CN100402563C

CN100402563C - 耐温抗盐型聚丙烯酰胺的制备方法

Info

Publication number: CN100402563C
Application number: CNB2005100458330A
Authority: CN
Inventors: 程芹; 孙艳霞; 车吉泰; 尹海滨; 崔祜徽; 张蕾
Original assignee: GUANGHUI CHEMISTRY CO Ltd DALIAN
Current assignee: GUANGHUI CHEMISTRY CO Ltd DALIAN
Priority date: 2005-01-31
Filing date: 2005-01-31
Publication date: 2008-07-16
Anticipated expiration: 2025-01-31
Also published as: CN1814637A

Abstract

耐温抗盐型聚丙烯酰胺的制备方法，在聚合釜中加入重量浓度为18～30%丙烯酰胺单体水溶液、水解剂、复合引发剂、助剂，通入氮气驱氧进行绝热聚合，然后进行水解、造粒、烘干、粉碎得到最终产物，其特征在于：在聚合过程中加入耐盐单体，疏水单体，阴离子单体，无机化合物，微交联剂等在复合引发体系中进行水溶液绝热共聚合。该共聚物分子量＞2000万，并具有高粘度，耐高温、抗盐性能。

Description

耐温抗盐型聚丙烯酰胺的制备方法

技术领域：

本发明涉及一种耐温抗盐型聚丙烯酰胺，系属于多元共聚物型耐温抗盐聚丙烯酰胺的制备方法。

背景技术：

目前，鉴于三次采油中的油藏温度及矿化度高的特点，要使驱油剂达到理想的效果，聚合物必须具有很好的增粘能力和很强的耐温、抗盐及抗剪切能力。为此，众多学者作了大量的研究工作，如在PAM大分子链上引入大侧基或刚性侧基(如苯乙烯磺酸、丙烯酰胺基长链烷基磺酸等)使聚合物具有较高的热稳定性，采用耐水解的单体(如N-烷基丙烯酰胺)与丙烯酰胺共聚得到耐温抗盐性能优良的聚合物；引入可抑制酰胺基水解的单体(如N-乙烯-2-吡咯烷酮)使聚合物的耐温抗盐性能提高；在分子链中引入对盐不敏感的磺酸基团(如2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸等)使PAM的耐温抗盐性能明显提高；在分子中引入疏水基团(如2-甲基丙烯酰氧乙基-二甲基十二烷基溴化铵等)，通过疏水基团的疏水缔合作用改善PAM的耐温抗盐性能，但仍不能满足油藏温度＞60℃，矿化度5000mg/l的三次采油要求。

发明内容：

为了弥补现有技术不能满足油藏温度＞60℃的不足，本发明提供了一种多元共聚物型耐温抗盐聚丙烯酰胺的制备方法，引入对盐不敏感的磺酸基团、超细无机物以及微交联剂，它能提高PAM的耐温抗盐性能。

本发明耐温抗盐聚丙烯酰胺的制备方法，为非离子单体、水解剂、耐盐单体、阴离子单体、疏水性单体、无机物、微交联剂、助剂在复合引发体系中进行水溶液绝热共聚合，再经过水解、造粒、烘干、粉碎得到耐温抗盐型聚丙烯酰胺。所述的非离子单体最好为丙烯酰胺，加入量为单体重量的70～90％；所述的耐盐单体为2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸、2-丙烯酰胺基-2-十二烷基乙磺酸中的一种，加入量为单体重量的5～20％；所述的阴离子单体为丙烯酸、甲基丙烯酸、丁烯二酸、衣康酸、丁烯酸中的一种，加入量为单体重量的0.1～10％；所述的疏水性单体为甲基丙烯酰氧乙基三甲基氯化铵、丙烯酰氧乙基三甲基氯化铵、N，N-二甲基丙烯酰胺、二甲基二烯丙基氯化铵中的一种，加入量为单体重量的0.01～1％；所述的无机化合物为高岭土、膨润土、活性白土、滑石粉、氧化镁、胶体二氧化硅、分子筛、胶体氢氧化铝中的一种(1000～3000目)，加入量为单体重量的0.01～1％；所述的微交联剂为乙二醛、醋酸乙烯酯、乌洛托品中的一种，加入量为单体重量的0.001～0.1％。复合引发剂是由有机胺类还原剂与过硫酸盐氧化剂组成的氧化-还原引发体系与氨水、水溶型偶氮类组成的多元体系，其中所述的氧化剂，为过硫酸钾、过硫酸铵、过硫酸钠中的一种，加入量为单体重量的0.005～0.05％；有机胺类还原剂，为乙醇胺、二乙胺、乙二胺、吡啶、4-氰基吡啶中的一种，加入量为单体重量的0.01～1％；偶氮类引发剂，为2，2′-偶氮双(2-脒基丙烷)二盐酸盐、4，4’-偶氮双(4-氰基戊酸)中的一种，加入量为单体重量的0.001～0.5％；水解剂为Na₂CO₃，加入量为单体重量的18～30％；氨水的加入量为单体重量的0.005～0.2％。助剂为链增长剂β-二甲氨基丁腈，加入量为单体重量的0.006～0.2％；表面活性剂，十二烷基硫酸钠、十二烷基苯磺酸钠、OP类、平平加类、吐温类、司盘类中的一种，以防止聚合物交联，加入量为单体重量的0.08～1％。还有外加有尿素，使聚合物速溶，加入量为单体重量的1～10％。

