CN111040068B - 一种水处理剂丙烯酸-2-甲基-2-丙烯酰胺基丙磺酸类共聚物的合成工艺 - Google Patents

一种水处理剂丙烯酸-2-甲基-2-丙烯酰胺基丙磺酸类共聚物的合成工艺 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种处理剂丙烯酸‑2‑甲基‑2‑丙烯酰胺基丙磺酸类共聚物的合成工艺，将丙烯酸、丙烯酸羟丙酯、AMPS以水为溶剂，以过硫酸钠和双氧水为引发剂，以焦亚硫酸钠，乙二醇为分子量调节剂，经反应制备成丙烯酸‑2‑甲基‑2‑丙烯酰胺基丙磺酸类共聚物；其中，各组分的重量分量为：丙烯酸10‑30份，丙烯酸羟丙酯10‑20份，AMPS 10‑20份，过硫酸钠1‑5份，双氧水1‑5份，焦亚硫酸钠1‑10份，乙二醇1‑5份，去离子水50‑250份。本发明的优点在于：本发明先将AMPS变成AMPS钠盐改善了AMPS共聚，使得反应条件比较温和，同时，通过控制引发剂和分子量调节剂的配比，能很好的解决低温AA‑AMPS结晶问题。

Description

一种水处理剂丙烯酸-2-甲基-2-丙烯酰胺基丙磺酸类共聚物 的合成工艺
技术领域
本发明属于有机聚合化学领域，特别涉及一种水处理剂丙烯酸-2-甲基-2-丙烯酰胺基丙磺酸类共聚物的合成工艺。
背景技术
近年来有机化合物对水体的污染日趋严重 , 水污染已经成为全球性问题，其污染水平与健康影响研究越来越受到重视。目前最艰巨的任务就是如何从水中除去那些典型的与大多数化合物亲和力不强的有机分子。针对这一问题，传统的工艺技术有过滤、沉淀、凝固、氯气消毒及活性炭等。但是，各种处理工艺对于去除废水中的顽固的有机物都不是很有效。
石油钻井过程中钻井地层日趋复杂，特殊井、超深井和复杂井数量逐年增加，对钻井液的要求更高，针对这一问题，在抗高温钻井液处理剂方面开展了一系列工作。但随着油井深度的增加，就必须增加处理剂的用量，但随着其用量的提高又增加了钻井液的黏度，特别是在钙、镁含量高的情况下，钻井液的性能控制就更加困难，因此已有的钻井液处理剂不能很好的满足钻井需求。在分子设计的基础上，依据处理剂不仅要满足抗温抗盐的要求，还要满足抗钙、镁污染能力要强，人们研发出了丙烯酸-2-甲基-2-丙烯酰胺基丙磺酸类共聚物，但是现有丙烯酸-2-甲基-2-丙烯酰胺基丙磺酸类共聚物的制备方法，存在一定的问题：生产过程中散热困难，冬季室温过低会出现结晶体。
发明内容
本发明要解决的技术问题是提供一种能够避免生产过程中散热困难，冬季室温过低有结晶体问题的水处理剂丙烯酸-2-甲基-2-丙烯酰胺基丙磺酸类共聚物的合成工艺。
为解决上述技术问题，本发明的技术方案为：一种水处理剂丙烯酸-2-甲基-2-丙烯酰胺基丙磺酸类共聚物的合成工艺，其创新点在于：将丙烯酸、丙烯酸羟丙酯、AMPS以水为溶剂，以过硫酸钠和双氧水为引发剂，以焦亚硫酸钠，乙二醇为分子量调节剂，经反应制备成丙烯酸-2-甲基-2-丙烯酰胺基丙磺酸类共聚物；其中，各组分的重量分量为：丙烯酸10-30份，丙烯酸羟丙酯10-20份，AMPS 10-20份，过硫酸钠1-5份，双氧水1-5份，焦亚硫酸钠1-10份，乙二醇1-5份，去离子水50-250份。
进一步地，所述合成工艺具体步骤如下：
步骤1：将AMPS与去离子水混合，并通过32%液碱调节pH至7.0-9.0，形成溶液Ⅰ；
步骤2：将丙烯酸与去离子水混合，配成溶液Ⅱ；
步骤3：将过硫酸钠、双氧水及去离子水混合，配成溶液Ⅲ；
步骤4：将焦亚硫酸钠、乙二醇及去离子水混合，配成溶液Ⅳ；
