CN109912411A

CN109912411A - 十八醇甲基丙酸酯及其制备方法、水溶性增稠剂及其制备方法

Info

Publication number: CN109912411A
Application number: CN201910045215.8A
Authority: CN
Inventors: 王国瑞; 曹金园; 王安; 张银燕
Original assignee: Karamay Zhengcheng Co Ltd
Current assignee: Karamay Zhengcheng Co Ltd
Priority date: 2019-01-17
Filing date: 2019-01-17
Publication date: 2019-06-21

Abstract

本发明涉及增稠剂技术领域，是一种十八醇甲基丙酸酯及其制备方法、水溶性增稠剂及其制备方法，该水溶性增稠剂的原料包括丙烯酰胺、2‑丙烯酰胺基‑2‑甲基丙磺酸、十八醇甲基丙酸酯、十六烷基三甲基氯化铵、亚硫酸氢钠、过硫酸铵、乙二胺四乙酸二钠、尿素、碳酸钠和去离子水。本发明制备十八醇甲基丙酸酯和水溶性增稠剂的方法简单易实施，水溶性增稠剂使用方便，可用于石油开采并能提高采收率，其在具有亲水性能的同时，还具有疏水功能，并且，本发明的水溶性增稠剂溶于水后具备很好的粘弹性，将水溶性增稠剂与目前使用的常规聚合物增稠剂在油田污水、矿化度15万mg/L水中应用后比较，发现本发明的水溶性增稠剂能更好的增加液体的粘度。

Description

十八醇甲基丙酸酯及其制备方法、水溶性增稠剂及其制备方法

技术领域

本发明涉及增稠剂技术领域，是一种十八醇甲基丙酸酯及其制备方法、水溶性增稠剂及其制备方法。

背景技术

目前油田开发、提高采收率的过程中使用的聚合物增稠剂，适应性差，不能满足油田开发、提高采收率的目的，特别是满足不了油田污水、矿化度15万mg/L水的应用要求。

发明内容

本发明提供了一种十八醇甲基丙酸酯及其制备方法、水溶性增稠剂及其制备方法，克服了上述现有技术之不足，其能有效解决目前油田开发、提高采收率的过程中使用的聚合物增稠剂，适应性差，不能满足油田开发、提高采收率的目的，特别是满足不了油田污水、矿化度15万mg/L水的应用要求的问题。

本发明的技术方案之一是通过以下措施来实现的：一种十八醇甲基丙酸酯，其按下述方法得到：第一步，先按照摩尔比1：1的比例准备十八醇和甲基丙烯酸，然后向反应容器内加入准备好的十八醇，并将十八醇加热到45℃至55℃，然后在搅拌下继续向该反应容器内加入准备好的甲基丙烯酸并搅拌均匀；第二步，接着继续向该反应容器内加入十八醇和甲基丙烯酸质量总量1.1%的硫酸溶液，缓慢升温到85℃至95℃，反应4小时至6小时；第三步，接着继续向该反应容器内加入十八醇和甲基丙烯酸质量总量1%的壬基酚聚氧乙烯醚，反应40分钟至70分钟；第四步，第三步反应完成后，将该反应容器内的物料降温到50℃以下，得到十八醇甲基丙酸酯。

本发明的技术方案之二是通过以下措施来实现的：一种十八醇甲基丙酸酯的制备方法，其按下述步骤进行：第一步，先按照摩尔比1：1的比例准备十八醇和甲基丙烯酸，然后向反应容器内加入准备好的十八醇，并将十八醇加热到45℃至55℃，然后在搅拌下继续向该反应容器内加入准备好的甲基丙烯酸并搅拌均匀；第二步，接着继续向该反应容器内加入十八醇和甲基丙烯酸质量总量1.1%的硫酸溶液，缓慢升温到85℃至95℃，反应4小时至6小时；第三步，接着继续向该反应容器内加入十八醇和甲基丙烯酸质量总量1%的壬基酚聚氧乙烯醚，反应40分钟至70分钟；第四步，第三步反应完成后，将该反应容器内的物料降温到50℃以下，得到十八醇甲基丙酸酯。

