СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ПРОППАНТОВ С ПОКРЫТИЕМ

1. Способ производства проппантов с покрытием, включающий следующие стадии:
(а) смешивание проппантов с полиольным компонентом и изоцианатным компонентом, где полиольный компонент состоит из фенольной смолы и, необязательно, одного или более других соединений, содержащих гидроксигруппу,
где изоцианатный компонент состоит из изоцианата с по меньшей мере двумя изоцианатными группами и, необязательно, одного или более других соединений, содержащих изоцианатную группу, и
где х частей изоцианатного компонента по массе используют в соотношении к 100 частям по массе полиольного компонента со значением х от примерно 105% до примерно 550% от исходной величины изоцианата, определенной ниже:
Исходная величина изоцианата=
42·100·ОН содержание(%)полиольного компонента
17·NCO содержание(%)изоцианатного компонента
(b) затвердевание смеси, полученной на стадии (а), с помощью обработки катализатором; и
(с) необязательное повторение стадий (а) и (b) один или несколько раз,
где смесь, полученная на стадии (b), или проппанты, выделенные из нее, применяются в качестве проппантов на стадии (а),
где полиольный компонент на стадии (а) является тем же самым или отличным от полиольного компонента, используемого на предыдущей стадии (а), и
где изоцианатный компонент на стадии (а) является тем же самым или отличным от изоцианатного компонента, используемого на предыдущей стадии (а);
где проппанты с покрытием включают смесь покрытых отдельных частиц и совокупностей, которая включает более чем одну частицу, и где количество совокупностей составляет не больше 10% мас. от массы смеси.
2. Способ по п.1, где в качестве проппанта применяют керамические частицы или песок.
3. Способ по п.2, где в качестве проппанта применяют керамические частицы, выбранные из оксида алюминия, кремнезема, диоксида титана, оксида цинка, диоксида циркония, диоксида церия, диоксида марганца, оксида железа, оксида кальция или бокситов, и их смеси.
4. Способ по п.2 или 3, где керамические частицы или песок имеют средний размер от примерно 50 мкм до примерно 3000 мкм.
5. Способ по любому из пп.1-3, где фенольная смола представляет собой фенольную смолу резольного или новолачного типа.
6. Способ по п.5, где фенольная смола представляет собой фенольную смолу резольного типа, получаемую путем конденсации фенола или одного или более соединений формулы (I) с альдегидами в основных условиях:
где
1-16
каждый R независимо представляет собой атом галогена, С-алкил или -ОН; и
р представляет собой целое число от 0 до 4.
7. Способ по п.5, где фенольная смола представляет собой фенольную смолу новолачного типа, получаемую путем конденсации фенола или одного или более соединений формулы (I) с альдегидами в основных условиях:
где
1-16
каждый R независимо представляет собой атом галогена, С-алкил или -ОН; и
р представляет собой целое число от 0 до 4.
8. Способ по любому из пп.1-3, где фенольная смола представляет собой бензиловоэфирную смолу формулы (II):
где
1-16
1-16
1-16
1-6
1-6
A, B и D, каждый независимо, представляет собой атом водорода, атом галогена, С-углеводородную группу, -(С-алкилен)-ОН, -ОН, -О-(С-углеводородную группу), фенил, -(С-алкилен)фенил или -(С-алкилен)фенилен-ОН;
1-6
R представляет собой атом водорода или С-углеводородную группу;
1
2
m и m, каждый независимо, представляют собой 0 или 1;
n представляет собой целое число от 0 до 100; и
1
2
сумма n, m и m составляет по меньшей мере 2.
9. Способ по любому из пп.1-3, где фенольная смола включает мономерные звенья на основе кардола и/или мономерные звенья на основе карданола.
10. Способ по любому из пп.1-3, где фенольная смола представляет собой фенольную смолу, получаемую путем конденсирования кардола и/или карданола с альдегидом.
11. Способ по любому из пп.1-3, где другие соединения, содержащие гидроксигруппу, включают кардол и/или карданол.
12. Способ по любому из пп.1-3, где изоцианат с по меньшей мере 2 изоцианатными группами представляет собой соединение формулы (III):
где
А представляет собой арил, гетероарил, циклоалкил или гетероциклоалкил;
1
1-4
каждый R представляет собой независимо ковалентную связь или С-алкилен;
2
1-4
1-4
каждый R представляет собой независимо галоген, С-алкил или С-алкокси:
p представляет собой 2, 3 или 4; и
q представляет собой целое число от 0 до 3;
или где изоцианат, имеющий по меньшей мере 2 изоцианатные группы, представляет собой соединение формулы (IV):
где
каждый А представляет собой независимо арил, гетероарил, циклоалкил или гетероциклоалкил;
1
1-4
каждый R представляет собой независимо ковалентную связь или С-алкилен;
2
1-4
1-4
каждый R представляет собой независимо галоген, С-алкил или С-алкокси;
3
1-4
2
R31
2
R32
R представляет собой ковалентную связь, С-алкилен или группу -(СН)-O-(СН)-, где R31 и R32, каждый независимо, представляют собой 0, 1, 2 или 3;
каждый q представляет собой независимо целое число от 0 до 3; и
r и s, каждый независимо, представляют собой 0, 1, 2, 3 или 4, где сумма r и s составляет 2, 3 или 4.
