SU995707A3 - Способ получени водорастворимого азотсодержащего сополимера - Google Patents

Description

где R и Р одинаковы или различны и означают водород, метил или этил, 2-акриламидо-2-метилпропансульфоЯовую кислоту и ациламид указанной фор мулы используют в весовом соотношении , равном , и перед сополи меризацией кислоту нейтрализуют осно ванием. Предпочтительно 2-акриламидо-2-ме тилпропансульфоновую кислоту и ациламид используют в весовом соотношени равном 8:1-4:3. В реакционную смесь можно дополни тельно вводить акриламид в количестве до б5% от суммарного веса акриламида , 2-акриламидо-2-метилпропансул фоновой кислоты и ациламида. В качестве смешивающихс  с водой органических растворителей, в частности , примен ют .водорастворимые алканолы с числом атомов углерода от 1 до k, как метанол, этанол, пропанол, изопропанол, н-, втор- и изобутанол, предпочтительно трет-бутанол. Содержание воды в используемых в качестве растворителей низших алкано лов должно превышать 6 вес. , иначе при полимеризации может произойти комкообразование, предпочтительное содержание воды 6-3 Количество используемого раствори тел  sasviCMT, в определенной степени от рода примен емого сомономера. Как правило, на 100 г общего коли чества мономеров используют 200-1000 растворител . Используемое дл  нейтрализации 2-акриламидо-2-метилпропансульфоновой кислоты основание выбирают так, чтобы оно давало желаемый катион X Поэтому в качестве основани  используют соль щелочного металла слабой кислоты, гидроокись щелочного металла или же соединение формулы NR2, причем три остатка R одинаковы или различны и означают водород или алкил с числом атомов углерода 1-4 или оксиэтил. В качестве основани  предпочтител но примен ют натриевую или калиевую соль слабой кислоты, гидроокись натри  или кали , если продукты предназначаютс  дл  применени  в качестве вспомогательных веществ при бурении без использовани  твердых материалов Полимеризацию ведут в атмосфере, защитного газа, предпочтительно азота . Температура полимеризации колеблетел в пределах 20-120°С, предпочтительно 4о-8ос. В цел х инициировани  полимеризации можно использовать электромагнитные лучи высокой энергии или же обычные инициаторы полимеризации, гидроперекись трет -бутила , перекись метилэтилкетона , гидроперекись кумола, азотсоединени , как азо-ди-изобутиронитрил , а также неорганические перекисные соединени , как (МН.)25пОаИли , или Н202, в соответствующем случае в сочетании с восстановител ми , как натрийгидросульфит или же восстановительно-окислительные системы , которые содержат в качестве восстанавливающего компонента алифатические и ароматические сульфиновые кислоты, как бензолсульфинова  и толуолсульфинова  кислоты, или производные этих кислот, как, например, аддукты Манниха из сульфиновых кислот , альдегидов и аминосоединений. На 100 г общего веса мономеров, как правило, -использует 0,05-2 г инициатора полимеризации. В случае использовани  воды в качестве растворител  полимеризаци  проходит в услови х полимеризации в растворе с получением водного раствора сополимеризата согласно изобретению , из которого продукт выдел ют отгонкой воды или осаждением путем смешивани  раствора со смешивающимс  с V водой органическим растворителем, как метанол, этанол, ацетон или т.п. Предпочтительно полученный водный раствор подают на использование согласно назначению пр мо, в соответствующем случае, по достижении требуемой концентрации. При проведении сополимеризации в названных органических растворител х, предпочтительно трет-бутаноле, работают в услови х полимеризации осаждением . При этом полимеризат выпадает в твердом виде, так что его можно выделить путем отгонки растворител  или же отсасыванием и сушкой. Сополимеризаты согласно изобретению ценны в качестве вспомогательных веществ при промывке в процессе бурени . При этом они оказывают хорошее действие в качестве защитных коллоидов как при высоких температурах, так и при высоких концентраци х электролитов , превосход  по устойчивости к электролитам и .