本发明涉及石油工业
技术领域:
,尤其涉及一种生物质醇醚及其制备方法和钻井液。
背景技术:
:合成基钻井液综合了水基及油基钻井液的优点,主要用于海上及一些敏感性区域的钻井项目。钻井液中的基液也称连续相,是制作钻井液的主要成分,其性能指标决定着钻井液的绝大部分性能指标,如闪点、粘度、凝固点和生物毒性等。然而,目前用于制备合成基钻井液基液的主要是矿物油、烯烃、烷基苯、线性石蜡等化工产品,存在一定的环境毒性,而且生物降解性能差,在一些环境敏感区域的应用已经受到限制。随着国家环保要求的日益严格,发展环保型的钻井液,开发绿色钻井液基液,已经成为钻井液研究和应用的主要方向。目前,市场上急需一种抑制性、润滑性、粘温特性、水解稳定性等钻井液性能指标好并且可生物降解的产品。技术实现要素:有鉴于此,本发明的目的在于提供一种生物质醇醚及其制备方法和钻井液,本发明提供的生物质醇醚同时具有较好的抑制性、润滑性、粘温特性、水解稳定性以及可生物降解性。本发明提供了一种生物质醇醚,具有式i所示的结构:式i中,n为10~20,r为碳原子数为1~10烷基。优选的,所述式i中,n为12~18。优选的,所述式i中,n为13、15或17。优选的,所述式i中,r为碳原子数为1~5的烷基。在本发明中,所述生物质醇醚在结构上包括饱和长链脂肪基团和烷基醚基团,没有不饱和键(酯键和碳碳双键),具有良好的抑制性、润滑性、粘温特性、水解稳定性以及可生物降解性。本发明提供了一种上述技术方案所述的生物质醇醚的制备方法,包括:在催化剂的作用下,将生物质醇、烷基试剂和碱性化合物进行反应,得到生物质醇醚;所述生物质醇为碳原子数为11~21的醇类化合物;所述烷基试剂中的烷基数为1~10。优选的,所述生物质醇为十四醇、十六醇或十八醇。优选的,所述烷基试剂为氯乙烷、氯丙烷、氯丁烷、溴乙烷、溴丙烷、溴丁烷、硫酸二甲酯、硫酸二乙酯、碳酸二甲酯或碳酸二乙酯。优选的,所述催化剂为聚乙二醇或四丁基溴化铵。优选的,所述碱性化合物为碱金属氢氧化物。本发明提供的方法制备得到的生物质醇醚同时具有良好的抑制性、润滑性、粘温特性、水解稳定性以及可生物降解性。此外,本发明提供的生物质醇醚的制备方法,反应收率高、产品质量好,这种制备方法工艺简便、条件温和,制备过程无毒、高效、环保,可推广应用于催化醚化反应中。本发明提供了一种钻井液,包括上述技术方案所述的生物质醇醚。本发明提供的钻井液以上述技术方案所述的生物质醇醚作为基液,这种钻井液同时具有良好的抑制性、润滑性、粘温特性、水解稳定性以及可生物降解性。具体实施方式下面将对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例,本领域普通技术人员经改进或润饰的所有其它实例,都属于本发明保护的范围。本发明提供了一种生物质醇醚,具有式i所示的结构:式i中,n为10~20,r为碳原子数为1~10烷基。在本发明中,所述生物质醇醚为一种浅黄色液体,它是以天然来源的生物质醇为原料,通过烷基醚化改性而合成的一类低粘度亲油性醇醚材料,其结构中没有不饱和键(酯键和碳碳双键),因此具有优良的抑制性、润滑性、粘温特性、水解稳定性以及可生物降解性,这些特性使生物质醇醚可用作生物质合成基钻井液的基液。在本发明中,所述式i中n优选为12~18,更优选为13、15或17。在本发明中,所述式i中r优选为碳原子数为1~5的烷基,更优选为甲基、乙基、丙基或丁基。