步骤5：将溶液Ⅳ倒入四口烧瓶中，加热至80℃，同时滴加溶液Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ控制温度80-90℃，在1.5h内全部滴加完毕，恒温2h，冷却，得丙烯酸-2-甲基-2-丙烯酰胺基丙磺酸类共聚物。
本发明的优点在于：本发明水处理剂丙烯酸-2-甲基-2-丙烯酰胺基丙磺酸类共聚物的合成工艺， 先将AMPS变成AMPS钠盐改善了AMPS共聚，使得反应条件比较温和，同时，通过控制引发剂和分子量调节剂的配比，能很好的解决低温AA-AMPS结晶问题，且通过该合成工艺制备而成的丙烯酸-2-甲基-2-丙烯酰胺基丙磺酸类共聚物，其具有较强的降滤失作用和抗温、抗盐、抗钙能力，并且还表现出了较好的综合性能。
具体实施方式
下面的实施例可以使本专业的技术人员更全面地理解本发明，但并不因此将本发明限制在所述的实施例范围之中。
实施例1
30gAMPS，水50g，用50g 32%液碱调节pH至7.0-9.0，配成Ⅰ；100g丙烯酸，50g去离水配成溶液Ⅱ；15g过硫酸钠，10g双氧水，200g去离子水配成溶液Ⅲ；焦亚硫酸钠5g，乙二醇3g， 50g去离子水配成溶液Ⅳ。将溶液Ⅳ倒入1000ML四口烧瓶中，加热至80℃，同时滴加溶液Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ控制温度80-90℃，在1.5h内全部滴加完毕，恒温2h，冷却，得丙烯酸-2-甲基-2-丙烯酰胺基丙磺酸类共聚物。
实施例2
30gAMPS，水50g，用50g 32%液碱调节pH至7.0-9.0，配成Ⅰ；100g丙烯酸，50g去离水配成溶液Ⅱ；10g过硫酸钠，15g双氧水，200g去离子水配成溶液Ⅲ；焦亚硫酸钠2g，乙二醇5g， 50g去离子水配成溶液Ⅳ。依上述实施例1的方法和步骤进行操作。
实施例3
30gAMPS，水50g，用50g 32%液碱调节pH至7.0-9.0，配成Ⅰ；100g丙烯酸，50g去离水配成溶液Ⅱ；13g过硫酸钠，12g双氧水，200g去离子水配成溶液Ⅲ；焦亚硫酸钠3g，乙二醇4g， 50g去离子水配成溶液Ⅳ。依上述实施例1的方法和步骤进行操作。
实施例4
30gAMPS，水50g，用50g 32%液碱调节pH至7.0-9.0，配成Ⅰ；100g丙烯酸，50g去离水配成溶液Ⅱ；12g过硫酸钠，14g双氧水，200g去离子水配成溶液Ⅲ；焦亚硫酸钠4g，乙二醇4g， 50g去离子水配成溶液Ⅳ。依上述实施例1的方法和步骤进行操作。
对上述实施例中的得到的丙烯酸-2-甲基-2-丙烯酰胺基丙磺酸类共聚物进行性能测试及测试结果如下 ：
(1)、性能测试：2-6℃展示柜，放置7d；
(2)、测试结果：实施例1-4均未有结晶出现，表现出良好的抗低温性。
对实施例 3 中的丙烯酸-2-甲基-2-丙烯酰胺基丙磺酸类共聚物阻垢性能测试，测试条件及测试结果 ：
1、测试条件 ：
用静态阻垢法对样品的阻垢碳酸钙性能进行测定。试验用水为配制水 ：将含一定质量浓度的药剂ρ(Ca 2+ )＝600mg/L，ρ(HCO 3 - )＝600mg/L，ρ(CO 3 2- ) ＝100mg/L( 均以 CaCO 3 计 ) 的 500mL 水样 (pH ＝ 9) 加入容量瓶中，置于 (50±1)℃的水浴中，恒温 10h 后取出冷却过滤后，测定过滤液 Ca 2+ 含量，同时做空白实验。
2、测试结果
本发明丙烯酸-2-甲基-2-丙烯酰胺基丙磺酸类共聚物的用量达到 8mg/L 时，其阻碳酸钙垢的能力达到 85.0％以上。
以上显示和描述了本发明的基本原理和主要特征以及本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。