本发明中水溶液绝热共聚合混合单体浓度为10～30％，引发温度为10～25℃，绝热聚合时间为5～10h。绝热聚合完成后加热升温至95～120℃，水解5～9h，经过造粒、烘干、粉碎得到耐温抗盐型聚丙烯酰胺。

本发明的特点是加入对高温高盐不敏感的耐盐单体、超细无机物和微交联剂，可获得理想粘度的耐温抗盐性聚丙烯酰胺。

下面通过实施例进一步说明本发明。

具体实施例：

实施例1，将111.41kg去离子水放入釜内，在搅拌下依次加入4.4kg碳酸钠、23.2kg丙烯酰胺、2.5kg尿素、4.9kg2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸、1.02kg甲基丙烯酸、0.02kg二甲基二烯丙基氯化铵、0.05kg氧化镁、1％乙二醛0.5kg、2％十二烷基硫酸钠8.0kg、1％氨水5.0kg、1％4，4-偶氮双(4-氰基戊酸)12.0kg、2％β-二甲氨基丁腈2.5kg、2％4-氰基吡啶12.0kg，调整引发温度22℃，通入氮气以去除反应体系中的溶解氧，通30min后加入0.1％过硫酸铵12.5kg，约过20min釜内物料开始发粘，并开始升温，5h后釜内温度达到78℃，加温至115℃，水解6h，然后造粒、烘干、粉碎得到分子量为1900万，在矿化度为9763.94mg/l、温度为65℃的盐水中粘度为53mpa·s的耐温抗盐性聚丙烯酰胺。

实施例2，将78.55kg去离子水放入釜内，在搅拌下依次加入8.5kg碳酸钠、39.1kg丙烯酰胺、3.0kg尿素、7.5kg2-丙烯酰胺基-2-十二烷基乙磺酸、4.31kg衣康酸、0.24kg丙烯酰氧乙基三甲基氯化铵、0.3kg滑石粉、1％醋酸乙烯酯2.0kg、2％OP₁₀25.0kg、1％氨水6.0kg、1％2，2′-偶氮双(2-脒基丙烷)二盐酸盐8.0kg、2％β-二甲氨基丁腈2.5kg、2％吡啶5.0kg，调整引发温度15℃，通入氮气以去除反应体系中的溶解氧，通30min后加入0.1％过硫酸钾10.0kg，约过20min釜内物料开始发粘，并开始升温，8h后釜内温度达到72℃，加温至100℃，水解5h，然后造粒、烘干、粉碎得到分子量为2100万，在矿化度为9763.94mg/l、温度为65℃的盐水中粘度为58mpa·s的耐温抗盐性聚丙烯酰胺。

实施例3，将114.02kg去离子水放入釜内，在搅拌下依次加入7.1kg碳酸钠、48.5kg丙烯酰胺、1.0kg尿素、4.5kg2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸、0.15kg丁烯二酸、0.54kg N，N-二甲基丙烯酰胺、0.55kg高岭土、1％醋酸乙烯酯5.3kg、1％平平加15.0kg、1％氨水0.5kg、1％4，4-偶氮双(4-氰基戊酸)0.24kg、2％β-二甲氨基丁腈0.2kg、2％乙醇胺0.4kg，调整引发温度18℃，通入氮气以去除反应体系中的溶解氧，通30min后加入0.1％过硫酸钠2.0kg，约过20min釜内物料开始发粘，并开始升温，10h后釜内温度达到68℃，加温至95℃，水解8h，然后造粒、烘干、粉碎得到分子量为2012万，在矿化度为9763.94mg/l、温度为65℃的盐水中粘度为60mpa·s的耐温抗盐性聚丙烯酰胺。