在本发明中,所述生物质醇醚可以为十四醇甲醚(具有式i结构,其中n为13,r为甲基)、十四醇乙醚(具有式i结构,其中n为13,r为乙基)、十四醇丙醚(具有式i结构,其中n为13,r为丙基)、十四醇丁醚(具有式i结构,其中n为13,r为丁基)、十六醇甲醚(具有式i结构,其中n为15,r为甲基)、十六醇乙醚(具有式i结构,其中n为15,r为乙基)、十六醇丙醚(具有式i结构,其中n为15,r为丙基)、十六醇丁醚(具有式i结构,其中n为15,r为丁基)、十八醇甲醚(具有式i结构,其中n为17,r为甲基)、十八醇乙醚(具有式i结构,其中n为17,r为乙基)、十八醇丙醚(具有式i结构,其中n为17,r为丙基)或十八醇丁醚(具有式i结构,其中n为17,r为丁基)。在本发明中,所述生物质醇醚的分子量优选为208~326,更优选240~300,最优选为260~280。在本发明中,所述生物质醇醚的润滑系数优选为0.05~0.10,更优选为0.07~0.08。在本发明中,所述生物质醇醚在40℃下的运动粘度优选为1.96mm2/s~2.81mm2/s,更优选为2.2mm2/s~2.6mm2/s,最优选为2.3mm2/s~2.5mm2/s。在本发明中,所述生物质醇醚的外观优选为无色透明液体或淡黄色透明液体。在本发明中,所述生物质醇醚是一类绿色无毒的物质,其本身以及分解后的产物对人体和环境无刺激作用,具备良好的生态安全性。同时,所述生物质醇醚具有良好的润滑性、抑制性和相溶性等特点,能满足制作钻井液基液的性能需求。本发明提供了一种上述技术方案所述的生物质醇醚的制备方法,包括:在催化剂的作用下,将生物质醇、烷基试剂和碱性化合物进行反应,得到生物质醇醚;所述生物质醇为碳原子数为11~21的醇类化合物;所述烷基试剂中的烷基数为1~10。在本发明中,所述反应的温度优选为60℃~120℃,更优选为80℃~100℃,最优选为85℃~95℃。在本发明中,所述反应的时间优选为18小时~24小时,更优选为20小时~22小时。在本发明中,优选将生物质醇、烷基试剂、碱性化合物和催化剂加入反应釜中,混合后进行反应,得到生物质醇醚。在本发明中,所述反应釜优选为带搅拌、冷凝和加热设备的反应釜。本发明优选在搅拌的条件下进行所述反应。在本发明中,所述搅拌的速度优选为200rpm~300rpm,更优选为220rpm~280rpm,最优选为240rpm~260rpm。在本发明中,所述催化剂优选为聚乙二醇或四丁基溴化铵。在本发明中,所述聚乙二醇优选为聚乙二醇-400或聚乙二醇600。在本发明中,所述催化剂优选为上述相转移催化剂,这种催化剂对互不相容的两相具有亲和性,能够促使反应发生,促进反应物在两相中的传递速率,提高产物转化率。现有技术中一般采用硫酸、对甲苯磺酸、三氟化硼、乙醚作为催化剂由生物质醇通过烷基化合成生物质醇醚,采用这些催化剂制备生物质醇醚副反应多、反应活性低、产品颜色深,后期纯化困难。在本发明中,所述生物质醇优选为十四醇、十六醇或十八醇。在本发明中,所述烷基试剂优选为氯乙烷、氯丙烷、氯丁烷、溴乙烷、溴丙烷、溴丁烷、硫酸二甲酯、硫酸二乙酯、碳酸二甲酯或碳酸二乙酯。在本发明中,所述碱性化合物优选为碱金属氢氧化物,更优选为氢氧化钾或氢氧化钠。在本发明中,所述生物质醇、烷基试剂、碱性化合物和催化剂的摩尔比优选为6:(0.5~1.5):(0.5~1.5):(0.025~0.25),更优选为6:(0.8~1.2):(0.8~1.2):(0.05~0.15),最优选为6:1:1:(0.08~0.12)。在本发明中,所述反应完成后优选将得到的反应产物进行萃取后分离,得到上层有机相和下层固体相;将所述上层有机相进行蒸发处理,得到生物质醇醚。在本发明中,所述萃取的试剂优选为正己烷、环己烷或四氯化碳,更优选为正己烷。在本发明中,所述萃取的方法优选为将所述反应产物和萃 取试剂混合后静置使反应产物分为两层,通过分液漏斗进行分离,得到上层有机相和下层固体相。