13. Способ по любому из пп.1-3, где изоцианат с по меньшей мере 2 изоцианатными группами выбран из толуол-2,4-диизоцианата, толуол-2,6-диизоцианата, 1,5-нафталиндиизоцианата, Кумен-2,4-диизоцианата, 4-метокси-1,3-фенилдиизоцианата, 4-хлор-1,3-фенилдиизоцианата, дифенилметан-4,4-диизоцианата, дифенилметан-2,4-диизоцианата, дифенилметан-2,2-диизоцианата, 4-бром-1,3-фенилдиизоцианата, 4-этокси-1,3-фенилдиизоцианата, 2,4'-диизоцианатдифенилэфира, 5,6-диметил-1,3-фенилдиизоцианата, 2,4-диметил-1,3-фенилдиизоцианата, 4,4-диизоцианатдифенилэфира, 4,6-диметил-1,3-фенилдиизоцианата, 9,10-антрацендиизоцианата, 2,4,6-толуолтриизоцианата, 2,4,4'-триизоцианатдифенилэфира, 1,4-тетраметилендиизоцианата, 1,6-гексаметилендиизоцианата, 1,10-декаметилендиизоцианата, 1,3-циклогексилендиизоцианата, 4,4'-метилен-бис-(циклогексилизоцианата), ксилолдиизоцианата, 1-изоцианато-3-метилизоцианат-3,5,5-триметилциклогексан, 1,3-бис(изоцианато-1-метилэтил)бензола, 1,4-бис(изоцианато-1-метилэтил)бензола, их олигомеров или полимеров, или их смесей.
14. Способ по любому из пп.1-3, где х составляет от примерно 105% до 300%, в особенности от примерно 110% до примерно 230% от исходной величины изоцианата.
15. Способ по любому из пп.1-3, где на стадии (а) одно или более вспомогательных веществ, выбранных из растворителя, пластификатора, смачивающего агента, молекулярного сита для удаления реакционной воды, разбавителя и стимулятора слипания смешивают с проппантами, полиольным компонентом и изоцианатным компонентом.
16. Способ по любому из пп.1-3, где стадию (а) осуществляют при температуре от примерно 10°С до примерно 50°С.
17. Способ по любому из пп.1-3, где содержание воды в смеси, полученной на стадии (а), составляет менее чем 10% масс., от общей массы смеси как 100% масс.
18. Способ по любому из пп.1-3, где катализаторы на стадии (b) выбраны из азотсодержащих соединений, металлоорганических соединений или их сочетаний.
19. Способ по п.18, где катализатором является амин, оловоорганическое соединение или их сочетание.
3
1-6
20. Способ по п.19, где амин представляет собой соединение формулы (R)N, где R независимо представляет собой (C)-углеводородную группу, необязательно замещенную одной или более гидроксигруппами.
21. Способ по п.19, где амин выбирают из триметиламина, триэтиламина, диметилэтиламина, диметилизопропиламина, диметилпропиламина, триэтаноламина, винилимидазола, 1,4-диазобицикло[2.2.2]октана или их смеси.
1
2
1
2
2
2
1-20
1-8
22. Способ по любому из пп.19-21, где оловоорганическое соединение представляет собой соединение формулы (R)Sn(R), где R представляет собой независимо (С)-углеводород-карбонилоксигруппу и R представляет собой независимо (С)-углеводородную группу.
23. Способ по любому из пп.19-21, где оловоорганическое соединение представляет собой дилаурат дибутилолова.
24. Способ по любому из пп.1-3, где на стадии (b) смесь, полученную на стадии (а), обеспечивают газообразным катализатором, где катализатор необязательно представляет собой азот-аминовую смесь или воздушно-аминовую смесь, в которой амин, необязательно, выбран из триметиламина, триэтиламина, диметилэтиламина, диметилпропиламина, диметилизопропиламина или их смеси.
25. Способ по любому из пп.1-3, где затвердевание на стадии (b) проводят при температуре от примерно 10°С до примерно 50°С и давлении от примерно 50 кПа до примерно 200 кПа.
26. Способ по любому из пп.1-3, где на стадии (с) стадии (а) и (b) повторяют от одного до пяти раз.
27. Проппанты с покрытием, полученные способом по любому из пп.1-26.
28. Применение проппантов с покрытием по п.27 при добыче сырой нефти или природного газа.
29. Применение по п.28, где гидроразрывная рабочая жидкость включает воду, загущенную полимерами, эмульсию масло-в-воде, загущенную полимерами, или эмульсию вода-в-масле, загущенную полимерами.
30. Гидроразрывная жидкость, включающая проппанты с покрытием по п.27.
31. Гидроразрывная жидкость по п.30, где гидроразрывная рабочая жидкость включает воду, загущенную полимерами, эмульсию масло-в-воде, загущенную полимерами, или эмульсию вода-в-масле, загущенную полимерами.
32. Способ добычи нефти или газа, включающий внедрение гидроразрывной жидкости по п.30 в слой породы, содержащий сырую нефть или природный газ.
33. Способ по п.32, где внедрение проппантов с покрытием в гидроразрывной рабочей жидкости вызывает образование гидроразрыва в слое породы, содержащем сырую нефть или природный газ, и проппанты с покрытием подвергают вторичному затвердеванию в гидроразрыве пласта.
34. Способ по п.33, где проппанты с покрытием подвергают вторичному затвердеванию в гидроразрыве пласта при давлении в диапазоне от примерно 690 до примерно 34500 кПа, температуре в диапазоне от примерно 50 до примерно 250°С и в присутствии воды.
35. Способ по любому из пп.32-34, где гидроразрывная рабочая жидкость включает воду, загущенную полимерами, эмульсию масло-в-воде, загущенную полимерами, или эмульсию вода-в-масле, загущенную полимерами.