本发明的技术方案之三是通过以下措施来实现的：一种采用技术方案之一所述的十八醇甲基丙酸酯制备的水溶性增稠剂，其原料按重量百分比包括:3%至20%的丙烯酰胺、2%至20%的2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸、3%至15%的十八醇甲基丙酸酯、1%至10%的十六烷基三甲基氯化铵、0.01%至0.2%的亚硫酸氢钠、0.02%至0.4%的过硫酸铵、0%至0.002%的乙二胺四乙酸二钠、0%至6%的尿素、3%至10%的碳酸钠和余量的去离子水。

下面是对上述发明技术方案之三的进一步优化或/和改进：

上述水溶性增稠剂按下述方法得到：第一步，先向反应器中加入去离子水，然后向该反应器中加入丙烯酰胺、2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸、十八醇甲基丙酸酯和十六烷基三甲基氯化铵，在搅拌下将丙烯酰胺、2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸、十八醇甲基丙酸酯和十六烷基三甲基氯化铵溶解均匀于去离子水中后，再向该反应器中加入乙二胺四乙酸二钠和尿素并搅拌溶解均匀，最后向该反应器中加入碳酸钠，在搅拌下溶解均匀；第二步，先向该反应器中通入氮气，控制温度10℃以下，除氧25分钟，加入亚硫酸氢钠和过硫酸铵，反应50分钟至70分钟后，然后采用阶梯升温反应的方法，将该反应器中的物料反应20小时至26小时，阶梯升温反应的终温为90摄氏度，阶梯升温反应完成后，得到胶状聚合物产物；第三步，将胶状聚合物产物依次进行造粒、干燥和粉碎，得到水溶性增稠剂。

上述阶梯升温反应的具体方法为：第一步，将反应器中的物料升温到30℃至35℃，反应时间为14小时至17小时；第二步，将反应器中的物料升温到48℃至53℃，反应时间为4小时至6小时；第三步，将反应器中的物料升温到90℃，反应时间为2小时至3小时。

本发明的技术方案之四是通过以下措施来实现的：一种采用根据技术方案之一所述的十八醇甲基丙酸酯制备的水溶性增稠剂的方法，其按下述步骤进行：第一步，准备原料，原料按重量百分比包括:3%至20%的丙烯酰胺、2%至20%的2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸、3%至15%的十八醇甲基丙酸酯、1%至10%的十六烷基三甲基氯化铵、0.01%至0.2%的亚硫酸氢钠、0.02%至0.4%的过硫酸铵、0%至0.002%的乙二胺四乙酸二钠、0%至6%的尿素、3%至10%的碳酸钠和余量的去离子水；第二步，先向反应器中加入去离子水，然后向该反应器中加入丙烯酰胺、2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸、十八醇甲基丙酸酯和十六烷基三甲基氯化铵，在搅拌下将丙烯酰胺、2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸、十八醇甲基丙酸酯和十六烷基三甲基氯化铵溶解均匀于去离子水中后，再向该反应器中加入乙二胺四乙酸二钠和尿素并搅拌溶解均匀，最后向该反应器中加入碳酸钠，在搅拌下溶解均匀；第三步，先向该反应器中通入氮气，控制温度10℃以下，除氧25分钟，加入亚硫酸氢钠和过硫酸铵，反应50分钟至70分钟后，然后采用阶梯升温反应的方法，将该反应器中的物料反应20小时至26小时，阶梯升温反应的终温为90摄氏度，阶梯升温反应完成后，得到胶状聚合物产物；第四步，将胶状聚合物产物依次进行造粒、干燥和粉碎，得到水溶性增稠剂。

下面是对上述发明技术方案之四的进一步优化或/和改进：

本发明制备十八醇甲基丙酸酯的方法简单，易实施，并且制备水溶性增稠剂的方法也简单易实施，得到的水溶性增稠剂使用方便，可用于石油开采并能提高采收率，其在具有亲水性能的同时，还具有疏水功能，并且，本发明的水溶性增稠剂溶于水后具备很好的粘弹性，将本发明的水溶性增稠剂与目前使用的常规聚合物增稠剂在油田污水、矿化度15万mg/L水中应用后比较，发现本发明的水溶性增稠剂能更好的增加液体的粘度。

