CN104387527A

CN104387527A - 一种抗温抗盐聚丙烯酰胺的制备方法

Info

Publication number: CN104387527A
Application number: CN201410619646.8A
Authority: CN
Inventors: 刘彭城; 张传银; 陈建波; 汪艳; 王全飞; 张冉; 李大强; 陶阿晖
Original assignee: ANHUI TIANRUN CHEMICALS Co Ltd
Current assignee: ANHUI TIANRUN CHEMICALS Co Ltd
Priority date: 2014-11-07
Filing date: 2014-11-07
Publication date: 2015-03-04

Abstract

本发明公开一种抗温抗盐聚丙烯酰胺的制备方法，取质量浓度为20～30%的丙烯酰胺水溶液，加入占所述丙烯酰胺单体质量1~2%的丙烯酸和占所述丙烯酰胺单体质量2~6%的2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸(AMPS)，加氢氧化钠调节PH至5.5～6.5，降温至0~4℃，通入氮气驱除体系中的氧气，当体系含氧量小于0.01%时，依次加入络合剂，偶氮引发剂，高效链转移剂，还原剂，氧化剂，待反应结束后密闭封口，保温1~1.5h，然后取出胶体放入水解器内，加入占所述丙烯酰胺单体质量6~13%的无机碱液，在80~90℃下水解1~2h，胶体经烘干后制得产品；具有很好的溶解性和滤过性，表观粘度11mPa·s以上。

Description

一种抗温抗盐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抗温抗盐聚丙烯酰胺的制备方法。

背景技术

石油是重要的能源和化工基础原料，国际原油价格持续走高，刺激了各国原油的措施性开采。以目前的技术水平看，以聚合物驱油为核心的三次采油成为普遍工业应用的油田主导开发方式，并步入快速发展的新时期。其中占资源总量过半的II、III类油藏的开采问题越来越重视，目前II、III类油藏资源地层温度在70～95℃，地层矿化度在10000～30000mg/L，二价离子800mg/L，常用的水解聚丙烯酰胺（HPAM）在该条件下会出现严重的热降解、水解度增加、遇高价离子结合析出等问题，增粘效果变差。因此，开发适应温度85℃，矿化度30000mg/L，二价离子800mg/L油藏条件下能满足粘度要求的抗温抗盐聚丙烯酰胺是国际上该领域科研机构的主要科研方向。

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%，85℃时表观粘度≥11，滤过比≤1.5，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，一种抗温抗盐聚丙烯酰胺的制备方法，其特征在于，采用质量浓度为20～30%的丙烯酰胺水溶液，加入占所述丙烯酰胺单体质量1~2%的丙烯酸和占所述丙烯酰胺单体质量2 ~6%的2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸(AMPS)，加碱调节PH至5.5～6.5，搅拌混合均匀后，降温至0~4℃，通入氮气驱除体系中的氧气，当体系含氧量小于0.01%时，依次加入络合剂，偶氮引发剂，高效链转移剂，还原剂，氧化剂，待反应结束后密闭封口，保温1~1.5h，然后取出胶体放入水解器内，加入占所述丙烯酰胺单体质量6~13%的无机碱液，在80~90℃下水解1~2h，胶体经烘干后制得产品；

所述络合剂、偶氮引发剂、高效链转移剂、还原剂、氧化剂的加入量分别占所述丙烯酰胺单体质量的0.001~0.01%、0.1~0.2%、0.008~0.02%、0.0005~0.0015%、0.0002~0.0006%。

进一步地，所述调节PH所用碱为氢氧化钠、氢氧化钾、碳酸钠之一。

进一步地，所述的络合剂选自乙二胺四乙酸、乙二胺四乙酸二钠盐、乙二胺四乙酸四钠盐之一。

进一步地，所述的高效链转移剂选自甲酸钠、异丙醇、十二硫醇之一；

进一步地，所述的偶氮引发剂选自偶氮二异丁腈、偶氮二异庚腈、偶氮二异丁酸二甲酯之一；

进一步地，所述的氧化剂选自过氧化氢叔丁基、过氧化氢、过硫酸铵、过氧化二烷基、氯化铁之一；

进一步地，所述的还原剂选自氯化亚铁、亚硫酸氢钠、偏重亚硫酸钠、三乙醇胺之一。

进一步地，所述的水解用液碱选自氢氧化钠、氢氧化钾之一。

进一步地，所述通入氮气的纯度≥99.99%，流速为60m³/h。

有益效果：本发明选用三元共聚后水解法，聚合操作方便，反应时间2h左右，利于生产。本发明采用水溶液低温分段聚合方式，第一段引发由氧化还原体系组成，第二段引发由偶氮类引发剂组成，保证了聚合物分子量。本发明制得的聚合物中丙烯酰胺单体残留含量在0.1%以下，分子量在2400万以上，滤过比≤1.5，不容物≤0.2%，具有很好的溶解性和滤过性，85℃时表观粘度11mPa·s以上，完全符合油田三次采油的标准。

具体实施方式

实施例一

在500ml广口瓶中，首先加入230g质量浓度为25%的丙烯酰胺水溶液，1.0g的纯丙烯酸，1.15g的AMPS，然后控制温度在15℃以内，在搅拌下用氢氧化钠液碱调节PH=6.1。降温至1℃后，开始通入高纯氮气（氮气纯度≥99.99%）以驱除体系中的氧气。当体系含氧量小于0.01%时，每间隔3min依次加入络合剂乙二胺四乙酸二钠盐0.003g；偶氮化合物偶氮二异丁腈0.06g；高效链转移剂甲酸钠0.005g；还原引发剂三乙醇胺0.0005g；氧化引发剂过氧化氢叔丁基0.00022g，反应后进行封口密闭。当反应不再升温时，放入80℃的水浴中保温1小时。保温结束后取出胶体绞碎，加入液碱（质量分数30%）20ml，在85℃下水解1h。最后，胶块经烘箱烘干、粉碎机粉碎后制得部分水解的抗温抗盐聚丙烯酰胺产品，产品检测结果如下：

