CN108864363B - 一种两性絮凝剂及其制备方法与应用 - Google Patents

一种两性絮凝剂及其制备方法与应用 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种两性絮凝剂及其制备方法与应用。本发明首先以二甲基二烯丙基氯化铵和烯丙基磺酸钠为原料，甲酸钠为链转移剂，过硫酸钾为引发剂，通过溶液聚合制备得到两性聚合物水溶液，接着向其中加入酸度调节剂后得到高有效含量、低粘度、处理油田含聚污水不会产生粘性絮体的两性絮凝剂。该絮凝剂可用于海上油田聚合物驱采出污水的处理。

Description

一种两性絮凝剂及其制备方法与应用
技术领域
本发明涉及石油工业技术领域，涉及一种两性絮凝剂及其制备方法与应用。
背景技术
至今，聚合物驱油已在海上油田得到规模化应用，为保障海上油田高效开发提供了有力保障。聚驱采出污水(由于含有残余聚合物，也简称含聚污水)的处理是海上油田聚驱系统工程的一部分。通常，含聚污水的处理是采用阳离子聚丙烯酰胺类絮凝剂进行处理，海上平台上阳离子絮凝剂能够快速有效的絮凝含聚污水中的油滴，使含聚污水的含油量降低至规定值以下。但采用阳离子丙烯酰胺类絮凝剂处理含聚污水时也存在如下问题：(1)处理后会有粘性絮体产生粘附在容器壁上形成含聚油泥类危险固废物；(2)为减小加量，絮凝剂的有效成分高一般均较高(大于40％作用)、故药剂粘度大，特别是在冬天，平台泵送加注困难。为解决上述问题，有必要开发一种低粘度，同时处理含聚污水后不会产生粘性絮体的絮凝剂。
发明内容
本发明的目的是提供一种两性絮凝剂及其制备方法与应用。
本发明提供的制备两性絮凝剂的方法，包括如下步骤：
在链转移剂和引发剂存在的条件下，二甲基二烯丙基氯化铵和烯丙基磺酸钠进行溶液聚合反应，得到所述两性絮凝剂。
上述方法中，上述二甲基二烯丙基氯化铵和烯丙基磺酸钠在反应体系中的总质量百分浓度为50-60％；所述烯丙基磺酸钠与二甲基二烯丙基氯化铵的质量比为6-8:100。
所述链转移剂为甲酸钠或次磷酸钠；所述链转移剂的用量为反应体系总质量的0.1％-0.3％；具体为0.2％；
所述引发剂为过硫酸钾；所述引发剂的用量为反应体系总质量的0.4-0.6％；具体为0.5％。
所述方法还包括：在反应4-8h后加入阻聚剂及酸度调节剂；
具体的，所述阻聚剂为对苯二酚；所述阻聚剂的用量为反应体系总质量的0.1％-0.2％；具体为0.15％。
所述酸度调节剂为硝酸、甲基丙烯酸和对甲苯磺酸中至少一种；所述酸度调节剂的用量为反应体系总质量的2-5％；具体为3％。
所述溶液聚合反应步骤中，温度为50-60；℃具体为55；℃时间为4-8h。
另外，按照上述方法制备得到的两性絮凝剂及该两性絮凝剂在污水絮凝中的应用，也属于本发明的保护范围。其中，所述两性絮凝剂的涂4粘度小于100s。所述污水具体可为海上油田聚合物驱采出污水。
本发明以二甲基二烯丙基氯化铵和烯丙基磺酸钠为原料，甲酸钠为链转移剂，过硫酸钾为引发剂，通过溶液聚合制备得到两性聚合物水溶液；向两性聚合物水溶液中加入适量对甲苯磺酸后得到高有效含量、低粘度、处理油田含聚污水不会产生粘性絮体的两性絮凝剂。该絮凝剂可用于海上油田聚合物驱采出污水的处理。
附图说明
图1为两性聚合物的红外光谱图。
图2两性絮凝剂和阳离子絮凝剂处理含聚污水后斜板实物图；a为处理含聚污水后斜板实物图；b为阳离子絮凝剂处理含聚污水后斜板实物图。
图3为絮凝剂动态评价装置图；a为斜板除油罐；b为评价装置整体实物图。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明作进一步阐述，但本发明并不限于以下实施例。所述方法如无特别说明均为常规方法。所述原材料如无特别说明均能从公开商业途径获得。含聚污水取自海上某注聚油田，含油量7100mg/L，残余聚合物浓度181mg/L。
絮凝剂动态评价装置如图3所示，其中，a为斜板除油罐；b为评价装置整体实物图。其中斜板除油罐可以拆开取出其中的斜板，根据含聚污水絮凝前后斜板的增重量反应絮体的粘性，斜板增重越多表明絮体越粘。