在本发明中,所述生物质醇和萃取试剂的摩尔比优选为6:(1~1.5),更优选为6:(1.2~1.3)。在本发明中,通过蒸发处理分离出上述萃取试剂。在本发明中,所述蒸发处理的方法优选为旋转蒸发。本发明提供了一种钻井液,包括上述技术方案所述的生物质醇醚。在本发明中,所述生物质醇醚可作为钻井液的基液。本发明对所述钻井液的成分没有特殊的限制,所述生物质醇醚作为钻井液的基液即可,钻井液中的其他成分采用本领域技术人员熟知的钻井液成分即可。在本发明中,所述钻井液以重量份计优选包括:100份的生物质醇醚;2份~4份的膨润土;3份~7份的乳化剂;2份~6份的环氧树脂;2份~4份的氧化钙;120份~145份的重晶石。在本发明中,所述生物质醇醚为上述技术方案所述的生物质醇醚。在本发明中,所述膨润土的重量份数优选为2.5份~3.5份,更优选为3份。在本发明中,所述膨润土优选为有机膨润土,更优选为季铵盐改性的有机膨润土。在本发明中,所述乳化剂的重量份数优选为4份~6份,更优选为5份。在本发明中,所述乳化剂优选为司盘-80。在本发明中,所述环氧树脂的重量份数优选为3份~5份,更优选为4份。在本发明中,所述环氧树脂优选为油溶性环氧树脂。在本发明中,所述氧化钙的重量份数优选为2.5份~3.5份,更优选为3份。在本发明中,所述重晶石的重量份数优选为125份~140份,更优选为130份~135份,最优选为133份。在本发明中,所述生物质醇醚作为钻井液的基液,具有良好化学稳定性、润滑性、抑制性,粘温特性、水解稳定性以及可生物降解性,是一种性能优良的钻井液基液。在本发明中,所述生物质醇醚作为钻井液基液时,不仅具备醚类基液粘度受温度变化影响小的优点,而且具有良好化学稳定性、润滑性、抑制性,水解稳定性,性能优良;另外,所述生物质醇醚可由天然来源的生物质醇为原料进行合成,具有较好的生物降解性能,绿色环保。按照国家标准gb/t16783.2-2012《石油天然气工业钻井液现场测试第2部分:油基钻井液》测试本发明提供的生物质醇醚的分子量、润滑系数和40℃下的运动粘度;测试结果为,本发明提供的生物质醇醚的分子量为208~326,润滑系数为0.05~0.10,在40℃下的运动粘度为1.96mm2/s~2.81mm2/s。本发明提供的生物质醇醚具有良好的润滑性和抑制性。采用卫生部《消毒技术规范》(2002年版)中急性经口毒性实验方法,检测本发明提供的生物质醇醚的生物毒性,检测结果为,本发明提供的生物质醇醚ld大于5000mg/kg,产品无毒,具有较好的可生物降解性。按照国家标准gb/t16783.2-2012《石油天然气工业钻井液现场测试第2部分:油基钻井液》的方法,测试本发明提供的钻井液的性能,检测结果为,本发明提供的钻井液在温度为135℃时,密度在1.6g/cm3范围内,表观粘度小于80mpa·s,滤失量小于1.0ml,本发明提供的钻井液具有良好的流变性和悬浮稳定性,能够满足勘探开发的使用要求。本发明以下实施例所用到的原料均为市售商品。实施例1将6mol十四醇、0.5mol氯乙烷、0.5mol氢氧化钠和0.025mol聚乙二醇-400加入带搅拌、冷凝和加热装置的反应釜中,搅拌混合均匀,在60℃、200rpm条件下反应18h,得到粗溶液;向所述粗溶液中加入1mol正己烷萃取剂,混合均匀后,静置,所得溶液分为两层;用容量为1000ml的分液漏斗进行分离,得到上层十四醇乙醚-正己烷溶液和下层固体相;将所述十四醇乙醚-正己烷溶液进行旋转蒸发,分离出正己烷萃取剂,得到十四醇乙醚。本发明实施例1制备得到的十四醇乙醚外观为无色透明液体,产率为81.2%。