项目	指标	结果
			分子量（万）	≥2400	3101
水解度（%）	20—30	27.63
			表观粘度（mPa·s）	≥11	14.2
滤过比	≤2	1.8
			不溶物（%）	≤0.2	0.03
AM残留量（%）	≤0.1	0.006

实施例二

在500ml广口瓶中，首先加入230g质量浓度为25%的丙烯酰胺水溶液，1.0g的纯丙烯酸，1.50g的AMPS，然后控制温度在15℃以内，在搅拌下用氢氧化钠液碱调节PH=6.4。降温至1℃后，开始通入高纯氮气（氮气纯度≥99.99%）以驱除体系中的氧气。当体系含氧量小于0.01%时，每间隔3min依次加入络合剂乙二胺四乙酸四钠盐 0.009g；偶氮化合物偶氮二异丁腈0.10g；高效链转移剂十二硫醇0.006g；还原引发剂偏重亚硫酸钠0.0008g；氧化引发剂过氧化二烷基0.0003g，反应后进行封口密闭。当反应不再升温时，放入80℃的水浴中保温1小时。保温结束后取出胶体绞碎，加入液碱（质量分数30%）20ml，在85℃下水解1h。最后，胶块经烘箱烘干、粉碎机粉碎后制得部分水解的抗温抗盐聚丙烯酰胺产品，产品检测结果如下：

项目	指标	结果
			分子量（万）	≥2400	3031
水解度（%）	20—30	28.61
			表观粘度（mPa·s）	≥11	13.2
滤过比	≤2	0.98
			不溶物（%）	≤0.2	0.04
AM残留量（%）	≤0.1	0.006

实施例三

在500ml广口瓶中，首先加入230g质量浓度为25%的丙烯酰胺水溶液，1.0g的纯丙烯酸，3.40g的AMPS，然后控制温度在15℃以内，在搅拌下用氢氧化钠液碱调节PH=5.9。降温至1℃后，开始通入高纯氮气（氮气纯度≥99.99%）以驱除体系中的氧气。当体系含氧量小于0.01%时，每间隔3min依次加入络合剂乙二胺四乙酸二钠盐 0.005g；偶氮化合物偶氮二异庚腈0.08g；高效链转移剂异丙醇0.010g；还原引发剂氯化亚铁0.0008g；氧化引发剂过氧化氢0.0003g，反应后进行封口密闭。当反应不再升温时，放入80℃的水浴中保温1小时。保温结束后取出胶体绞碎，加入液碱（质量分数30%）20ml，在85℃下水解1h。最后，胶块经烘箱烘干、粉碎机粉碎后制得部分水解的抗温抗盐聚丙烯酰胺产品，产品检测结果如下：

项目	指标	结果
			分子量（万）	≥2400	3211
水解度（%）	20—30	29.12
			表观粘度（mPa·s）	≥11	13.0
滤过比	≤2	0.68
			不溶物（%）	≤0.2	0.07
AM残留量（%）	≤0.1	0.009

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

1.一种抗温抗盐聚丙烯酰胺的制备方法，其特征在于，采用质量浓度为20~30%的丙烯酰胺水溶液，加入占所述丙烯酰胺单体质量1~2%的丙烯酸和占所述丙烯酰胺单体质量2~6%的2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸，加碱调节PH至5.5~6.5，搅拌混合均匀后，降温至0~4℃，通入氮气驱除体系中的氧气，当体系含氧量小于0.01%时，依次加入络合剂，偶氮引发剂，高效链转移剂，还原剂，氧化剂，待反应结束后密闭封口，保温1~1.5h，然后取出胶体放入水解器内，加入占所述丙烯酰胺单体质量6~13%的无机碱液，在80~90℃下水解1~2h，胶体经烘干后制得产品；所述络合剂、偶氮引发剂、高效链转移剂、还原剂、氧化剂的加入量分别占所述丙烯酰胺单体质量的0.001~0.01%、0.1~0.2%、0.008~0.02%、0.0005~0.0015%、0.0002~0.0006%。

2.根据权利要求1所述一种抗温抗盐聚丙烯酰胺的制备方法，其特征在于，所述调节PH所用碱为氢氧化钠、氢氧化钾、碳酸钠之一。

3.根据权利要求1所述一种抗温抗盐聚丙烯酰胺的制备方法，其特征在于，所述的络合剂选自乙二胺四乙酸、乙二胺四乙酸二钠盐、乙二胺四乙酸四钠盐之一。

4.根据权利要求1所述一种抗温抗盐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甲酸钠、异丙醇、十二硫醇之一。

5.根据权利要求1所述一种抗温抗盐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腈、偶氮二异庚腈、偶氮二异丁酸二甲酯之一。

6.根据权利要求1所述一种抗温抗盐聚丙烯酰胺的制备方法，其特征在于，所述的氧化剂选自过氧化氢叔丁基、过氧化氢、过硫酸铵、过氧化二烷基、氯化铁之一。

7.根据权利要求1所述一种抗温抗盐聚丙烯酰胺的制备方法，其特征在于，所述的还原剂选自氯化亚铁、亚硫酸氢钠、偏重亚硫酸钠、三乙醇胺之一。

8.根据权利要求1所述一种抗温抗盐聚丙烯酰胺的制备方法，其特征在于，所述的水解用液碱选自氢氧化钠、氢氧化钾之一。

9.根据权利要求1所述一种抗温抗盐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。