Что такое полианионная целлюлоза

Что такое полианионная целлюлоза

Полианионная целлюлоза (ПАЦ) – одна из разновидностей солей натрия карбоксиметилцеллюлозы, которая обладает высокой степенью замещения. Представляет собой порошкообразное вещество от белого до кремового цвета без вкуса и запаха, хорошо растворимое в воде. Продукт производят путем химической модификации (активизации) натуральной целлюлозы.

Полианионная целлюлоза широко применяется в различных отраслях промыш-ленности в качестве загустителя и эмульгатора. В нефтегазодобывающей сфере ПАЦ – незаменимый продукт, используемый в составе буровых растворов в качестве регулятора фильтрации и реологии. Полимер является отличным загустителем и эффективно повышает вязкость буровых растворов на водной основе.

Реагент также обладает следующими свойствами:

Выделяют несколько разновидностей полимера. По степени очистки:

По степени вязкости:

Применение тех или иных марок разновидностей обусловлено особенностями состава буровых смесей и задач, которые необходимо решить.

Полианионная целлюлоза обладает следующими преимуществами в сравнении с аналогами:

Группа компаний «Миррико» специализируется на поставке химических реагентов собственного производства, в том числе и полианионной целлюлозы. За данное направление в группе компаний отвечает бизнес-единица «Реагенты для бурения и добычи».

В компании линейка реагента включает четыре марки:

Реагенты являются эффективными регуляторами водоотдачи и реологических свойств буровых смесей. Могут использоваться с растворами на основе пресной или высокоминерализованной воде. Высоковязкие марки реагента способствуют формированию прочной и упругой фильтрационной корки, которая сводит потери бурового раствора к минимуму.

Преимущества приобретения добавки в ГК «Миррико»:

Чтобы заказать полианионную целлюлозу, оставьте заявку в соответстующем разделе, и специалисты ГК «Миррико» свяжутся с Вами в ближайшее время.

Источник

Полианионная целлюлоза: химический состав и сферы использования

ПАЦ (полианнионая целлюлоза) представляет собой один из видов соли натрия, которая характеризуется высокой степенью замещения. Это сыпучий порошок обычно белого цвета, который не источает запахи и не имеет вкуса.

Полианионная целлюлоза является весьма высокоэффективным веществом, которое способствует замедлению фильтрации множества буровых растворов на водной основе и используется преимущественно в качестве загустителя.

Особенности применения

Данный полимер отличается многофункциональностью, он не оказывает вредного воздействия на организм, способен переносить высокие и низкие температуры, а также растворяться в воде.

ПАЦ может также применяться в роли регулятора вязкости, редуктора, протектора или стабилизирующего вещества. Он обеспечивает защиту глине от размытия водой и оползания в скважину, а также позволяет снизить напор на трение потока, появляющиеся при бурении.

Такое вещество часто применяют для изготовления продукции в области текстильной, нефти и газодобывающей промышленности.

Широкое распространение ПАЦ получил не так давно, во многом благодаря тому, что он устойчив к большой концентрации соли.

Производство этого полимера осуществляется с помощью водяного либо суспензионного метода. Помимо полианионны целлюлозы с высокой вязкостью, существует также вариант с низким уровнем вязкости, так что при приобретении материала на это нужно обращать внимание.

ПАЦ применяют при бурении скважин, для добавления в буровые растворы. Он помогает предотвратить утечку воды и позволяет создать слой фильтрации у скважинных стенок.

Вещество обладает следующими свойствами:

Также полианионная целлюлоза с высокой вязкостью создает фильтрационную корку, отличающуюся прочностью и эластичностью, которая предотвращает высокую потерю буровой смеси. В особенности ее эффективно применять в процессе углисто-глинистых сланцев, поскольку в растворах существенно понижается твердая фаза.

Обычно концентрация данного вещества при введении в виде водного раствора либо порошка не превышает одного процента. Его влажность составляет не более десяти процентов.

Реагент рекомендуется хранить в хорошо проветриваемом помещении, которое защищено от лучей солнца. Используя его, следует избегать попадания на кожу или в глаза.