将本发明实施例1制备得到的十四醇乙醚进行红外光谱检测,检测结果为,在2925cm-1、2854cm-1处有饱和c-h伸缩振动吸收峰;在1377cm-1处强吸收峰为-ch3面内弯曲振动吸收峰,1466cm-1和721cm-1处强吸收峰,是—(ch2)n—的面内弯曲振动吸收峰,且n>4;1116cm-1处吸收峰为c-o-c骨架不对称伸缩振动吸收峰。可以看出,本发明实施例1制备得到的十四醇乙醚具有式i所示的结构,其中,n=13,r为乙基。按照上述技术方案所述的方法,检测本发明实施例1制备得到的十四醇乙醚的分子量、运动粘度、润滑系数和可生物降解性,检测结果如表1所示,表1为本发明实施例1~14制备得到的生物质醇醚的性能测试结果。实施例2将6mol十六醇、1.5mol氯丙烷、1.5mol氢氧化钾和0.25mol聚乙二醇-600加入带搅拌、冷凝和加热装置的反应釜中,搅拌混合均匀,在120℃、300rpm条件下反应24h,即得粗溶液;向所述粗溶液中加入1.5mol环己烷萃取剂,混合均匀后,静置,所得溶液分为两层;用容量为1000ml的分液漏斗进行分离,得到上层十六醇丙醚-环己烷溶液和下层固体相;将所述十六醇丙醚-环己烷溶液进行旋转蒸发,分离出环己烷萃取剂,得到十六醇丙醚。对本发明实施例2制备得到的十六醇丙醚进行红外光谱检测,检测结果为,在2937cm-1、2856cm-1处有饱和c-h伸缩振动吸收峰;在1380cm-1处强吸收峰为-ch3面内弯曲振动吸收峰,1430cm-1和720cm-1处强吸收峰,是—(ch2)n—的面内弯曲振动吸收峰,且n>4;1200cm-1处吸收峰为c-o-c骨架不对称伸缩振动吸收峰。可以看出,本发明实施例2制备得到的十六醇丙醚具有式i所示的结构,其中,n=15,r为丙基。按照实施例1所述的方法对本发明实施例2制备得到的十六醇丙醚进行性能检测,检测结果如表1所示。实施例3将6mol十八醇、1mol氯丁烷、1mol氢氧化钠和0.1mol四丁基溴化铵加入带搅拌、冷凝和加热装置的反应釜中,搅拌混合均匀,在90℃、250rpm条件下反应21h,得到粗溶液;向所述粗溶液中加入1.2mol四氯化碳萃取剂,混合均匀后,静置,所得溶液分为两层;用容量为1000ml的分液漏斗进行分离,得到上层十八醇丁醚-四氯化碳溶液和下层固体相;将所述十八醇丁醚-四氯化碳溶液进行旋转蒸发,分离出四氯化碳萃取剂,得到十八醇丁醚。对本发明实施例3制备得到的十八醇丁醚进行红外光谱检测,检测结果为,在2925cm-1、2861cm-1处有饱和c-h伸缩振动吸收峰;在1380cm-1处强吸收峰为-ch3面内弯曲振动吸收峰,1428cm-1和725cm-1处强吸收峰,是 —(ch2)n—的面内弯曲振动吸收峰,且n>4;1200cm-1处吸收峰为c-o-c骨架不对称伸缩振动吸收峰。可以看出,本发明实施例3制备得到的十八醇丁醚具有式i结构,其中n=17,r为丁基。按照实施例1所述的方法,对本发明实施例3制备得到的十八醇丁醚进行性能检测,检测结果如表1所示。实施例4将6mol十四醇、0.8mol硫酸二甲酯、0.8mol氢氧化钾和0.05mol聚乙二醇-400加入带搅拌、冷凝和加热装置的反应釜中,搅拌混合均匀,在100℃、220rpm条件下反应20h,得到粗溶液;向所述粗溶液中加入1.3mol的正己烷萃取剂,混合均匀后,静置,所得溶液分为两层;用容量为1000ml的分液漏斗进行分离,得到上层十四醇甲醚-正己烷溶液和下层固体相;将所述十四醇甲醚-正己烷溶液进行旋转蒸发,分离出正己烷萃取剂,得到十四醇甲醚。对本发明实施例4制备得到的十四醇甲醚进行红外光谱检测,检测结果为,在2935cm-1、2855cm-1处有饱和c-h伸缩振动吸收峰;在1380cm-1处强吸收峰为-ch3面内弯曲振动吸收峰,1430cm-1和720cm-1处强吸收峰,是—(ch2)n—的面内弯曲振动吸收峰,且n>4;1116cm-1处吸收峰为c-o-c骨架不对称伸缩振动吸收峰。