实施例1、两性絮凝剂1的制备
取100g二甲基二烯丙基氯化铵水溶液工业品(其中二甲基二烯丙基氯化铵的有效含量为60％)，加入4.8g烯丙基磺酸钠，在55下℃搅拌溶解后再加入0.21g链转移剂甲酸钠；通氮除氧20min后加入0.324g引发剂过硫酸钾，引发聚合4h后加入0.16g阻聚剂对苯二酚；降温至室温后加入3.15g酸度调节剂对甲苯磺酸，搅拌溶解后得到两性絮凝剂1。该两性絮凝剂的红外光谱如图1所示。由图可知，该产物结构正确，为目标聚合物。
实施例2、两性絮凝剂2的制备
取100g二甲基二烯丙基氯化铵水溶液工业品(其中二甲基二烯丙基氯化铵的有效含量为60％)，加入7.2g烯丙基磺酸钠，在55℃下搅拌溶解后再加入0.21g甲酸钠；通氮除氧20min后加入0.336g过硫酸钾，引发聚合4h后加入0.16g对苯二酚；降温至室温后加入3.15g对甲苯磺酸，搅拌溶解后得到两性絮凝剂2。
对照例1、对比絮凝剂1的制备(不加入烯丙基磺酸钠)
将取100g二甲基二烯丙基氯化铵水溶液工业品(其中二甲基二烯丙基氯化铵的有效含量为60％)，在55℃下搅拌溶解后再加入0.21g甲酸钠；通氮除氧20min后加入0.336g过硫酸钾，引发聚合4h后加入0.16g对苯二酚；降温至室温后加入3.15g对甲苯磺酸，搅拌溶解后得到对比絮凝剂1。
实施例4、含聚污水处理实验1
实施例1、实施例2和对照例1制备所得絮凝剂的基本物性及处理含聚污水的结果见表1和图2。
表1、实施例1、实施例2和对照例1制备所得絮凝剂的基本物性及处理含聚污水的结果
Figure BDA0001723997360000031
实施例5、两性絮凝剂3的制备
取100g二甲基二烯丙基氯化铵水溶液工业品(其中二甲基二烯丙基氯化铵的有效含量为60％)，加入4.8g烯丙基磺酸钠，在55℃下搅拌溶解后再加入0.21g次磷酸钠；通氮除氧20min后加入0.324g过硫酸钾，引发聚合4h后加入0.16g对苯二酚；降温至室温后加入3.15g对甲苯磺酸，搅拌溶解后得到两性絮凝剂3。
对照例2、对比絮凝剂2的制备(不加入链转移剂)
取100g二甲基二烯丙基氯化铵水溶液工业品(其中二甲基二烯丙基氯化铵的有效含量为60％)，加入4.8g烯丙基磺酸钠，在55℃下搅拌溶解；通氮除氧20min后加入0.324g过硫酸钾，引发聚合4h后加入0.16g对苯二酚；降温至室温后加入3.15g对甲苯磺酸，搅拌溶解后得到对比絮凝剂2。
实施例7、含聚污水处理实验2
实施例1、实施例5和对照例2制备所得絮凝剂的基本物性及处理含聚污水的结果见表2。
表2、实施例1、实施例5和对照例2制备所得絮凝剂的基本物性及处理含聚污水的结果
Figure BDA0001723997360000032
实施例8、两性絮凝剂4的制备
取100g二甲基二烯丙基氯化铵水溶液工业品(其中二甲基二烯丙基氯化铵的有效含量为60％)，加入4.8g烯丙基磺酸钠，在55下℃搅拌溶解；通氮除氧20min后加入0.324g过硫酸钾，引发聚合4h后加入0.16g对苯二酚；降温至室温后加入3.15g硝酸，搅拌溶解后得到两性絮凝剂4。
实施例9对比絮凝剂3的制备(不加入酸度调节剂)
取100g二甲基二烯丙基氯化铵水溶液工业品(其中二甲基二烯丙基氯化铵的有效含量为60％)，加入4.8g烯丙基磺酸钠，在55℃下搅拌溶解；通氮除氧20min后加入0.324g过硫酸钾，引发聚合4h后加入0.16g对苯二酚，搅拌溶解后得到对比絮凝剂3。
实施例10含聚污水处理实验3
实施例1、实施例8和实施例9制备所得絮凝剂的基本物性及处理含聚污水的结果见表2。
Figure BDA0001723997360000041
综上，以二甲基二烯丙基氯化铵和烯丙基磺酸钠为原料，甲酸钠或次磷酸钠为链转移剂，过硫酸钾为引发剂，通过溶液聚合制备得到两性聚合物水溶液；向两性聚合物水溶液中加入适量链转移剂和酸度调节剂后得到的两性絮凝剂对油田聚驱后产生的含聚污水具有良好的处理效果。
应当理解的是，对本领域普通技术人员来说，可以根据上述说明加以改进或变换，而所有这些改进和变换都应属于本发明所附权利要求的保护范围。