Источник

Полианионная целлюлоза «PAC «HV» Высоковязкая

Описание

Полианионная целлюлоза высоковязкая (PAC HV) — это разновидность натриевой соли карбоксиметилцеллюлозы с повышенной степенью замещения.

В процессе бурения эксплуатационных и продукционных нефтяных, газовых и водяных скважин используемые в качестве добавок для буровых растворов полианионная целлюлоза (ПАЦ) выполняют две функции — создает фильтрующий слой у стенок скважины для минимизации потерь воды и контролирует реологию жидких систем.

Основой буровых растворов может служить как вода, так и органические растворители, однако сегодняшние требования охраны окружающей среды и технологические особенности процессов бурения скважин обусловливают применение в большинстве случаев буровых растворов на водной основе. Поскольку ПАЦ является водорастворимым полимером, она применяется в буровых растворах как добавка, улучшающая рабочие характеристики. В отличие от КМЦ, ПАЦ более эффективна в соленасыщенных растворах.

-Благодаря своим пленкообразующим свойствам замедляет размывание стенок скважины, предотвращая ее засыпание.

-Повышает охлаждающие и смазывающие свойства буровых растворов.

-Способствует поддержанию термической и биологической стабильности буровых растворов.

полианионная целлюлоза (ПАЦ) Купить оптом в нужном количестве вы всегда можете в нашей компании. Мы предлагаем своим клиентам большой ассортимент качественных строительных товаров. По всем вопросам, связанным с покупкой, оплатой или доставкой товара, вы можете связаться с нашими представителями – телефоны выложены на официальном сайте. Доставка может быть осуществлена различными видами транспорта – автомобильный, морской и железнодорожный. Это позволяет доставить груз в любую точку страны не только в кратчайшие сроки, но и при минимальных финансовых затратах.

Похожие товары

Хлористый калий КCl

Для приготовления калиевых растворов, эффективных при бурении в неустойчивых породах глинистого комплекса. ОД — до 7%;

Хлористый натрий NaCl

Для приготовления соленасыщенных растворов и при бурении в многолетнемерзлых породах. ОД-до 15%.

белый порошок плотностью 1,99 г/см 3 ; предельная растворимость в воде при 20 ºС 34,3% (по массе)

Источник

Реагенты для буровых растворов
Полианионная целлюлоза

Функции и применение полианионной (ПАЦ) целлюлозы

Вещество ПАЦ представляет собой разновидность соли натрия (так называемой карбоксиметилцеллюлозы), характеризующейся повышенной степенью замещения. Реагент, о котором идет речь, используется в составе буровых растворов с целью контроля над водоотдачей и повышения вязкости растворов на основе воды. Другие области и цели применения реагента таковы:

● контроль фильтрации при использовании растворов на основе слабоминерализованной или пресной воды;

● извлечение породы, очистка ствола скважины;

● замедление разрушения сланцев и их набухания;

● уменьшение необходимой подачи воздуха;

● увеличение плотности пены;

● улучшение выноса шлама во время бурения.

Применение реагента в буровых растворах предоставляет ряд преимуществ, способствуя эффективности процесса бурения:

● Реагент успешно применяют в буровых растворах на основе пресной, соленой воды и соляных растворах.

● Целлюлоза устойчива к поливалентным материалам.

● Применение ПАЦ в малых концентрациях позволяет осуществлять контроль над вязкостью и водоотдачей.

● Вещество способствует стабилизации стенок скважины и снижению твердой фазы раствора.

● Реагент сохраняет устойчивость даже при высоких температурах.

● Полианионная целлюлоза может использоваться даже в растворах с высокой кислотностью.

● Раствор не обладает токсичностью и не требует использования бактерицида.

Особенности применения и свойства реагента

Компания «Зиракс» реализует ПАЦ наряду с другими реагентами для буровых растворов. Продукт по внешнему виду представляет собой порошок белого или желтого цвета, не обладающий запахом или вкусом. Вещество обладает высокой термостойкостью и солестойкостью, не содержит токсинов. Если реагент ввести в водную фазу раствора, он играет роль загустителя и способствует снижению показателя фильтрации. Влажность вещества составляет менее 10 процентов. Материал соответствует международным стандартам для данного вещества.