可以看出,本发明实施例4制备得到的十四醇甲醚具有式i所示的结构,其中n=13,r为甲基。按照实施例1所述的方法,对本发明实施例4制备的十四醇甲醚进行性能检测,检测结果如表1所示。实施例5将6mol十六醇、1.2mol碳酸二乙酯、1.2mol氢氧化钠和0.15mol聚乙二醇-600加入带搅拌、冷凝和加热装置的反应釜中,搅拌混合均匀,在80℃、240rpm条件下反应23h,得到粗溶液;向所述粗溶液中加入0.8mol的环己烷萃取剂,混合均匀后,静置,所得溶液分为两层;用容量为1000ml的分液漏斗进行分离,得到上层十六醇乙醚-环己烷溶液和下层固体相;将所述十六醇乙醚-环己烷溶液经旋转蒸发,分离出环己烷萃取剂,得到十六醇乙醚。对本发明实施例5制备得到的十六醇乙醚进行红外光谱检测,检测结果为,在2925cm-1、2850cm-1处有饱和c-h伸缩振动吸收峰;在1380cm-1处强吸收峰为-ch3面内弯曲振动吸收峰,1460cm-1和720cm-1处强吸收峰,是—(ch2)n—的面内弯曲振动吸收峰,且n>4;1200cm-1处吸收峰为c-o-c骨架不对称伸缩振动吸收峰。可以看出,本发明实施例5制备得到的十六醇乙醚具有式i所示的结构,其中n=15,r为乙基。按照实施例1所述的方法,对本发明实施例5制备得到的十六醇乙醚进行性能检测,检测结果如表1所示。实施例6将6mol十八醇、1.4mol溴丙烷、1.4mol氢氧化钾和0.03mol四丁基溴化铵加入带搅拌、冷凝和加热装置的反应釜中,搅拌混合均匀,在110℃、280rpm条件下反应19h,得到粗溶液;向所述粗溶液中加入0.9mol的四氯化碳萃取剂,混合均匀后,静置,所得溶液分为两层;用容量为1000ml的分液漏斗进行分离,得到上层十八醇丙醚-四氯化碳溶液和下层固体相;将所述十八醇丙醚-四氯化碳溶液进行旋转蒸发,分离出四氯化碳萃取剂,得到十八醇丙醚。将本发明实施例6制备得到的十八醇丙醚进行红外光谱检测,检测结果为,在2930cm-1、2850cm-1处有饱和c-h伸缩振动吸收峰;在1380cm-1处强吸收峰为-ch3面内弯曲振动吸收峰,1450cm-1和720cm-1处强吸收峰,是—(ch2)n—的面内弯曲振动吸收峰,且n>4;1116cm-1处吸收峰为c-o-c骨架不对称伸缩振动吸收峰。可以看出,本发明实施例6制备得到的十八醇丙醚具有式i所示结构,其中n=17,r为丙基。按照实施例1所述的方法,对本发明实施例6制备得到的十八醇丙醚进行性能检测,检测结果如表1所示。实施例7将6mol十四醇、0.6mol溴丙烷、0.6mol氢氧化钠和0.2mol聚乙二醇-600加入带搅拌、冷凝和加热装置的反应釜中,搅拌混合均匀,在70℃、210rpm条件下反应22h,得到粗溶液;向所述粗溶液中加入1.4mol正己烷萃取剂,混合均匀后,静置,所得溶液分为两层;用容量为1000ml的分液漏斗进行分离,得到上层生十四醇丙醚 -正己烷溶液和下层固体相;将所述十四醇丙醚-正己烷溶液进行旋转蒸发,分离出正己烷萃取剂,得到十四醇丙醚。对本发明实施例7制备得到的十四醇丙醚进行红外光谱检测,检测结果为,在2925cm-1、2855cm-1处有饱和c-h伸缩振动吸收峰;在1377cm-1处强吸收峰为-ch3面内弯曲振动吸收峰,1430cm-1和720cm-1处强吸收峰,是—(ch2)n—的面内弯曲振动吸收峰,且n>4;1200cm-1处吸收峰为c-o-c骨架不对称伸缩振动吸收峰。