一種通過原位形成有機(jī)土增稠生物柴油的方法
【專利摘要】本發(fā)明提供一種通過原位形成有機(jī)土增稠生物柴油的方法，包括以下步驟：（1）以100質(zhì)量份計(jì)，取黏土1-10份，按相當(dāng)于所用黏土0.8-1.2倍陽(yáng)離子交換容量取季銨化合物，其余為生物柴油，季銨化合物作為陽(yáng)離子表面活性劑；（2）將黏土、季銨化合物、甘油和生物柴混合制成混合體系，加熱攪拌混合體系，使季銨鹽溶解并使得黏土分散均勻，即得到稠化的生物柴油。本發(fā)明可以制備單雙鏈陽(yáng)離子表面活性劑改性的有機(jī)土，較水相有機(jī)土制備簡(jiǎn)單，能耗低，降低了成本，對(duì)于鉆井領(lǐng)域而言，也可利用井底高溫進(jìn)行自然造漿，而不必添加使用有機(jī)土，使用較廉價(jià)的生物柴油作為油基，同時(shí)可以有效利用生物柴油生產(chǎn)過程中的副產(chǎn)物甘油，節(jié)約了成本。
【專利說明】一種通過原位形成有機(jī)土增稠生物柴油的方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種通過原位形成有機(jī)土增稠生物柴油的方法，尤其涉及一種通過原位形成有機(jī)土增稠油基鉆井液用生物柴油的方法，屬于有機(jī)土增稠生物柴油制備【技術(shù)領(lǐng)域】。
【背景技術(shù)】
[0002]有機(jī)土重要的一大應(yīng)用領(lǐng)域是作為流變助劑用于非水溶劑體系，而其中油基鉆井液占據(jù)了較大的份額。隨著環(huán)保意識(shí)的增強(qiáng)，海洋鉆井及部分陸地鉆井用油基鉆井液多使用白油等礦物油作為基礎(chǔ)油相，成本較生物柴油高40%，而現(xiàn)有商品有機(jī)土在此些非極性烷烴類介質(zhì)中造漿性普遍較差，一般多借助高溫高剪切及極性活化劑等達(dá)到所期望的粘度以及切力，步驟較為復(fù)雜。
[0003]目前各行業(yè)所使用有機(jī)土多是通過濕法或干法預(yù)先制得有機(jī)土，然后再將其用于增加各種有機(jī)溶劑的粘度，以滿足實(shí)際需求，而其中涉及鈉化、改性、烘干、粉碎等一系列工藝，能耗較大，尤其是濕法制備有機(jī)土用水和無水乙醇的量亦較大，造成資源的消耗較大。
[0004]中國(guó)科學(xué)院廣州能源研究所的馬隆龍?jiān)凇渡镔|(zhì)能產(chǎn)業(yè)發(fā)展與科技創(chuàng)新調(diào)研報(bào)告》中寫到今日在歐美等國(guó)生物柴油燃料已經(jīng)投入商業(yè)應(yīng)用長(zhǎng)達(dá)20年之久?？墒怯捎谌狈ι锊裼团c石化柴油的相關(guān)摻混比標(biāo)準(zhǔn)，我國(guó)生物柴油卻遲遲未能進(jìn)入汽車燃料領(lǐng)域。大規(guī)模推廣生物柴油，仍存在生產(chǎn)成本高、原料短缺、關(guān)鍵技術(shù)難以突破等制約因素。由于還沒有生物柴油的統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)，因此無法制定生物柴油產(chǎn)品規(guī)格，規(guī)范生物柴油推向市場(chǎng)的程序，難以保證生物柴油的質(zhì)量。在用作燃料油過程中，存在諸如使車輛和加油站橡塑部件溶脹、油缸油污的溶落引起濾網(wǎng)堵塞，含水量較高熱值降低的問題。生物柴油和普通的車用柴油不同，其儲(chǔ)存、運(yùn)輸包括最終加油都需要專門的設(shè)備。如果要使用生物柴油，必須重新更換整套設(shè)備。由于種種原因，生物柴油并沒有進(jìn)入中石化、中石油等成品油消費(fèi)市場(chǎng)，只有少量的生物柴油用于車用替代燃料。生物柴油用于替代燃料并在柴油機(jī)上大規(guī)模使用還尚待時(shí)日。生物柴油的來源之一是地溝油，用作酯基鉆井液的基液，可以減少把地溝油重新送上餐桌的誘因，降低食品安全風(fēng)險(xiǎn)，同時(shí)可以利用過剩的產(chǎn)能。生物柴油用作酯基鉆井液基液還具有可降解，不易揮發(fā)，穩(wěn)定性好，環(huán)境友好，含硫量低，閃點(diǎn)高，運(yùn)輸、儲(chǔ)存、使用安全等優(yōu)點(diǎn)。