старению в значительной степени известные вещества. Приме pi. В колбу дл  полиме ризации емкостью 2 л, оснащенную мешалкой , обратным холодильником, капельной воронкой, впуском дл  газа и вод ной баней, обогреваемой электрически , загружают 600 мл трет-бутанола , взвешива  в нем 65 мг АМПК, с пе ремешиванием, после чего ввод т л аммиачного газа с последующим добавлением 15 г акриламида и 20 г N-виНИЛ-N-метилацетамида . При вводе азота реакционную смесь нагревают с помощью электрической вод ной бани до 50°С, добавл   затем 1,0 г азоизобутиронитрила . По истечении срока ийдукции ( ч) начинаетс  полимеризаци , температура реакции повышаетс  до 69°С, полимеризат выпадает. Затем еще подогревают 2 ч при 80°С, полу.ча  густую взвесь. Полимер выдел ют отсасыванием и сушкой в вакууме при . Растворитель, однако, можно отгон ть пр мо при пониженном давлении из реакционной смеси. Полимер получают в виде белого легкого порош ка, хорошо раствор ющегос  в воде. Значение К по Фикенчеру составл ет 170. j Согласно этому методу получают также сополимеризаты, представленные в табл. 1. В табл. 1 и 2 сокращени  означают AM - акриламид; ВМА - Н-винил-Ц-метилацетамид; АМПК - 2-акриламидо-2-метил-пропа сульфонов.а  кислота -(З), причем показатели обозначают: 1- аммониева  соль; 2- диметил-р-оксиэтиламмониева  соль; 3- калиева  соль; k - натриева  соль; ВА - винилацетамид; ВФ - винилформамид; В столбце Катализаторы прин ты следующие сокращени : А - аммонийпер оксидисульфат; В - аммонийпероксидисульфат+дибутиламмонийхлорид-1CH3--/ V- 02-йН--Ш--ЙООН ; СООН С - азойзобутиронитрил. Пример 38.в описанном в приме ре 1 устройстве к 200 мл деионизированной воды добавл ют 28 мл аммиачно го раствора (25%-ного), после чего с перемешиванием и вводом слабого по тока азота добавл ют б5 г АМПК; по образовании прозрачного раствора еще добавл ют 15 г ациламида и 20 г N-винил-М-метилацетамида , рН раствора 8,0. При путем добавлени  10 мп 0,5%-нрго водного раствора аммонийпероксидисульфата инициируют процесс полимеризации. По истечении срока индукции ( мин) полимеризаци  начинаетс  , температура повышаетс  до , реакционна  смесьстановитс  в зкой. Затем еще подогревают 2ч при . Получают прозрачный высоков зкий раствор со значением К по Фикенчеру 250, который сразу же можно использовать в качестве добавки к жидкости дл  бурени . Аналогичным образом можно получить сополимеризаты, представленные -в табл. 2 и 3- Смешанные полимеризаты, полученные предлагаемым способом, сравнивают с известными добавками в промывочном жидкости дл  бурени  при обыкновенной температуре и после старени  через 15 ч при 200°С. . . В качестве меры устойчивости буровых шламов, полученных с помощью различных добавок, служит их фильтруемость по стандарту American Petroleum Industrie Code 29-29. Качество бугг. ровых шламов и, тем самым, действие добавок и присадок оценивают-по потере воды в опыте с фильтрацией. В этом случае под потерей воды следует принимать количество воды, проход щее через указанный фильтр-пресс за-определенную единицу времени (ЗО мин) при определенном давлении (7 кг/см ). Чем меньше количество пропущенной воды , тем выше устойчивость промывочного раствора. Испытани  ведут при комнатной температуре. В ходе опытов примен ют следующие добавки/присадки: A.Смешанный полимеризат (согласно изобретению) , состо щий из 65 АМПК, 20 N-винил-N-метилацетамида , 15% акриламида; Б. Смешанный полимеризат (согласно изобретению), состо щий из 80% АМПК, 20% М-винил-Н-метилацетамида; B.Смешанный полимеризат, состо щий из натрийакрилата, акриламида (сопоставительный); Г. Смешанный полимеризат, состо щий из 5% натрийвинилсульфоната , 55 ,М-винил-М-метилацетамида;