Как применять и хранить реагент?

Продукт можно использовать с целью обработки любых промывочных жидкостей на основе воды с целью понижения фильтрации. Реагент вводится в виде водного раствора или порошка с концентрацией в пределах от 0,2 до одного процента. Транспортировка и хранение продукта осуществляется в многослойной таре с полиэтиленовыми вкладками. Вес каждого мешка составляет 25 килограмм. Хранить вещество необходимо в сухом хорошо вентилируемом помещении с защитой от солнечных лучей. Применяя продукт, не стоит допускать его попадания на глаза, одежду или кожу. При попадании реагента нужно оперативно устранить его, смыв струей воды.

Источник

Способ получения полианионной целлюлозы

Владельцы патента RU 2272811:

В целом известные способы получения ПАЦ не отличаются от способов получения Na-КМЦ и разделяются на так называемые «водные» (осуществляемые в водных средах) и «суспензионные» (осуществляемые в среде органического растворителя). При этом все известные технологии получения ПАЦ ставят целью повышение равномерности распределения карбоксиметильных групп в АГЗ и вдоль макромолекулы целлюлозы.

В соответствии с известным способом возможно получение Na-КМЦ (ПАЦ) с показателем степени замещения от 1,43 до 2,55, однако, данный способ обладает рядом существенных недостатков. Основным недостатком указанного способа является использование в ходе синтеза большого количества органических растворителей, что требует введения в технологическую схему отдельного узла регенерации органических растворителей, а это усложняет аппаратурное оформление процесса и ухудшает экологические показатели способа. Использование для достижения необходимых показателей степени замещения только порошковой целлюлозы существенно ограничивает технологические возможности способа.

Известен способ получения Na-КМЦ с высокими степенями замещения, запатентованный фирмой Daicell Chemical (патент США №4426518, опубл. 1984 г.). Способ включает два последовательных этапа: получение щелочной целлюлозы путем обработки целлюлозы (порошковой) водным раствором гидроксида щелочного металла (преимущественно гидроксида натрия) в среде органического растворителя в количестве не менее 3 молей гидроксида щелочного металла на 1 моль целлюлозы с получением щелочной целлюлозы, введение карбоксиметилирующего агента (МХУК или NaMXYK, преимущественно, МХУК) при мольном соотношении гидроксид натрия: карбоксиметилирующий агент, равном 0,1-0,99, выдержки при постоянном перемешивании и температуре 30-90°С в течение от 5-320 минут (таким образом осуществляют частичное карбоксиметилирование), введение дополнительного количества водного раствора гидроксида щелочного металла в мольном соотношении к карбоксиметилирующему агенту не менее 1:1 и карбоксиметилирование. Полученный продукт может быть использован как стартовый для повторения реакции карбоксиметилирования путем дополнительного введения гидроксида натрия в виде водного раствора с добавлением или без добавления карбоксиметилирующего агента с целью достижения более высокой степени замещения. Данный способ позволяет достигать степени замещения от 0,8 до 2,2-3,0.

Известен способ получения высокозамещенных Na-КМЦ (К вопросу синтеза высокозамещенных Na-КМЦ. Нугманов O.K. и др., опубл. 2002 г.), предусматривающий карбоксиметилирование в несколько стадий, обеспечивающий получение Na-КМЦ со степенью замещения, достигающей величины 2,0. Для обеспечения лучшей доступности используемых реагентов к целлюлозе производилась интенсификация процесса получения щелочной целлюлозы путем измельчения ее в среде алифатических спиртов, вакуумирование, использование шаровых мельниц и дезинтеграторных установок, валковой и шнековой технологии, исключение из зоны реакции воды и замены ее алифатическими спиртами. Недостатками указанного способа являются низкие экологические показатели процесса, технологическая громоздкость, отсутствие конкретных режимов, обеспечивающих в итоге равномерность распределения карбоксиметилирующих групп; кроме того, способ осуществим только в лабораторных условиях.