可以看出,本发明实施例7制备得到的十四醇丙醚具有式i所示的结构,其中n=13,r为丙基。按照实施例1所述的方法,对实施例7制备得到的十四醇丙醚进行性能检测,检测结果如表1所示。实施例8将6mol十六醇、1.5mol溴丁烷、1.5mol氢氧化钠和0.15mol聚乙二醇-400加入带搅拌、冷凝和加热装置的反应釜中,搅拌混合均匀,在110℃、230rpm条件下反应20h,得到粗溶液;向所述粗溶液中加入1.1mol环己烷萃取剂,混合均匀后,静置,所得溶液分为两层;用容量为1000ml的分液漏斗进行分离,得到上层十六醇丁醚-正己烷溶液和下层固体相;将所述十六醇丁醚-环己烷溶液进行旋转蒸发,分离出环己烷萃取剂,得到十六醇丁醚。对本发明实施例8制备得到的十六醇丁醚进行红外光谱检测,检测结果为,在2925cm-1、2850cm-1处有饱和c-h伸缩振动吸收峰;在1380cm-1处强吸收峰为-ch3面内弯曲振动吸收峰,1430cm-1和725cm-1处强吸收峰,是—(ch2)n—的面内弯曲振动吸收峰,且n>4;1200cm-1处吸收峰为c-o-c骨架不对称伸缩振动吸收峰。可以看出,本发明实施例8制备得到的十六醇丁醚具有式i所示结构,其中n=15,r为丁基。按照实施例1所述的方法,对本发明实施例8制备得到的十六醇丁醚进行性能检测,检测结果如表1所示。实施例9将6mol十八醇、0.5mol硫酸二乙酯、0.5mol氢氧化钾和0.25mol四甲基溴化铵加入带搅拌、冷凝和加热装置的反应釜中,搅拌混合均匀,在100℃、260rpm条件下反应22h,得到粗溶液;向所述粗溶液中加入1.5mol的四氯化碳萃取剂,混合均匀后,静置,所得溶液分为两层;用容量为1000ml的分液漏斗进行分离,得到上层十八醇乙醚-四氯化碳溶液和下层固体相;将所述十八醇乙醚-四氯化碳溶液进行旋转蒸发,分离出四氯化碳萃取剂,得到十八醇乙醚。对本发明实施例9制备得到的十八醇乙醚进行红外光谱检测,检测结果为,在2925cm-1、2854cm-1处有饱和c-h伸缩振动吸收峰;在1380cm-1处强吸收峰为-ch3面内弯曲振动吸收峰,1430cm-1和720cm-1处强吸收峰,是—(ch2)n—的面内弯曲振动吸收峰,且n>4;1118cm-1处吸收峰为c-o-c骨架不对称伸缩振动吸收峰。可以看出,本发明实施例9制备得到的十八醇丁醚具有式i所示结构,其中n=17,r为乙基。按照实施例1所述的方法,对本发明实施例9制备得到的十八醇乙醚进行性能检测,检测结果如表1所示。实施例10将6mol的十四醇、1.5mol的氯丁烷、1.5mol的氢氧化钠和0.025mol的聚乙二醇-600加入带搅拌、冷凝和加热装置的反应釜中,搅拌混合均匀,在90℃、270rpm条件下反应24h,得到粗溶液;向所述粗溶液中加入1mol正己烷萃取剂,混合均匀后,静置,所得溶液分为两层;用容量为1000ml的分液漏斗进行分离,得到上层为十四醇丁醚-正己烷溶液和下层固体相;将所述十四醇丁醚-正己烷溶液进行旋转蒸发,分离出正己烷萃取剂,得到十四醇丁醚。对本发明实施例10制备得到的十四醇丁醚进行红外光谱检测,检测结果为,在2925cm-1、2850cm-1处有饱和c-h伸缩振动吸收峰;在1380cm-1处强吸收峰为-ch3面内弯曲振动吸收峰,1430cm-1和720cm-1处强吸收峰,是—(ch2)n—的面内弯曲振动吸收峰,且n>4;1200cm-1处吸收峰为c-o-c骨架不对称伸缩振动吸收峰。可以看出,本发明实施例10制备的十四醇丁醚具有式i结构,其中n=13,r为丁基。按照实施例1所述的方法,对本发明实施例10制备得到的十四醇丁醚进行性能检测,检测结果如表1所示。