具体实施方式

本发明不受下述实施例的限制，可根据本发明的技术方案与实际情况来确定具体的实施方式。本发明中所提到各种化学试剂和化学用品如无特殊说明，均为现技术中公知公用的化学试剂和化学用品；本发明中的百分数如没有特殊说明，均为质量百分数；本发明中的水如没有特殊说明，为自来水或纯净水；本发明中的溶液若没有特殊说明，均为溶剂为水的水溶液，例如，盐酸溶液即为盐酸水溶液，若浓度没有特别指明，均为化学纯；本发明中的常温一般指15℃到25℃的温度，一般定义为25℃。

下面结合实施例对本发明作进一步描述：

实施例1，该十八醇甲基丙酸酯按下述制备方法得到：第一步，先按照摩尔比1：1的比例准备十八醇和甲基丙烯酸，然后向反应容器内加入准备好的十八醇，并将十八醇加热到45℃至55℃，然后在搅拌下继续向该反应容器内加入准备好的甲基丙烯酸并搅拌均匀；第二步，接着继续向该反应容器内加入十八醇和甲基丙烯酸质量总量1.1%的硫酸溶液，缓慢升温到85℃至95℃，反应4小时至6小时；第三步，接着继续向该反应容器内加入十八醇和甲基丙烯酸质量总量1%的壬基酚聚氧乙烯醚，反应40分钟至70分钟；第四步，第三步反应完成后，将该反应容器内的物料降温到50℃以下，得到十八醇甲基丙酸酯。

实施例2，该十八醇甲基丙酸酯按下述制备方法得到：第一步，先按照摩尔比1：1的比例准备十八醇和甲基丙烯酸，然后向反应容器内加入准备好的十八醇，并将十八醇加热到45℃或55℃，然后在搅拌下继续向该反应容器内加入准备好的甲基丙烯酸并搅拌均匀；第二步，接着继续向该反应容器内加入十八醇和甲基丙烯酸质量总量1.1%的硫酸溶液，缓慢升温到85℃或95℃，反应4小时或6小时；第三步，接着继续向该反应容器内加入十八醇和甲基丙烯酸质量总量1%的壬基酚聚氧乙烯醚，反应40分钟或70分钟；第四步，第三步反应完成后，将该反应容器内的物料降温到50℃以下，得到十八醇甲基丙酸酯。

实施例3，该采用实施例1或实施例2所述的十八醇甲基丙酸酯制备的水溶性增稠剂，其原料按重量百分比包括:3%至20%的丙烯酰胺、2%至20%的2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸、3%至15%的十八醇甲基丙酸酯、1%至10%的十六烷基三甲基氯化铵、0.01%至0.2%的亚硫酸氢钠、0.02%至0.4%的过硫酸铵、0%至0.002%的乙二胺四乙酸二钠、0%至6%的尿素、3%至10%的碳酸钠和余量的去离子水。

实施例4，该采用实施例1或实施例2所述的十八醇甲基丙酸酯制备的水溶性增稠剂，其原料按重量百分比包括:3%或20%的丙烯酰胺、2%或20%的2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸、3%或15%的十八醇甲基丙酸酯、1%或10%的十六烷基三甲基氯化铵、0.01%或0.2%的亚硫酸氢钠、0.02%或0.4%的过硫酸铵、0%或0.002%的乙二胺四乙酸二钠、0%或6%的尿素、3%或10%的碳酸钠和余量的去离子水。

实施例5，作为实施例3和实施例4的优化，该水溶性增稠剂按下述制备方法得到：第一步，先向反应器中加入去离子水，然后向该反应器中加入丙烯酰胺、2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸、十八醇甲基丙酸酯和十六烷基三甲基氯化铵，在搅拌下将丙烯酰胺、2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸、十八醇甲基丙酸酯和十六烷基三甲基氯化铵溶解均匀于去离子水中后，再向该反应器中加入乙二胺四乙酸二钠和尿素并搅拌溶解均匀，最后向该反应器中加入碳酸钠，在搅拌下溶解均匀；第二步，先向该反应器中通入氮气，控制温度10℃以下，除氧25分钟，加入亚硫酸氢钠和过硫酸铵，反应50分钟至70分钟后，然后采用阶梯升温反应的方法，将该反应器中的物料反应20小时至26小时，阶梯升温反应的终温为90摄氏度，阶梯升温反应完成后，得到胶状聚合物产物；第三步，将胶状聚合物产物依次进行造粒、干燥和粉碎，得到水溶性增稠剂。