Суть изобретения заключается в следующем.

Технической задачей, на решение которой направлено данное изобретение, является отработка последовательности стадий получения ПАЦ и условий их осуществления без применения органических растворителей.

Техническим результатом заявляемого изобретения является улучшение функциональных показателей получаемой ПАЦ, в частности повышение устойчивости водных растворов ПАЦ к полиминеральной агрессии и биостойкости.

Основной проблемой, возникающей при получении ПАЦ, является необходимость достижения достаточной степени замещения по карбоксиметильным группам при равномерном распределении карбоксиметильных групп в АГЗ и вдоль макромолекулы целлюлозы (под равномерно замещенной ПАЦ понимается ПАЦ, макромолекулы которой не содержат незамещенных АГЗ). Этого можно добиться путем введения специальных технологических приемов, обеспечивающих высокую степень диффузии реагентов и интенсификации реакций карбоксиметилирования, проводимых в водных средах.

В заявляемом изобретении поставленная техническая задача была решена путем осуществления процесса карбоксиметилирования с использованием двух и более последовательно расположенных РСМ в режимах, обеспечивающих равномерное распределение карбоксиметильных групп и, в итоге, необходимых свойств.

При частных случаях осуществления способа активацию целлюлозы осуществляют методом гидропульпирования с получением водной суспензии волокнистой целлюлозы или методом сухого помола (механоактивации) с получением порошковой целлюлозы. Частный случай осуществления способа предусматривает использование для последующего карбоксиметилирования смеси волокнистой целлюлозы и порошковой целлюлозы. Особенностью заявляемого способа, способствующей достижению технического результата, является в частном случае продувка воздухом или инертным газом (преимущественно, азотом) получаемого продукта при его передаче посредством транспортирующего устройства в РСМ для снижения доли воды, что повышает эффективность использования NaМХУК.

Оценка и доказательства преимуществ заявляемого способа основаны на измерении и сравнении степени замещения по карбоксиметильным группам полученной ПАЦ, биостойкости, прозрачности водного раствора ПАЦ концентрацией 1%, показателя водоотдачи глинистого бурового раствора, содержащего водный раствор ПАЦ концентрацией 1%, в условиях полиминеральной агрессии.

Определение степени замещения полученной ПАЦ по карбоксиметильным группам проводили путем осаждения медной соли ПАЦ при рН=4,0-4,1 и последующем иодометрическом измерении количества связанной меди.

Биостойкость полученной ПАЦ оценивали путем измерения количества образующейся глюкозы при гидролизе ПАЦ в присутствии целлюлазы: к 5 мг полученной ПАЦ в виде водного раствора концентрацией 1% добавляли 1 г целлюлазы и выдерживали при комнатной температуре в течение 140-150 часов. Смысл методики заключается в том, что в присутствии целлюлазы АГЗ ПАЦ, не содержащие карбоксиметильных групп, гидролизуются до глюкозы: таким образом, чем меньше количество образующейся глюкозы, тем выше равномерность распределения карбоксиметильных групп. Количество образующейся после гидролиза глюкозы определяли методом окисления.

Прозрачность водного раствора ПАЦ также характеризует равномерность распределения карбоксиметильных групп: в случае неравномерного распределения карбоксиметильных групп и наличии АГЗ, не содержащего карбоксиметильных групп, водные растворы полученной ПАЦ (Na-КМЦ с высокой степенью замещения) будут содержать отдельные нерастворимые частицы целлюлозы и иметь более низкую прозрачность. Для определения прозрачности водный раствор ПАЦ концентрацией 1% помещали в прозрачный цилиндр, освещенный постоянным источником света при работе низковольтной вольфрамовой лампы мощностью 3 Вт, под который помещали метку. Постепенно понижая уровень пробы до тех пор, пока не станет видна метка, определяли высоту столба жидкости.