实施例11将6mol的十六醇、1mol的氯丁烷、1mol的氢氧化钠和0.5mol聚乙二醇-600加入带搅拌、冷凝和加热装置的反应釜中,搅拌混合均匀,在110℃、210rpm条件下反应20h,得到粗溶液;向所述粗溶液中加入1.5mol的正己烷萃取剂,混合均匀后,静置,所得溶液分为两层;用容量为1000ml的分液漏斗进行分离,得到上层为十六醇丁醚-正己烷溶液和下层固体相;将所述十六醇丁醚-正己烷溶液进行旋转蒸发,分离出正己烷萃取剂,得到十六醇丁醚。对本发明实施例11制备得到的十六醇丁醚进行红外光谱检测,检测结果为,在2925cm-1、2850cm-1处有饱和c-h伸缩振动吸收峰;在1380cm-1处强吸收峰为-ch3面内弯曲振动吸收峰,1430cm-1和725cm-1处强吸收峰,是—(ch2)n—的面内弯曲振动吸收峰,且n>4;1200cm-1处吸收峰为c-o-c骨架不对称伸缩振动吸收峰。可以看出,本发明实施例11制备得到的十四醇乙醚具有式i结构,其中n=15,r为丁基。按照实施例1所述的方法,对本发明实施例11制备得到的十六醇丁醚进行性能检测,检测结果如表1所示。实施例12将6mol十八醇、1mol溴丁烷、1mol氢氧化钾和1.5mol聚乙二醇-400加入带搅拌、冷凝和加热装置的反应釜中,搅拌混合均匀,在100℃、250rpm条件下反应20h,得到粗溶液;向所述十八醇粗溶液中加入1.5mol正己烷萃取剂,混合均匀后,静置,所得溶液分为两层;用容量为1000ml的分液漏斗进行分离,得到上层为十八醇丁醚-正己烷溶液和下层固体相;将所述十八醇丁醚-正己烷溶液进行旋转蒸发,分离出正己烷萃取剂,得到十八醇丁醚。对本发明实施例12制备得到的十八醇丁醚进行红外光谱检测,检测结果为,在2925cm-1、2861cm-1处有饱和c-h伸缩振动吸收峰;在1380cm-1处强吸收峰为-ch3面内弯曲振动吸收峰,1428cm-1和725cm-1处强吸收峰,是—(ch2)n—的面内弯曲振动吸收峰,且n>4;1200cm-1处吸收峰为c-o-c骨架不对称伸缩振动吸收峰。可以看出,本发明实施例12制备得到的十八醇丁醚具有式i结构,其中n=17,r为丁基。按照实施例1所述的方法,对本发明实施例12制备得到的十八醇丁醚进行性能检测,检测结果如表1所示。实施例13将6mol十六醇、1.5mol碳酸二甲酯、1.5mol氢氧化钾和0.15mol聚乙二醇-400加入带搅拌、冷凝和加热装置的反应釜中,搅拌混合均匀,在100℃、250rpm条件下反应24h,得到粗溶液;向所述粗溶液中加入1.5mol正己烷萃取剂,混合均匀后,静置,所得溶液分为两层;用容量为1000ml的分液漏斗进行分离,得到上层十六醇甲醚-正己烷溶液和下层固体相;将所述十六醇甲醚-正己烷溶液进行旋转蒸发,分离出正己烷萃取剂,得到十六醇甲醚。对本发明实施例13制备得到的十六醇甲醚进行红外光谱检测,检测结果为,在2920cm-1、2850cm-1处有饱和c-h伸缩振动吸收峰;在1380cm-1处强吸收峰为-ch3面内弯曲振动吸收峰,1430cm-1和720cm-1处强吸收峰,是—(ch2)n—的面内弯曲振动吸收峰,且n>4;1200cm-1处吸收峰为c-o-c骨架不对称伸缩振动吸收峰。可以看出,本发明实施例13制备得到的十六醇甲醚具有式i结构,其中n=15,r为甲基。按照实施例1所述的方法,对本发明实施例13制备得到的十六醇甲醚进行性能检测,检测结果如表1所示。