Классификация химических реагентов

15.07.2019

Действие химических реагентов зависит от их химических свойств: строения молекул, молекулярного веса, степени полимеризации, вида и количества функциональных групп. За основу классификации химических реагентов приняты их химические свойства.

1. Классификация по химическому составу и строению молекул:

а) низкомолекулярные неорганические соединения;

б) высокомолекулярные органические соединения с глобулярной формой макромолекулы — понизители вязкости;

в) высокомолекулярные органические соединения с волокнистой (цепеобразной) формой макромолекулы — понизители водоотдачи;

г) низкомолекулярные органические соединения с гидрофильной и органофильной частями — поверхностно-активные вещества.

К низкомолекулярным неорганическим химическим реагентам относятся: каустическая сода NaOH, кальцинированная сода Na2CO3, известь Ca (ОН)2, поваренная соль NaCl, хлористый кальций CaCl2, хромпик Na2Cr2O7, соляная кислота HCl и некоторые другие.

Неорганические низкомолекулярные химические реагенты могут вызывать понижение или повышение водоотдачи, вязкости и предельного статического напряжения сдвига глинистых растворов в зависимости от количества добавляемых реагентов, состава и свойств глинистых растворов и внешних условий (температура, давление, скорость циркуляции). Однако в основном они применяются в качестве вспомогательных реагентов при комплексной химической обработке промывочных жидкостей.

Низкомолекулярные неорганические соединения применяются для регулирования растворимости высокомолекулярных соединений, регулирования электрокинетического потенциала глинистых частиц, изменения ионного состава электролитов в промывочном растворе. Все неорганические низкомолекулярные вещества при достаточной их концентрации являются коагуляторами. В то же время при небольшой концентрации каустическая и кальцинированная сода являются диспергаторами, понижают вязкость и водоотдачу. Действие хромпика как понизителя вязкости проявляется при высокой температуре и в сочетании с другими реагентами.

Глобулярная форма высокомолекулярных химических реагентов характерна для углещелочного реагента, нитролигнина, сунила, феррохромлигносульфоната и др., т. е. для понизителей вязкости.

Понизители вязкости оказывают следующее специфическое действие на вязкость и водоотдачу промывочных жидкостей: с увеличением концентрации понизителя вязкости в глинистом растворе резко уменьшается вязкость, снижается водоотдача и предельное статическое напряжение сдвига.

Линейные высокомолекулярные органические соединения, используемые в качестве химических реагентов для обработки промывочных растворов, представлены простыми и сложными эфирами целлюлозы (карбоксиметилцеллюлоза и сульфат целлюлозы), крахмалом, акриловыми полимерами, альгиновыми кислотами и некоторыми другими соединениями.

Понизители водоотдачи в отличие от понизителей вязкости оказывают следующие действия: с увеличением концентрации понизителей водоотдачи растет вязкость глинистых растворов, резко снижается водоотдача и уменьшается предельное статическое напряжение сдвига. Следовательно, основное отличие понизителей вязкости от понизителей водоотдачи заключается в их действии на вязкость промывочных растворов: понизители вязкости снижают ее, а понизители водоотдачи повышают.

К числу низкомолекулярных органических соединений с гидрофильной и органофильной частями относятся такие поверхностноактивные вещества (ПАВ), как сульфанол, НЧК, оксиэтилированные фенолы, спирты, катапин и др. Следует отметить, что определенной поверхностной активностью обладает большинство понизителей водоотдачи и понизителей вязкости. Однако их основным достоинством является способность понижать водоотдачу или вязкость, а способность понижать поверхностное натяжение является в данном случае второстепенной функцией. Кроме того, многие органические полимеры являются слабыми поверхностноактивными веществами.

2. Классификация по солестойкости.

В основу классификации по солестойкости положена эффективность химических реагентов при различной минерализации промывочных жидкостей: несолестойкие — до 3% NaCl, ограниченно солестойкие — 3—10% NaCl, солестойкие — больше 10% NaCд, несолестойкие к действию поливалентных катионов — меньше 0,2% CaCl2.

К числу несолестойких химических реагентов относятся УЩР, нитролигнин, ПФЛХ и др. Ограниченно солестойкими являются КМЦ, сунил, КССБ, ФХЛС.

При концентрации NaCl до 10% эффективность этих реагентов достаточна для того, чтобы обеспечить получение растворов с необходимыми свойствами. При увеличении концентрации NaCl эффективность химических реагентов резко падает. Для того чтобы обеспечить необходимые свойства промывочных растворов при высокой минерализации, необходимо использовать комбинации реагентов и увеличивать их расход.

Все реагенты, растворимые в щелочной среде, можно также отнести к числу несолестойких к действию поливалентных катионов. Несолестойкими к действию поливалентных катионов являются УЩР, нитролигнин, ПФЛХ, КМЦ, гипан, К-4.

3. Классификация по термостойкости.

Под действием температуры в химических реагентах, введенных в состав промывочных растворов, ускоряются реакции функциональных групп, происходит термическая деструкция, или сшивание, в результате чего понижается эффективность этих реагентов. В некоторых случаях ухудшение качества промывочных растворов при увеличении температуры не связано с необратимыми изменениями свойств самих реагентов, а происходит в результате десорбции реагентов с поверхности глинистых частиц. В основу классификации химических реагентов по термостойкости положена эффективность действия этих реагентов при различных температурах: нетермостойкие — до 130° С, ограниченно термостойкие — до 160° С, термостойкие — выше 160° С.


К числу нетермостойких относятся крахмал, альгиновые кислоты и другие полимеры, имеющие углерод-кислородные связи —С—О—С в основной цепи макромолекулы и небольшую длину боковых ответвлений.

Ограниченно термостойкими являются химические реагенты, у которых также имеются связи С—О—C, но более длинные боковые цепи, такие как УЩР, сунил, синтаны и др.

Термостойкими являются все реагенты, у которых главная цепь представлена углерод-углеродными или более прочными связями, например, бор—углерод — В—С, или бор—азот — B—N=.

Назначение химических реагентов показано в табл. 7. В табл. 8 приведены свойства высокомолекулярных химических реагентов.


Имя:*
E-Mail:
Комментарий:
Информационный некоммерческий ресурс fccland.ru © 2019
При цитировании и использовании любых материалов ссылка на сайт обязательна