CN103739758A

CN103739758A - 一种油田用聚丙烯酰胺的制备方法

Info

Publication number: CN103739758A
Application number: CN201410008905.3A
Authority: CN
Inventors: 刘彭城; 张传银; 张冉; 陈建波; 李大强; 潘娣; 陶阿晖; 汪艳
Original assignee: ANHUI TIANRUN CHEMICALS Co Ltd
Current assignee: ANHUI TIANRUN CHEMICALS Co Ltd
Priority date: 2014-01-09
Filing date: 2014-01-09
Publication date: 2014-04-23

Abstract

本发明公开一种油田用聚丙烯酰胺的制备方法，其特征在于，取质量浓度为23～30%的丙烯酰胺水溶液，加入助溶剂搅拌混合均匀，加入酸调节PH值为6～7，降温至2~5℃，通入氮气驱除体系中的氧气，当体系含氧量小于0.001%时，依次加入偶氮引发剂、络合剂、高效链转移剂、还原剂、氧化剂，体系反应后密闭封口，80℃水浴保温1~2h，取出胶体绞碎后加入无机碱，在70~90℃下水解1~2h，最后胶体经烘干、粉碎制得油田用高分高粘聚丙烯酰胺；聚合操作方便，反应时间短，缩短了生产的周期；产品具有很好的溶解性和滤过性，完全符合油田三次采油的标准。

Description

一种油田用聚丙烯酰胺的制备方法

技术领域

本发明属于功能高分子领域，特别涉及一种油田三次采油用聚丙烯酰胺产品的制备方法。

背景技术

我国油田利用三次采油技术提高原油采收率，主要是利用聚丙烯酰胺对水的增粘性来进行聚合物驱油，由于油田污水的排放严重污染环境，所以比较好的办法就是用污水配制聚合物后重新注入地下，实现污水的循环使用，但是油田污水矿化度高，使用普通聚丙烯酰胺驱油效率差，而且海上采油进入较高含水期，需要利用聚合物进行调剖堵水来提高采收率，同时海上采油不可能利用大量清水去配制聚合物，利用海水配制聚合物，必须采用具有抗盐的聚丙烯酰胺，但是普通聚丙烯酰胺耐温抗盐（矿化度）性能较差，此外，聚丙烯酰胺的分子量也直接影响着驱油的效果，聚丙烯酰胺的分子量越高，粘弹性越好，在地层中的残余阻力系数越高，驱油效果越好。

发明内容

本发明的目的在于提供一种油田用聚丙烯酰胺的制备方法，本方法生产的聚丙烯酰胺的分子量在2400万以上，水解度20～30%，表观粘度≥13，抗矿化度≥20000，滤过比≤2，不容物≤0.2%，残留单体含量≤0.1%。

本发明是通过以下技术方案予以实现的，一种油田用聚丙烯酰胺的制备方法，其特征在于，取质量浓度为23～30%的丙烯酰胺水溶液，加入助溶剂搅拌混合均匀，加入酸调节PH值为6～7，降温至2~5℃，通入氮气驱除体系中的氧气，当体系含氧量小于0.001%时，依次加入偶氮引发剂、络合剂、高效链转移剂、还原剂、氧化剂，体系反应后密闭封口，80℃水浴保温1~2h，取出胶体绞碎后加入无机碱，在70~90℃下水解1~2h，最后胶体经烘干、粉碎制得油田用高分高粘聚丙烯酰胺；

上述助溶剂、偶氮引发剂、络合剂、高效链转移剂、还原剂、氧化剂、无机碱的加入量分别为丙烯酰胺质量的1~3%、0.01~0.04%、0.001~0.01%、0.002~0.02%、0.001~0.003%、0.0002~0.0005%、7~12%。