实施例14将6mol十八醇、1.5mol硫酸二甲酯、1.5mol氢氧化钾和0.15mol聚乙二醇-600加入带搅拌、冷凝和加热装置的反应釜中,搅拌混合均匀,在100℃、250rpm条件下反应24h,得到粗溶液;向所述粗溶液中加入1.5mol正己烷萃取剂,混合均匀后,静置,所得溶液分为两层;用容量为1000ml的分液漏斗进行分离,得到上层十八醇甲醚-正己烷溶液和下层固体相;将所述十八醇甲醚-正己烷溶液进行旋转蒸发,分离出正己烷萃取剂,得到十八醇甲醚。对本发明实施例14制备得到的十八醇甲醚进行红外光谱检测,检测结果为,在2925cm-1、2850cm-1处有饱和c-h伸缩振动吸收峰;在1380cm-1处强吸收峰为-ch3面内弯曲振动吸收峰,1430cm-1和720cm-1处强吸收峰,是—(ch2)n—的面内弯曲振动吸收峰,且n>4;1200cm-1处吸收峰为c-o-c骨 架不对称伸缩振动吸收峰。可以看出,本发明实施例14制备得到的十八醇甲醚具有式i结构,其中n=17,r为甲基。按照实施例1所述的方法,对本发明实施例14制备得到的十八醇甲醚进行性能检测,检测结果如表1所示。表1本发明实施例1~14制备得到的生物质醇醚的性能测试结果实施例15提供一种钻井液,所述钻井液以重量份计包括:100份的实施例1制备得到的生物质醇醚;3份的季铵盐改性的有机膨润土;5份的司盘-80;4份的油溶性环氧树脂;3份的氧化钙;133份的重晶石。将上述物质混合均匀,即得到钻井液。按照上述技术方案所述的方法,检测本发明实施例15制备得到的钻井液的性能,检测结果如表2所示,表2为本发明实施例15~28提供的钻井液的性能检测结果。实施例16~28按照实施例15所述的方法制备得到钻井液,与实施例15不同的是,采用实施例2~14制备得到的生物质醇醚替换实施例1制备得到的生物质醇醚。按照上述技术方案所述的方法,检测本发明实施例16~28制备得到的钻井液的性能,检测结果如表2所示。表2实施例15~28提供的钻井液的性能检测结果实施例钻井液ρ/(g/cm3)av/mpa·spv/mpa·syp/pafl/ml151.65341120.2161.67252200.2171.65644120.1181.68061190.1191.65239130.2201.66446180.1211.6514290.3221.66545200.2231.66645210.2241.67757200.2251.65646100.2261.65241110.2271.65442120.3281.6615290.2注:ρ为密度;av为表观粘度;pv为塑性粘度;yp为动切力。由表2可知,在使用性能上,采用本发明提供的生物质醇醚配制的钻井液,在温度为135℃时密度在1.6g/cm3范围内,表观粘度小于80mpa·s,滤失量小于1.0ml;表明本发明提供的钻井液具有良好的流变性和悬浮稳定性,能够满足勘探开发的需要。并且,这种钻井液以生物质醇醚为基液绿色环保。由以上实施例可知,本发明提供了一种生物质醇醚,具有式i所示的结构,式i中,n为10~20,r为烷基。本发明提供了一种生物质醇醚的制备方法,包括:在催化剂的作用下,将生物质醇、烷基试剂和碱性化合物进行反应,得到生物质醇醚。本发明体了一种钻井液,包括上述技术方案所述的生物质醇醚。本发明提供的生物质醇醚具有优良的抑制性、润滑性、粘温特性、水解稳定性以及可生物降解性,可用作生物质合成基钻井液的基础液。本发明提供的生物质醇醚的制备方法,反应收率高、产品质量好,这种制备方法工艺简便、条件温和,制备过程无毒、高效、环保,可推广应用于催化醚化反应中。以上所述的仅是本发明的优选实施方式,应当指出,对于本
技术领域:
的普通技术人员来说,在不脱离本发明原理的前提下,还可以做出若干改进和润饰,这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。当前第1页12