Claims (4)

1.一种水处理剂丙烯酸-2-甲基-2-丙烯酰胺基丙磺酸类共聚物的合成工艺，其特征在于：30gAMPS，水50g，用50g 32%液碱调节pH至7.0-9.0，配成Ⅰ；100g丙烯酸，50g去离水配成溶液Ⅱ；15g过硫酸钠，10g双氧水，200g去离子水配成溶液Ⅲ；焦亚硫酸钠5g，乙二醇3g，50g去离子水配成溶液Ⅳ；将溶液Ⅳ倒入1000ML四口烧瓶中，加热至80℃，同时滴加溶液Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ控制温度80-90℃，在1.5h内全部滴加完毕，恒温2h，冷却，得丙烯酸-2-甲基-2-丙烯酰胺基丙磺酸类共聚物。
2.一种水处理剂丙烯酸-2-甲基-2-丙烯酰胺基丙磺酸类共聚物的合成工艺，其特征在于：30gAMPS，水50g，用50g 32%液碱调节pH至7.0-9.0，配成Ⅰ；100g丙烯酸，50g去离水配成溶液Ⅱ；10g过硫酸钠，15g双氧水，200g去离子水配成溶液Ⅲ；焦亚硫酸钠2g，乙二醇5g，50g去离子水配成溶液Ⅳ；将溶液Ⅳ倒入1000ML四口烧瓶中，加热至80℃，同时滴加溶液Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ控制温度80-90℃，在1.5h内全部滴加完毕，恒温2h，冷却，得丙烯酸-2-甲基-2-丙烯酰胺基丙磺酸类共聚物。
3.一种水处理剂丙烯酸-2-甲基-2-丙烯酰胺基丙磺酸类共聚物的合成工艺，其特征在于：30gAMPS，水50g，用50g 32%液碱调节pH至7.0-9.0，配成Ⅰ；100g丙烯酸，50g去离水配成溶液Ⅱ；13g过硫酸钠，12g双氧水，200g去离子水配成溶液Ⅲ；焦亚硫酸钠3g，乙二醇4g，50g去离子水配成溶液Ⅳ；将溶液Ⅳ倒入1000ML四口烧瓶中，加热至80℃，同时滴加溶液Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ控制温度80-90℃，在1.5h内全部滴加完毕，恒温2h，冷却，得丙烯酸-2-甲基-2-丙烯酰胺基丙磺酸类共聚物。
4.一种水处理剂丙烯酸-2-甲基-2-丙烯酰胺基丙磺酸类共聚物的合成工艺，其特征在于：30gAMPS，水50g，用50g 32%液碱调节pH至7.0-9.0，配成Ⅰ；100g丙烯酸，50g去离水配成溶液Ⅱ；12g过硫酸钠，14g双氧水，200g去离子水配成溶液Ⅲ；焦亚硫酸钠4g，乙二醇4g，50g去离子水配成溶液Ⅳ；将溶液Ⅳ倒入1000ML四口烧瓶中，加热至80℃，同时滴加溶液Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ控制温度80-90℃，在1.5h内全部滴加完毕，恒温2h，冷却，得丙烯酸-2-甲基-2-丙烯酰胺基丙磺酸类共聚物。
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