艺方法，目前国内外尚未见任何报导，经与美国Dialog情报公司数据库联机检索1963年至1984年“世界专利文档”，亦未发现有关这方面的记载。

本发明的目的在于获得一种自碱法制浆造纸厂的制浆黑液制取性能良好的石油钻井泥浆稀释剂的生产工艺方法，从而不仅彻底解决我国碱法制浆纸厂大量黑液无法处理而造成环境污染的问题，而且把原是毫无经济价值的碱性黑液变成具有较高经济价值的石油钻井泥浆稀释剂，并为石油工业的发展开创一种富有前途的产品。

本发明的要点在于：将碱性黑液浓缩，加入亚硫酸调节pH值，并提高体系的活性，然后加入重铬酸钠（或重铬酸钾）和三氯化铁（或硫酸铁、硫酸亚铁、三氯化铁等铁盐）与黑液中的木质素反应而形成木质素铁铬螯合物，再经干燥后粉碎或经喷雾干燥即可制得用于石油钻井泥浆的稀释剂。

实现上述要点，即自碱性制浆黑液制成石油钻井泥浆稀释剂的工艺过程是：

一、黑液浓缩过程。即将蒸煮所得到的黑液、或在蒸煮时或在蒸煮后黑液中加入5～10%（以游离的SO₂对绝干木质素物料的重量百分数计）的亚硫酸氢钠（但也可加入亚硫酸钠）硫化后的黑液，浓缩至其中含木质素物料（把黑液干燥后所得的剩余物统称为木质素物料）40%左右的浓度。浓缩可以在间接蒸汽加热的浓缩设备中进行，包括简易的或列管式蒸发器（长管式或短管式）、常压蒸发或真空蒸发。

二、亚硫酸处理过程。即把浓缩后的黑液置于反应器中，升温到60℃左右，在搅拌下加入3%左右（以游离的SO₂对绝干木质素物料的重量百分数计）的亚硫酸，把黑液的pH值调节至10左右，但最好是调节到pH值等于10。

三、黑液中木质素与重铬酸钠（或重铬酸钾）及三氯化铁等二价或三价铁盐进行化学反应生成木质素铁铬螯合物的化学反应过程。此过程的工艺条件是：在继续搅拌下向经亚硫酸处理后的黑液中依次加入以相当于绝干木质素物料重量4～5.5%的重铬酸钠（或重铬酸钾），7～8%的三氯化铁（或硫酸铁、硫酸亚铁、二氯化铁等三价或二价铁盐）。在选用重铬酸盐和二、三价铁盐时。以采用重铬酸钠与三氯化铁配合，所得产品的稀释性能最好。控制液比为3∶1左右，但最好是3∶1（液量包括亚硫酸量），于65～75℃下在带搅拌的温度可控的反应器中反应0.5～1小时。

四、干燥过程。其工艺条件为：把反应所得产物在105～140℃下进行干燥，再经粉碎至过30目筛，但最好是采用喷雾干燥，从而得到棕色的粉末产品。此产品即可用作石油钻井泥浆的稀释剂。本产品需密封包装、干燥贮存。