Claims (12)

1.一种制备两性絮凝剂的方法，包括如下步骤：
在链转移剂和引发剂存在的条件下，二甲基二烯丙基氯化铵和烯丙基磺酸钠进行溶液聚合反应，反应4-8h后加入阻聚剂及酸度调节剂，得到所述两性絮凝剂；
所述酸度调节剂为硝酸、甲基丙烯酸和对甲苯磺酸中至少一种；
所述二甲基二烯丙基氯化铵和烯丙基磺酸钠在反应体系中的总质量百分浓度为50-60%；所述烯丙基磺酸钠与二甲基二烯丙基氯化铵的质量比为6-8:100；
所述链转移剂为甲酸钠或次磷酸钠；所述链转移剂的用量为反应体系总质量的0.1%-0.3%；
所述酸度调节剂的用量为反应体系总质量的2-5%。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：所述引发剂为过硫酸钾；所述引发剂的用量为反应体系总质量的0.4-0.6%。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：所述链转移剂的用量为反应体系总质量的0.2%；
所述引发剂的用量为反应体系总质量的0.5%。
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：所述阻聚剂为对苯二酚；所述阻聚剂的用量为反应体系总质量的0.1%-0.2%。
5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于：所述阻聚剂的用量为反应体系总质量的0.15%。
6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：所述酸度调节剂的用量为反应体系总质量的3%。
7.根据权利要求1-6任一所述的方法，其特征在于：所述溶液聚合反应步骤中，温度为50-60℃。
8.根据权利要求7所述的方法，其特征在于：所述溶液聚合反应步骤中，温度为55℃。
9.权利要求1-8中任一所述方法制备得到的两性絮凝剂。
10.根据权利要求9所述的两性絮凝剂，其特征在于：所述两性絮凝剂的涂4粘度小于100s。
11.权利要求9或10所述两性絮凝剂在污水絮凝中的应用。
12.根据权利要求11所述的应用，其特征在于：所述污水为海上油田聚合物驱采出污水。
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