水解聚丙烯腈—銨鹽的生產(chǎn)及排放物處理

張立國

【摘要】水解聚丙烯腈-銨鹽是石油系統(tǒng)中，在鉆井液中起著降失水作用的產(chǎn)品，被廣泛應用于鉆井液技術上，并且降失水效果好，且具有抗鹽能力強的優(yōu)點。因此生產(chǎn)此產(chǎn)品數(shù)量較多，針對生產(chǎn)過程中出現(xiàn)的尾氣排放與空氣中會污染空氣，而被水溶解也會污染水源，因此采取了一些有效方法，解決了此問題，并能夠提高產(chǎn)品質(zhì)量。

【關鍵詞】鉆井液 尾氣 回收 銨鹽

一.現(xiàn)狀

水解聚丙烯腈-銨鹽（簡稱NPAN或NH4-HPAN）是由腈綸廢料在高溫高壓下水解而制得的產(chǎn)品，水解時使用溫度為180-200℃，壓力為15-20MPa，水解度大約50%，相對分子量約為10萬。

HPAN是一種抗高溫降濾失劑，由于可提供NH4+，抑制粘土分散的能力很強，其使用濃度一般為0.3%—0.4%。

該水解產(chǎn)物的優(yōu)點是：抗溫性能好，相對分子量大小適中，并且含有大量的水化基團—羧鈉基團等，降失水效果好。

二.作用

水解聚丙烯腈-銨鹽被廣泛用于石油系統(tǒng)鉆探技術中的一種泥漿處理劑，是起到降失水劑的作用。此產(chǎn)品的性能趨于穩(wěn)定，在鉆井液處理劑方面被公認為良好的降失水劑。

起作用機理：在于通過吸附基吸附與粘土表面，而水化基給粘土顆粒帶來吸附水化層，提高了粘土顆粒的聚集穩(wěn)定性，使粘土顆粒易于保持分散狀態(tài)，以利于形成致密泥餅，使濾矢量降低，另外長鏈的高分子降濾失劑濃度達到一定值時，通過粘土顆粒的橋接作用，使整個鉆井液體系形成混合網(wǎng)架結構，有利于保持粘土顆粒的適度分散，降低濾失量。

三分析

由于市場上被廣泛應用，勢必需解決生產(chǎn)上的不足之處，更加完善其產(chǎn)品保證性能良好，生產(chǎn)過程中確保缺陷最小，以適應國家大形勢的發(fā)展。

四產(chǎn)品性能

在生產(chǎn)過程中收集到了數(shù)據(jù)：

樣品 銨含量（質(zhì)量百分含量%） 干基含量（質(zhì)量百分含量%） φ600（MPa） 淡水API（ml） 鹽水API（ml）

1# 7.40 30.1 10.5 12.5 29.0

2# 7.35 30.2 10.5 12.5 29.0

3# 7.38 30.1 11.0 12.0 29.5

4# 7.28 30.0 10.5 12.5 29.0

5# 7.25 30.2 10.5 12.0 29.5

6# 7.28 30.1 10.5 12.5 29.5

7# 7.29 30.2 11.0 12.0 29.0

8# 7.33 30.2 11.0 12.0 29.0

9# 7.36 30.1 10.5 12.5 29.0

通過上表可以看出產(chǎn)品是很穩(wěn)定的，銨含量在7.2-7.4之間，泥漿性能：淡水在12.5以下，鹽水在29.5之下。

五采取措施

1室內(nèi)試驗

1）從原料入手，通過查資料。生產(chǎn)水解聚丙烯腈-銨鹽的原料腈綸廢料是在紡織行業(yè)中剩余

的廢棄物，主要是聚丙烯晴，平均聚合度，大約為2350～3760， 丙烯晴不溶于水，不能直接用于處理鉆井液，只有經(jīng)過水解成為水溶性聚合物后才能用于處理鉆井液，主要副產(chǎn)物有氫氰酸、已腈、丙烯醛、一氧化碳、二氧化碳等。主要的氫氰酸可以通過水溶解。對原料進行處理，根據(jù)浸泡不同時間，在室內(nèi)進行合成試驗，依據(jù)合成的產(chǎn)品進行檢驗可以確認，原材料經(jīng)過浸泡在不同的時間里，產(chǎn)品的性能各項指標沒有大的變化。產(chǎn)品還是很穩(wěn)定的，沒有改變產(chǎn)品的使用性能。而釋放的氨氣含量在經(jīng)過浸泡兩天以上稍微有點變化，氨氣的含量比浸泡時間短的降低點，可不是那么理想。

2）改進思路。不考慮釋放氨氣的問題。利用釋放的氨氣用于再生產(chǎn)。

通過室內(nèi)試驗，加入含氨氣一定量的水溶液代替水化過程中的水，進行試驗得到如下的數(shù)據(jù)：

樣品 氨氣含量（質(zhì)量百分量%） 銨含量（質(zhì)量百分含量%） 干基含量（質(zhì)量百分含量% φ600（MPa） 淡水API（mL） 鹽水API（mL）

1# 4.0 7.45 30.1 11.5 12.0 28.5

2# 4.1 7.46 30.2 11.5 11.5 29.0

3# 4.0 7.48 30.3 11.0 12.0 28.5

4# 4.5 7.50 30.2 11.0 12.0 28.5

5# 4.3 7.46 30.1 11.5 11.5 28.5

6# 4.3 7.48 30.1 11.0 12.0 28.5

7# 4.1 7.44 30.2 11.0 12.0 29.0

8# 4.2 7.45 30.3 11.5 12.0 29.0

9# 4.3 7.46 30.1 11.5 12.0 29.0

10# 4.5 7.48 30.2 11.5 12.0 28.5

從試驗數(shù)據(jù)上可以看出產(chǎn)品很穩(wěn)定，而理化指標，銨含量相對比原來稍高了，提高了產(chǎn)品的質(zhì)量。而在泥漿中的作用沒有什么變化。很穩(wěn)定的。這個思路是可行的。

2 針對以上的試驗結果，對生產(chǎn)成品罐的設備稍微有點改動，使得釋放出的，即尾氣進行回收，并且在利用，利用水來回收尾氣中釋放的氨氣，當氨氣的含量達到一定濃度時，進行回收在利用，以代替部分的水，進行再生產(chǎn)。

生產(chǎn)的產(chǎn)品進行跟蹤，得到了充分的數(shù)據(jù)證實：產(chǎn)品的理化指標，銨含量增加了1%左右。泥漿性能指標沒有影響。得到了預期的效果，解決了實際的問題。

六 結論

此產(chǎn)品在石油鉆井液中是大有發(fā)展的。為達到生產(chǎn)的安全，環(huán)保的目的，采取了這一措施，并且還提高了產(chǎn)品的質(zhì)量，解決了環(huán)境污染問題，是很有效的辦法。