酯基鉆井液屬于第一代合成基鉆井液，具有良好的潤(rùn)滑和抑制性，對(duì)環(huán)境污染小。與柴油相比，酯基液的閃點(diǎn)較高，傾點(diǎn)較低，不易燃，流動(dòng)性好。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明針對(duì)現(xiàn)有白油分散有機(jī)土成本高的不足，使用生物柴油分散有機(jī)土，更可以利用生物柴油制備過程中的副產(chǎn)物甘油，提供一種過程簡(jiǎn)單，成本低的原位形成有機(jī)土增稠生物柴油的方法。
[0006]本發(fā)明的通過原位形成有機(jī)土增稠生物柴油的方法，包括以下步驟:
[0007](1)以100質(zhì)量份計(jì)，取黏土 1-10份，按相當(dāng)于所用黏土 0.8-1.2倍陽(yáng)離子交換容量(CEC)取季銨化合物，其余為生物柴油，季銨化合物作為陽(yáng)離子表面活性劑；
[0008](2)將黏土、季銨化合物和生物柴油三者混合制成混合體系，在低于有機(jī)溶劑沸點(diǎn)條件下，加熱攪拌混合體系，使季銨鹽溶解并使得黏土分散均勻，即得到稠化的生物柴油。
[0009]步驟(1)中當(dāng)季銨化合物為單鏈季銨化合物時(shí)，加入與季銨化合物等量的甘油，以促進(jìn)季銨化合物溶解。
[0010]所述黏土為各種蒙脫土，優(yōu)選鈉基蒙脫土。
[0011]所述季銨化合物為雙十八烷基二甲基氯化銨，雙十八烷基甲基芐基氯化銨，雙十八烷基二甲基溴化銨，十八烷基三甲基溴化銨，十六烷基三甲基溴化銨，十四烷基三甲基溴化銨，十二烷基三甲基溴化銨，十二烷基二甲基芐基溴化銨。
[0012]所述生物柴油為脂肪酸甲酯，包括含少量浙青的脂肪酸甲酯。
[0013]本發(fā)明可以制備單雙鏈陽(yáng)離子表面活性劑改性的有機(jī)土，較水相有機(jī)土制備簡(jiǎn)單，能耗低，降低了成本，對(duì)于鉆井領(lǐng)域而言，也可利用井底高溫進(jìn)行自然造漿，而不必添加使用有機(jī)土，使用較廉價(jià)的生物柴油作為油基，同時(shí)可以有效利用生物柴油生產(chǎn)過程中的副產(chǎn)物甘油，節(jié)約了成本。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0014]圖1是實(shí)施例1中兩種樣品及其所用生物柴油粘度曲線圖。
[0015]圖2是10wt%黏土和季銨鹽稠化生物柴油的狀況圖片。
【具體實(shí)施方式】
[0016]實(shí)施例1
[0017]本實(shí)施例是先配制季銨鹽、黏土和生物柴油的混合體系，通過適當(dāng)?shù)募訜峒凹羟凶饔茫恍纬捎袡C(jī)土，從而稠化生物柴油，并與水相中合成的有機(jī)土的增粘效果進(jìn)行了對(duì)t匕。具體過程如下:
[0018]以100份質(zhì)量計(jì)，鈉基蒙脫土 2.1份，十六烷基三甲基溴化銨0.9份(季銨鹽加量相當(dāng)于所用蒙脫土 1.0CEC)分散于97份生物柴油中，制得蒙脫土與季銨鹽總和質(zhì)量分?jǐn)?shù)為3%的混合體系,記為1#樣品。稱取0.6g商業(yè)有機(jī)土分散于19.4g生物柴油中，制得有機(jī)土質(zhì)量分?jǐn)?shù)為3%的混合體系，記為2#樣品。此2個(gè)樣品及所用生物柴油粘度曲線如圖1示。
[0019]實(shí)施例2
[0020]本實(shí)施例是制備黏土和單鏈季銨鹽質(zhì)量分?jǐn)?shù)為10%的體系，具體過程如下:
[0021]以100份質(zhì)量計(jì)，鈉基蒙脫土 7份，十六烷基三甲基溴化銨3份(季銨鹽加量約等于所用蒙脫土 1.0CEC)，分散90份生物柴油中，制得蒙脫土和季銨鹽質(zhì)量分?jǐn)?shù)為10%的混合體系，后將此樣品密封置于80°C水浴中恒溫?cái)嚢鐸小時(shí)，后轉(zhuǎn)移至比色管中于室溫條件下靜置，由實(shí)驗(yàn)結(jié)果知，此樣品冷卻至室溫后變成凝膠狀，如圖2所示。
[0022]實(shí)施例3
[0023]本實(shí)施例是制備黏土和雙鏈鏈季銨鹽質(zhì)量分?jǐn)?shù)為10%的體系，具體過程如下:
[0024]以100份質(zhì)量計(jì)，鈉基蒙脫土 5.4份，雙十八烷基二甲基氯化銨4.6份(季銨鹽加量約等于所用蒙脫土 1.2CEC)分散于90份生物柴油中，制得蒙脫土和季銨鹽質(zhì)量分?jǐn)?shù)為10%的混合體系，后將此樣品密封置于80°C水浴中恒溫?cái)嚢鐸小時(shí)，后轉(zhuǎn)移至比色管中于室溫條件下靜置，由實(shí)驗(yàn)結(jié)果知，此樣品冷卻至室溫后變成凝膠狀。
[0025]實(shí)施例4
[0026]本實(shí)施例是制備黏土質(zhì)量分?jǐn)?shù)1%的體系，具體過程如下:
[0027]以100份重量計(jì)，鈉基蒙脫土 1份，雙十八烷基二甲基氯化銨0.57份(季銨鹽加量約等于所用蒙脫土 0.8CEC)，余量為生物柴油，制得黏土質(zhì)量分?jǐn)?shù)1%的體系，后將此樣品密封置于80°C水浴中恒溫?cái)嚢鐸小時(shí)，后轉(zhuǎn)移至比色管中于室溫條件下靜置，由實(shí)驗(yàn)結(jié)果知，此樣品較生物柴油表觀粘度升高，但分散穩(wěn)定性較差。
[0028]實(shí)施例5
[0029]本實(shí)施例是制備黏土質(zhì)量分?jǐn)?shù)10%的體系，具體過程如下:[0030]以100份重量計(jì)，鈉基蒙脫土 10份，十六烷基三甲基溴化銨5.14份(季銨鹽加量約等于所用蒙脫土 1.2CEC)，加入5.14份甘油促進(jìn)十六烷基三甲基溴化銨溶解，余量為生物柴油，制得黏土質(zhì)量分?jǐn)?shù)為10%的體系，后將此樣品密封置于80°C水浴中恒溫?cái)嚢鐸小時(shí)，后轉(zhuǎn)移至比色管中于室溫條件下靜置，由實(shí)驗(yàn)結(jié)果知，此樣品冷卻至室溫后形成強(qiáng)度很高的凝膠，并且外表面劇烈收縮導(dǎo)致開裂。
【權(quán)利要求】
1.一種通過原位形成有機(jī)土增稠生物柴油的方法，其特征是:包括以下步驟: (1)以100質(zhì)量份計(jì)，取黏土1-10份，按相當(dāng)于所用黏土 0.8-1.2倍陽(yáng)離子交換容量取季銨化合物，其余為生物柴油，季銨化合物作為陽(yáng)離子表面活性劑； (2)將黏土、季銨化合物和生物柴油三者混合制成混合體系，在低于有機(jī)溶劑沸點(diǎn)條件下，加熱攪拌混合體系，使季銨鹽溶解并使得黏土分散均勻，即得到稠化的生物柴油。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的通過原位形成有機(jī)土增稠生物柴油的方法，其特征是:所述步驟(1)中當(dāng)季銨化合物為單鏈陽(yáng)離子表面活性劑時(shí)，加入與季銨化合物等量的甘油。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的通過原位形成有機(jī)土增稠生物柴油的方法，其特征是:所述黏土為各種蒙脫土。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的通過原位形成有機(jī)土增稠生物柴油的方法，其特征是:所述黏土為鈉基蒙脫土。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的通過原位形成有機(jī)土增稠生物柴油的方法，其特征是:所述季銨化合物為雙十八烷基二甲基氯化銨、雙十八烷基甲基芐基氯化銨、雙十八烷基二甲基溴化銨、十八烷基三甲基溴化銨、十六烷基三甲基溴化銨、十四烷基三甲基溴化銨、十二烷基三甲基溴化銨或十二烷基二甲基芐基溴化銨。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的通過原位形成有機(jī)土增稠生物柴油的方法，其特征是:所述所述生物柴油為脂肪酸甲酯。`
【文檔編號(hào)】C09K8/32GK103497745SQ201310475354
【公開日】2014年1月8日 申請(qǐng)日期:2013年10月12日 優(yōu)先權(quán)日:2013年10月12日
【發(fā)明者】孫德軍, 張厲, 徐健, 李紅紅, 趙春花 申請(qǐng)人:山東大學(xué)