Для измерения водоотдачи в условиях полиминеральной агрессии использовали глинистый раствор, содержащий 1%. ПАЦ. Показатель водоотдачи определяли как объем фильтрата, который отфильтровывали в течение 30 мин из глинистого раствора концентрацией 7%, насыщенного хлоридом натрия и содержащего хлористый кальций в количестве 1,5%, через бумажный фильтр на фильтр-прессе.

Для осуществления способа могут быть использованы следующие вещества:

Натриевая соль монохлоруксусной кислоты (монохлорацетат натрия).

Конкретная реализация заявляемого способа иллюстрируется следующими примерами.

В соответствии с вышеописанным способом активацию целлюлозы осуществляли методом гидропульпирования: таким образом, для дальнейшей переработки использовалась волокнистая целлюлоза.

Режимы осуществления способа: мольное соотношение целлюлоза:NaМХУК:гидроксид натрия = 1:1,5:1,2 при дополнительном введении гидроксида натрия в виде водного раствора в 2(1а), 3(1б), 5(1в) порций в общем расчетном количестве 0,4 моль на 1 моль целлюлозы.

В соответствии с вышеописанным способом активацию целлюлозы осуществляли методом сухого помола: таким образом, для дальнейшей переработки использовалась порошковая целлюлоза.

Режимы осуществления способа: мольное соотношение целлюлоза:NaМХУК:гидроксид натрия = 1:1,3:0,9 при дополнительном введении гидроксида натрия в виде водного раствора в один прием в количестве 0,5 моль на 1 моль целлюлозы.

При передаче продукта посредством транспортирующего устройства производилась его обдувка воздухом; время пребывания продукта на транспортном шнеке составило 2 мин (пример 2б); при передаче продукта посредством транспортного шнека производилась его продувка азотом; время пребывания продукта на транспортном шнеке составило 3 мин (пример 2в).

В соответствии с вышеописанным способом активацию целлюлозы осуществляли методом гидропульпирования, после чего в полученную суспензию волокнистой целлюлозы добавляли порошковую целлюлозу в соотношении (мас.ч.): 50:50.

Режимы осуществления способа: мольное соотношение целлюлоза:NaМХУК:гидроксид натрия = 1:1,4:1,0 при дополнительном введении гидроксида натрия в виде водного раствора в одну (3а) и две равные (3б и 3в) порции в количестве 0,6 моль на 1 моль целлюлозы.

Пример 4 (сравнительный)

В таблице приведены сравнительные результаты испытаний полученной ПАЦ для различного количества используемых РСМ и целлюлозы, прошедшей различные методы активации.

1. Способ получения полианионной целлюлозы, включающий активацию целлюлозы, ее подачу в двухшнековую многозонную реакторно-смесительную машину, введение гидроксида натрия в виде водного раствора и натриевой соли монохлоруксусной кислоты, интенсивное перемешивание и сушку, отличающийся тем, что интенсивное перемешивание осуществляют в двух или более последовательно расположенных реакторно-смесительных машинах при коэффициенте заполнения объема 0,7-0,9, полученный продукт после каждого интенсивного перемешивания передают в следующую реакторно-смесительную машину посредством транспортирующего устройства, при этом гидроксид натрия в виде водного раствора вводят в количестве 0,9-1,2 моль на 1 моль целлюлозы, перед каждым последующим интенсивным перемешиванием дополнительно вводят гидроксид натрия в виде водного раствора в один прием или равных порциях в количестве 0,4-0,6 моль на 1 моль целлюлозы.

2. Способ по п.1, отличающийся тем, что активацию целлюлозы осуществляют методом гидропульпирования.

3. Способ по п.1, отличающийся тем, что активацию целлюлозы осуществляют методом сухого помола.

4. Способ по п.1, отличающийся тем, что целлюлоза после активации представляет смесь волокнистой целлюлозы и порошковой целлюлозы.

5. Способ по п.1, отличающийся тем, что время пребывания полученного продукта на транспортирующем устройстве составляет 2-3 мин.

6. Способ по п.1, отличающийся тем, что при передаче продукта в реакторно-смесительную машину посредством транспортирующего устройства проводят продувку продукта воздухом или инертным газом.

Источник