Д. Смешанный полимеризат, состо щий из 20% натрийвинилсульфоната , 70% акриламида, 15% N-ВИнилпирролидона .

Пример 60. В пробы.бурильных промывных растворов с содержанием k% бентонита и воды, фактически не содержащей электролитов, а также бурового шлама с 25% хлористого натри  и 1% гипса добавл ют в каждом случае по 1% добавок А-Д. Промывной раствор, фактически не содержащий электролитов , показывает потери воды 2 см, а буровой шлам с 25% хлористого-натри  и 1% гипса - 63 см . Потери воды API в нормальных услови х (20°С) и по хранении в течение 15 ч при 200°С замер ютс  и регистрируютс . Результаты сведены в табл. k. Пример 61. В пробы промывного раствора дл  бурени  с содержанием М% бентонита, 10% хлористого натри  и 10% хлористого кальци  добавл ют в каждом случае по 2% добавок А-Д.

Потери воды бурового шлама без добавок составл ют 72 см. Испытани  провод т аналогично примеру 1.

Результаты сведены в табл. 5Результаты испытаний показывают превосходство соединений А и Б, полученных согласно изобретению, над известными устойчивыми к высоким температурам добавками к жидкост м дл  бурени  В, Г и Д. В табл. 1 показана примерна  равноценность в буровых промывных растворах на основе воды, фактически не содержащей электролитов . В буровых шламах из сол ных копей четко выражена более высока  эффективность продуктов Л и Б. Высокое превосходство про вл ют смешанные полимеризаты А и Б, когда промывные растворы (пример 2) содержат нар ду с хлористым натрием также и хлористый кальций. Соединени  В и Д при этом отказывают за счет их чувствительнЬсти к ионам кальци , в то вре-. м  как сополимеризат D не достигает эффективности смешанных полимеризатов А и Б.

Таблица 1

20

15

. 55

(в пересчете на общий вес мономера)

101 15 1565 65

(в пересчета на общий вес мономера)

10

9957U7

Продолжение табл. I

11

15

35202

Зб219

3719 Примечание. Катализатор .

995707 ,

12 Продолжение табл. 1

20 35

35

А С С А С С углерод; реакционна  среда -трет -бутанол. Таблица2

Примечание. Реакционна  среда - вода.

195

55ВМА:20

Мономер А:20

Мономер Д-Ы-винилПропионамид;

Мономер Б-М-винил-М-метилпропионамид; Мономер В-М-винил-М-этилацетамид; Мономер Г-М-винил Ы-метилформамид.

Продвижение таС}|. 2

Таблица 3

Трет-бутаНОЛ

15

8,5 8,3 9,0 9,2 8,9

а - промывка фактически не содержацей электролитов водой; b - промывка 25 хлористого натри  и 1 гипса.

,8

,5 100

8,5 27

Claims (3)

1. Способ получени  водорастворимого азотсодержащего сополимера радикальной сополимеризацией 2-акриламидо-2-метилпропансульфоновой кислоТы с ненасыщенным азотсодержащим соединением в растворителе, отличающ .и и с   тем. Что, с целью повышени  износостойкости сополимеров в присутствии электролитов, в качестве ненасыщенного азотсодержащего соединени  используют ациламид формулы

- R

tH2(

995707

16 Таблица k

ЮЛ 8,1

6,6 8,8 46 30 U,0 7;f

Таблица 5

5,5 5,А

100 21,6

100

где R и К одинаковы или различны и означают водород, метил или этил,

2-акриламидо-2-метилпропансульфоновую кислоту и ациламид указанной формулы используют в весовом соотношений равном ., и перед сополимеризацией кислоту нейтрализуют основанием .

2.Способ по п. 1, о т л и ч а ющ и и с   тем что 2-акриламидо-2-метилпропансульфоновую кислоту и ациламид используют в весовом соотношении , равном Srl-jiB.

3.Способ по пп. 1 или 2, о т л ичающий с   тем, что в реакционную смесь дополнительно ввод т акриламид в количестве до 6535 от суммарного веса акриламида, 2-акриламидо-2-метилпропансульфоковой кислоты и ациламида. , Способ по п. . 1, о т л и ч а ющ и и с   тем, что в качестве основани  дл  нейтрализации сульфоновой кислоты испо ьэуют соль щелочного металла слабой кислоты, гидроокись щелочного металла или основани  формулы NR|, где R одинаковы или различны и означают водород или алкил с числом атомов углерода 11- или оксиэтил .. 5. Способ по п. Т, о т л и ч а ющ и и с   Тем, что в качестве основа99 718 ни  дл  нейтрализации сульфоновой кислоты используют натриевую или калиевую соль слабой кйслотм или гидроокись натри  или кали . 6. Способ по п. 1, о т л и ч а ющ и и с   тем, что в качестве растворител  используют во у или Трет-бутачол . Источники информации, прин тые во внимание при экспертизе 1.Патент ФРГ N П 01760, кл . С 08 F 8/02, опублик. 19б9. 2.Патент США К 39297 1, кл. С 08 F 28/02, опублик. 1975 (прототип ) .