实施例4，将106.55kg去离子水放入釜内，在搅拌下依次加入6.0kg碳酸钠、34.5kg丙烯酰胺、6.0kg尿素、5.7kg2-丙烯酰胺基-2-十二烷基乙磺酸、1.02kg丁烯酸、0.03kg甲基丙烯酰氧乙基三甲基氯化铵、0.2kg胶体二氧化硅、1％乌洛托品2.0kg、2％吐温10.0kg、1％氨水6.0kg、1％2，2′-偶氮双(2-脒基丙烷)二盐酸盐5.0kg、2％β-二甲氨基丁腈2.0kg、2％乙二胺5.0kg，调整引发温度12℃，通入氮气以去除反应体系中的溶解氧，通30min后加入0.1％过硫酸钾10.0kg，约过20min釜内物料开始发粘，并开始升温，6h后釜内温度达到75℃，加温至110℃，水解8h，然后造粒、烘干、粉碎得到分子量为2300万，在矿化度为9763.94mg/l、温度为65℃的盐水中粘度为65mpa·s的耐温抗盐性聚丙烯酰胺。

实施例5，将123.66kg去离子水放入釜内，在搅拌下依次加入7.1kg碳酸钠、39.5kg丙烯酰胺、3.0kg尿素、4.7kg2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸、0.98kg丁烯二酸、0.05kgN，N-二甲基丙烯酰胺、0.01kg胶体氢氧化铝、1％醋酸乙烯酯0.001kg、1％司盘5.0kg、1％氨水5.0kg、1％4，4’-偶氮双(4-氰基戊酸)2.5kg、2％β-二甲氨基丁腈1.5kg、2％二乙胺4.0kg，调整引发温度18℃，通入氮气以去除反应体系中的溶解氧，通30min后加入0.1％过硫酸钠3.0kg，约过20min釜内物料开始发粘，并开始升温，9h后釜内温度达到70℃，加温至100℃，水解7h，然后造粒、烘干、粉碎得到分子量为2312万，在矿化度为9763.94mg/l、温度为65℃的盐水中粘度为61mpa·s的耐温抗盐性聚丙烯酰胺。

Claims

1.一种耐温抗盐型聚丙烯酰胺的制备方法，为非离子单体、水解剂、耐盐单体、阴离子单体、疏水性单体、无机物、微交联剂、助剂在复合引发体系中进行水溶液绝热共聚合，再经过水解、造粒、烘干、粉碎得到耐温抗盐型聚丙烯酰胺；所述的非离子单体为丙烯酰胺，加入量为单体重量的70～90％；所述的耐盐单体为2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸、2-丙烯酰胺基-2-十二烷基乙磺酸中的一种，加入量为单体重量的5～20％；所述的阴离子单体为丙烯酸、甲基丙烯酸、丁烯二酸、衣康酸、丁烯酸中的一种，加入量为单体重量的0.1～10％；所述的疏水性单体为甲基丙烯酰氧乙基三甲基氯化铵、丙烯酰氧乙基三甲基氯化铵、N，N-二甲基丙烯酰胺、二甲基二烯丙基氯化铵中的一种，加入量为单体重量的0.01～1％；所述的无机化合物为高岭土、膨润土、活性白土、滑石粉、氧化镁、胶体二氧化硅、分子筛、胶体氢氧化铝中的一种，加入量为单体重量的0.01～1％；所述的微交联剂为乙二醛、醋酸乙烯酯、乌洛托品中的一种，加入量为单体重量的0.001～0.1％；复合引发剂是由有机胺类还原剂与过硫酸盐氧化剂组成的氧化-还原引发体系与氨水、水溶型偶氮类组成的多元体系，其中所述的氧化剂，为过硫酸钾、过硫酸铵、过硫酸钠中的一种，加入量为单体重量的0.005～0.05％；有机胺类还原剂，为乙醇胺、二乙胺、乙二胺、吡啶、4-氰基吡啶中的一种，加入量为单体重量的0.01～1％；偶氮类引发剂，为2，2′-偶氮双(2-脒基丙烷)二盐酸盐、4，4’-偶氮双(4-氰基戊酸)中的一种，加入量为单体重量的0.001～0.5％；水解剂为Na₂CO₃，加入量为单体重量的18～30％；氨水的加入量为单体重量的0.005～0.2％；助剂为链增长剂β-二甲氨基丁腈和表面活性剂，链增长剂β-二甲氨基丁腈加入量为单体重量的0.006～0.2％，表面活性剂为十二烷基硫酸钠、十二烷基苯磺酸钠、OP类、平平加类、吐温类、司盘类中的一种，加入量为单体重量的0.08～1％；水溶液聚合的引发温度为10～25℃，聚合时间为5～10h，绝热聚合完成后加热升温至95～120℃，水解5～9h。

2.如权利要求1所述的制备方法，其特征在于：水解剂之后外加有尿素，加入量为单体重量的1～10％。