实施例6，作为实施例3和实施例4的优化，该水溶性增稠剂按下述制备方法得到：第一步，先向反应器中加入去离子水，然后向该反应器中加入丙烯酰胺、2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸、十八醇甲基丙酸酯和十六烷基三甲基氯化铵，在搅拌下将丙烯酰胺、2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸、十八醇甲基丙酸酯和十六烷基三甲基氯化铵溶解均匀于去离子水中后，再向该反应器中加入乙二胺四乙酸二钠和尿素并搅拌溶解均匀，最后向该反应器中加入碳酸钠，在搅拌下溶解均匀；第二步，先向该反应器中通入氮气，控制温度10℃以下，除氧25分钟，加入亚硫酸氢钠和过硫酸铵，反应50分钟或70分钟后，然后采用阶梯升温反应的方法，将该反应器中的物料反应20小时或26小时，阶梯升温反应的终温为90摄氏度，阶梯升温反应完成后，得到胶状聚合物产物；第三步，将胶状聚合物产物依次进行造粒、干燥和粉碎，得到水溶性增稠剂。

实施例7，作为实施例5和实施例6的优化，阶梯升温反应的具体方法为：第一步，将反应器中的物料升温到30℃至35℃，反应时间为14小时至17小时；第二步，将反应器中的物料升温到48℃至53℃，反应时间为4小时至6小时；第三步，将反应器中的物料升温到90℃，反应时间为2小时至3小时。

本发明中，丙烯酰胺和2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸作为亲水性反应单体，十八醇甲基丙酸酯为反应单体，十六烷基三甲基氯化铵作为阳离子表面活性剂，亚硫酸氢钠、过硫酸铵、乙二胺四乙酸二钠和尿素作为复合引发剂，碳酸钠具有调节pH的作用，本发明制备十八醇甲基丙酸酯的方法简单，易实施，并且制备水溶性增稠剂的方法也简单易实施，得到的水溶性增稠剂使用方便，可用于石油开采并能提高采收率，其在具有亲水性能的同时，还具有疏水功能，并且，本发明的水溶性增稠剂溶于水后具备很好的粘弹性，将本发明的水溶性增稠剂与目前使用的常规聚合物增稠剂进行使用效果的比较，在油田污水、矿化度15万mg/L水中应用，在温度为20℃至180℃条件下用量为0.2%至0.6%，分别使用后再用中国石油天然气股份有限公司企业标准-Q/SY XJ0437-2012检测的结果为：本发明水溶性增稠剂的粘度为100mPa.s至300mPa.s，常规聚合物增稠剂的粘度仅为8mPa.s至50mPa.s。

以上技术特征构成了本发明的实施例，其具有较强的适应性和实施效果，可根据实际需要增减非必要的技术特征，来满足不同情况的需求。

Claims

1.一种十八醇甲基丙酸酯，其特征在于按下述方法得到：第一步，先按照摩尔比1：1的比例准备十八醇和甲基丙烯酸，然后向反应容器内加入准备好的十八醇，并将十八醇加热到45℃至55℃，然后在搅拌下继续向该反应容器内加入准备好的甲基丙烯酸并搅拌均匀；第二步，接着继续向该反应容器内加入十八醇和甲基丙烯酸质量总量1.1%的硫酸溶液，缓慢升温到85℃至95℃，反应4小时至6小时；第三步，接着继续向该反应容器内加入十八醇和甲基丙烯酸质量总量1%的壬基酚聚氧乙烯醚，反应40分钟至70分钟；第四步，第三步反应完成后，将该反应容器内的物料降温到50℃以下，得到十八醇甲基丙酸酯。

2.一种十八醇甲基丙酸酯的制备方法，其特征在于按下述步骤进行：第一步，先按照摩尔比1：1的比例准备十八醇和甲基丙烯酸，然后向反应容器内加入准备好的十八醇，并将十八醇加热到45℃至55℃，然后在搅拌下继续向该反应容器内加入准备好的甲基丙烯酸并搅拌均匀；第二步，接着继续向该反应容器内加入十八醇和甲基丙烯酸质量总量1.1%的硫酸溶液，缓慢升温到85℃至95℃，反应4小时至6小时；第三步，接着继续向该反应容器内加入十八醇和甲基丙烯酸质量总量1%的壬基酚聚氧乙烯醚，反应40分钟至70分钟；第四步，第三步反应完成后，将该反应容器内的物料降温到50℃以下，得到十八醇甲基丙酸酯。