进一步地，本发明还具有以下特征：所述助溶剂为聚乙二醇200，尿素，聚乙二醇400之一；所述调节PH所用酸为硫酸、乙酸、盐酸、磷酸之一；所述的偶氮引发剂选自偶氮二异丁基脒盐酸盐、偶氮二异丙基咪唑啉盐酸盐、偶氮二异丁酸二甲酯、偶氮二异丙基咪唑啉之一；所述的络合剂选自氨基三乙酸钠盐、乙二胺四乙酸二钠盐、乙二胺四乙酸四钠盐之一；所述的高效链转移剂选自异丙醇、二硫代二异丙基黄原酸酯、十二硫醇、甲酸钠之一；所述的还原剂选自亚硫酸钠、亚硫酸氢钠、草酸、三乙醇胺之一；所述的氧化剂选自过硫酸铵、过氧化二烷基、过氧化二酰基、过氧化氢、高锰酸钾、硫酸钾之一；所述的无机碱选自氢氧化钠、碳酸钠、碳酸氢钠、氢氧化钾、碳酸钾、碳酸氢钾之一；所述通入氮气的纯度≥99.99%，流速为60m³/h。

有益效果：本发明的三次采油用聚丙烯酰胺选用丙烯酰胺均聚后水解法，聚合操作方便，反应时间短，缩短了生产的周期。本发明采用水溶液低温分段自由基型聚合方式，第一段引发由氧化还原引发剂完成，第二段引发由偶氮类引发剂完成，保证了聚合物分子量。本发明制得的聚丙烯酰胺的分子量在2400万以上，水解度20～30%，表观粘度≥13，抗矿化度≥20000，滤过比≤2，不容物≤0.2%，残留单体含量≤0.1%，具有很好的溶解性和滤过性，完全符合油田三次采油的标准。

具体实施方法

实施例一

在500ml广口瓶中，首先加入217g浓度为30%的丙烯酰胺水溶液，再加入助溶剂尿素1.95g，在搅拌下用乙酸慢慢调节PH=7.0。搅拌充分混合均匀后，降温至3℃，开始通入高纯氮气（氮气纯度≥99.99%），流速为60m³/h，为以驱除体系中的氧气。当体系含氧量小于0.001%时顺次加入偶氮化合物偶氮二异丁脒盐酸盐0.026g，络合剂乙二胺四乙酸四钠盐0.0065g，高效链转移剂甲酸钠0.013g，还原引发剂三乙醇胺0.00195g，氧化引发剂过氧化二烷基0.000325g。当体系反应后封口密闭放入80℃的水浴锅中保温1小时。保温结束后取出胶体绞碎，加入氢氧化钠片碱6.4g（也可以配成质量浓度30%的液碱）揉匀，放入水解器内90℃下水解1.5h。最后，胶块经烘箱烘干、粉碎机粉碎后制得部分水解的高分高粘聚丙烯酰胺产品，产品检测结果如下：

项目	指标	结果
			分子量（万）	≥2400	3045
水解度（%）	20—30	26.41
			表观粘度（mPa·s）	≥13	15.6
滤过比	≤2	1.12
			不溶物（%）	≤0.2	0.04
AM残留量（%）	≤0.1	0.005

实施例二

在500ml广口瓶中，首先加入217g浓度为30%的丙烯酰胺水溶液，加入助溶剂聚乙二醇-200的质量为1.3g，在搅拌下用磷酸慢慢调节PH=6.5。搅拌充分混合均匀后，降温至3℃，开始通入高纯氮气（氮气纯度≥99.99%），流速为60m³/h，以驱除体系中的氧气。当体系含氧量小于0.001%时顺次加入偶氮化合物偶氮二异丙基咪唑啉0.016g；络合剂乙二胺四乙酸二钠盐0.00325g；高效链转移剂十二硫醇0.0065g；还原引发剂亚硫酸氢钠0.0013g；氧化引发剂过氧化二酰基0.00023g。当体系反应后封口密闭放入80℃的水浴锅中保温1小时。保温结束后取出胶体绞碎，加入氢氧化钠片碱6.4g（也可以配成质量浓度30%的液碱）揉匀，在80℃下水解1.5h。最后，胶块经烘箱烘干、粉碎机粉碎后制得部分水解的高分高粘聚丙烯酰胺产品，产品检测结果如下：

项目	指标	结果
			分子量（万）	≥2400	2988
水解度（%）	20—30	23.41
			表观粘度（mPa·s）	≥13	15.2
滤过比	≤2	1.02
			不溶物（%）	≤0.2	0.02
AM残留量（%）	≤0.1	0.007