3.一种采用根据权利要求1所述的十八醇甲基丙酸酯制备的水溶性增稠剂，其特征在于原料按重量百分比包括:3%至20%的丙烯酰胺、2%至20%的2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸、3%至15%的十八醇甲基丙酸酯、1%至10%的十六烷基三甲基氯化铵、0.01%至0.2%的亚硫酸氢钠、0.02%至0.4%的过硫酸铵、0%至0.002%的乙二胺四乙酸二钠、0%至6%的尿素、3%至10%的碳酸钠和余量的去离子水。

4.根据权利要求3所述的水溶性增稠剂，其特征在于按下述方法得到：第一步，先向反应器中加入去离子水，然后向该反应器中加入丙烯酰胺、2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸、十八醇甲基丙酸酯和十六烷基三甲基氯化铵，在搅拌下将丙烯酰胺、2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸、十八醇甲基丙酸酯和十六烷基三甲基氯化铵溶解均匀于去离子水中后，再向该反应器中加入乙二胺四乙酸二钠和尿素并搅拌溶解均匀，最后向该反应器中加入碳酸钠，在搅拌下溶解均匀；第二步，先向该反应器中通入氮气，控制温度10℃以下，除氧25分钟，加入亚硫酸氢钠和过硫酸铵，反应50分钟至70分钟后，然后采用阶梯升温反应的方法，将该反应器中的物料反应20小时至26小时，阶梯升温反应的终温为90摄氏度，阶梯升温反应完成后，得到胶状聚合物产物；第三步，将胶状聚合物产物依次进行造粒、干燥和粉碎，得到水溶性增稠剂。

5.根据权利要求4所述的水溶性增稠剂，其特征在于阶梯升温反应的具体方法为：第一步，将反应器中的物料升温到30℃至35℃，反应时间为14小时至17小时；第二步，将反应器中的物料升温到48℃至53℃，反应时间为4小时至6小时；第三步，将反应器中的物料升温到90℃，反应时间为2小时至3小时。

6.一种采用根据权利要求1所述的十八醇甲基丙酸酯制备的水溶性增稠剂的方法，其特征在于按下述步骤进行：第一步，准备原料，原料按重量百分比包括:3%至20%的丙烯酰胺、2%至20%的2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸、3%至15%的十八醇甲基丙酸酯、1%至10%的十六烷基三甲基氯化铵、0.01%至0.2%的亚硫酸氢钠、0.02%至0.4%的过硫酸铵、0%至0.002%的乙二胺四乙酸二钠、0%至6%的尿素、3%至10%的碳酸钠和余量的去离子水；第二步，先向反应器中加入去离子水，然后向该反应器中加入丙烯酰胺、2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸、十八醇甲基丙酸酯和十六烷基三甲基氯化铵，在搅拌下将丙烯酰胺、2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸、十八醇甲基丙酸酯和十六烷基三甲基氯化铵溶解均匀于去离子水中后，再向该反应器中加入乙二胺四乙酸二钠和尿素并搅拌溶解均匀，最后向该反应器中加入碳酸钠，在搅拌下溶解均匀；第三步，先向该反应器中通入氮气，控制温度10℃以下，除氧25分钟，加入亚硫酸氢钠和过硫酸铵，反应50分钟至70分钟后，然后采用阶梯升温反应的方法，将该反应器中的物料反应20小时至26小时，阶梯升温反应的终温为90摄氏度，阶梯升温反应完成后，得到胶状聚合物产物；第四步，将胶状聚合物产物依次进行造粒、干燥和粉碎，得到水溶性增稠剂。

7.根据权利要求6所述的制备水溶性增稠剂的方法，其特征在于阶梯升温反应的具体方法为：第一步，将反应器中的物料升温到30℃至35℃，反应时间为14小时至17小时；第二步，将反应器中的物料升温到48℃至53℃，反应时间为4小时至6小时；第三步，将反应器中的物料升温到90℃，反应时间为2小时至3小时。