实施例三

在500ml广口瓶中，首先加入217g浓度为30%的丙烯酰胺水溶液，加入0.65g助溶剂聚乙二醇-400，在搅拌下用乙酸慢慢调节PH=6.0，搅拌充分混合均匀后，降温至3℃，开始通入高纯氮气（氮气纯度≥99.99%），流速为60m³/h，以驱除体系中的氧气。当体系含氧量小于0.001%时顺次加入偶氮化合物偶氮二异丙基咪唑啉盐酸盐0.0065g；络合剂氨基三乙酸钠盐0.00065g；高效链转移剂异丙醇0.0013g；还原引发剂亚硫酸钠0.00065g；氧化引发剂过氧化二烷基0.00013g。当体系反应后封口密闭。反应结束后把带有胶块的广口瓶放入80℃的水浴锅中保温1小时。保温结束后取出胶体绞碎，加入氢氧化钠片碱6.4g（也可以配成质量浓度30%的液碱）揉匀，在70℃下水解1.5h。最后，胶块经烘箱烘干、粉碎机粉碎后制得部分水解的高分高粘聚丙烯酰胺产品，产品检测结果如下：

项目	指标	结果
			分子量（万）	≥2400	3102
水解度（%）	20—30	27.52
			表观粘度（mPa·s）	≥13	15.0
滤过比	≤2	0.97
			不溶物（%）	≤0.2	0.09
AM残留量（%）	≤0.1	0.003

以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明作任何形式上的限制；任何熟悉本领域的技术人员，在不脱离本发明技术方案范围情况下，都可利用上述揭示的方法和技术内容对本发明技术方案做出许多可能的变动和修饰，或修改为等同变化的等效实施例。因此，凡是未脱离本发明技术方案的内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所做的任何简单修改、等同替换、等效变化及修饰，均仍属于本发明技术方案保护的范围内。

Claims

1.一种油田用聚丙烯酰胺的制备方法，其特征在于，取质量浓度为23～30%的丙烯酰胺水溶液，加入助溶剂搅拌混合均匀，加入酸调节PH值为6～7，降温至2~5℃，通入氮气驱除体系中的氧气，当体系含氧量小于0.001%时，依次加入偶氮引发剂、络合剂、高效链转移剂、还原剂、氧化剂，体系反应后密闭封口，80℃水浴保温1~2h，取出胶体绞碎后加入无机碱，在70~90℃下水解1~2h，最后胶体经烘干、粉碎制得油田用高分高粘聚丙烯酰胺；

2.根据权利要求1所述的高分高粘聚丙烯酰胺的制备方法，其特征在于，所述助溶剂为聚乙二醇200，尿素，聚乙二醇400之一。

3.根据权利要求1所述的高分高粘聚丙烯酰胺的制备方法，其特征在于，所述调节PH所用酸为硫酸、乙酸、盐酸、磷酸之一。

4.根据权利要求1所述的高分高粘聚丙烯酰胺的制备方法，其特征在于，所述的偶氮引发剂选自偶氮二异丁基脒盐酸盐、偶氮二异丙基咪唑啉盐酸盐、偶氮二异丁酸二甲酯、偶氮二异丙基咪唑啉之一。

5.根据权利要求1所述的高分高粘聚丙烯酰胺的制备方法，其特征在于，所述的络合剂选自氨基三乙酸钠盐、乙二胺四乙酸二钠盐、乙二胺四乙酸四钠盐之一。

6.根据权利要求1所述的高分高粘聚丙烯酰胺的制备方法，其特征在于，所述的高效链转移剂选自异丙醇、二硫代二异丙基黄原酸酯、十二硫醇、甲酸钠之一。

7.根据权利要求1所述的高分高粘聚丙烯酰胺的制备方法，其特征在于，所述的还原剂选自亚硫酸钠、亚硫酸氢钠、草酸、三乙醇胺之一。

8.根据权利要求1所述的高分高粘聚丙烯酰胺的制备方法，其特征在于，所述的氧化剂选自过硫酸铵、过氧化二烷基、过氧化二酰基、过氧化氢、高锰酸钾、硫酸钾之一。

9.根据权利要求1所述的高分高粘聚丙烯酰胺的制备方法，其特征在于，所述的无机碱选自氢氧化钠、碳酸钠、碳酸氢钠、氢氧化钾、碳酸钾、碳酸氢钾之一。

10.根据权利要求1所述的高分高粘聚丙烯酰胺的制备方法，其特征在于，所述通入氮气的纯度≥99.99%，流速为60m³/h。