一种耐温抗盐抗氧化的聚丙烯酰胺及其制备方法技术

本发明专利技术公开了一种耐温抗盐抗氧化的聚丙烯酰胺及其制备方法，该聚丙烯酰胺含有主体结构单元和改性结构单元；所述主体结构单元包括式(1)所示的结构单元；所述改性结构单元包括式(2)所示的结构单元和式(3)所示的结构单元；且所述改性结构单元还包括式(4)所示的结构单元。该聚丙烯酰胺具有抗氧化性，在EOR环境下保持稳定的结构，同时在地层运移过程中避免了添加还原剂和稳定剂造成的色谱分离。

【技术实现步骤摘要】

本公开涉及一种高性能水溶性聚丙烯酰胺的制备，具体地，涉及一种耐温抗盐抗氧化的聚丙烯酰胺及其制备方法。
技术介绍
随着生产生活领域日益提高的环保要求，在油田三采
，需要利用油田采出的污水、地层高矿化度水或海水溶解和稀释驱油聚丙烯酰胺溶液，以减少强化采油(EOR)过程中地表清水的使用，减轻EOR工艺对周边生态的压力。但是，由于油田回注污水需要处理，与空气进行了充分接触，因此在高矿化度的情况下，又增加了溶解氧的作用，多种化学反应的同时发生导致聚丙烯酰胺分子结构和存在形式发生很大变化，聚丙烯酰胺溶液的特性粘度等指标明显下降。特别是在EOR聚丙烯酰胺评价过程中，可以看到由于微量溶解氧的作用，聚丙烯酰胺溶液的粘度随着时间下降明显。目前，为了保证聚丙烯酰胺的稳定性，经常在配制聚丙烯酰胺溶液时加入还原剂和稳定剂，但是这种方式往往需要更多的操作设备从而提高生产和运营成本，同时可能会造成环境污染。此外，在EOR领域，聚丙烯酰胺与稳定剂、还原剂的混合物在使用中被注入地下油藏后，需要在多孔介质中运移，色谱作用会导致稳定剂与需要保护的聚丙烯酰胺溶液分离，稳定剂、还原剂无法起到应有的作用。
技术实现思路
本公开的目的是提供一种耐温抗盐抗氧化的聚丙烯酰胺，本身具有高性能耐温抗盐能力，同时具备抗溶解氧能力，在多种条件下保持稳定的结构。为了实现上述目的，本专利技术提供一种耐温抗盐抗氧化的聚丙烯酰胺，其特征在于，该聚丙烯酰胺含有主体结构单元和改性结构单元；所述主体结构单元可以包括式(1)所示的结构单元；所述改性结构单元可以含有式(2)所示的结构单元和式(3)所示的结构单元；且所述改性结构单元还可以含有式(4)所示的结构单元，式(4)中，M可以为H或甲基；M1和M2可以各自独立地选自H、甲基、乙基、丙基、异丙基、正丁基、异丁基、叔丁基、苯基或苄基，或者，M1和M2与N可以一起构成吡啶基或六氢吡啶基；X为O或NH；n为1、2、3、4、5或6。所述聚丙烯酰胺中，所述式(1)所示的结构单元与所述式(4)所示的结构单元含量的摩尔比为1：(0.001-0.1)；所述聚丙烯酰胺的特性粘数为1000-2000ml/g。通过上述技术方案，该聚丙烯酰胺可以在EOR环境下保持稳定的粘度，与此同时避免了聚丙烯酰胺分子在地层运移的过程中与还原剂和稳定剂的色谱分离现象。另一方面，本专利技术还提供了一种制备聚丙烯酰胺的方法，其中，该方法包括：在溶液聚合条件或乳液聚合条件下，将单体与引发剂接触；其中，所述单体可以包括主体结构单体和改性结构单体；所述主体结构单体可以包括式(1)所示的结构单元的单体；所述改性结构单体可以包括式(2)所示的结构单元的单体和式(3)所示的结构单元的单体；且所述改性结构单体还可以包括式(4)所示的结构单元的单体；所述式(1)所示结构单元的单体与所述式(4)所示结构单元单体的用量摩尔比为1：(0.001-0.1)。通过上述技术方案，该聚丙烯酰胺可以在EOR环境下保持稳定的粘度，与此同时避免了聚丙烯酰胺分子与还原剂和稳定剂在地层运移过程中的色谱分离现象。本公开的其他特征和优点将在随后的具体实施方式部分予以详细说明。具体实施方式以下对本公开的具体实施方式进行详细说明。应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本公开，并不用于限制本公开。在本公开中，未作相反说明的情况下，所使用的液体的体积数值为标准状态下的数值。在本公开中，未作相反说明的情况下，所使用的“结构单元”是指高分子链中出现的以单体结构为基础的原子团。在本公开中，未做相反说明的情况下，特性粘数[η]的数值为按照GB/T12005.1-1989聚丙烯酰胺特性粘数测定方法测定的数值。本专利技术一方面提供了一种耐温抗盐抗氧化的聚丙烯酰胺，其特征在于，该聚丙烯酰胺可以含有主体结构单元和改性结构单元；所述主体结构单元可以包括式(1)所示的结构单元；所述改性结构单元可以含有式(2)所示的结构单元和式(3)所示的结构单元；且所述改性结构单元还可以含有式(4)所示的结构单元，式(4)中，M可以为H或甲基；M1和M2各自独立地选自H、甲基、乙基、丙基、异丙基、正丁基、异丁基、叔丁基、苯基或苄基，或者，M1和M2与N可以一起构成吡啶基或六氢吡啶基；X可以为O或NH；n可以为1、2、3、4、5或6；所述聚丙烯酰胺中，所述式(1)所示的结构单元与所述式(4)所示结构单元的含量的摩尔比可以为1：(0.001-0.1)；所述聚丙烯酰胺的特性粘数为1000-2000ml/g。通过上述技术方案，该聚丙烯酰胺可以在EOR环境下保持稳定的粘度，与此同时避免了聚丙烯酰胺分子在地层运移的过程中与还原剂和稳定剂的色谱分离现象。进一步地，所述式(1)所示结构单元的含量与所述式(4)所示结构单元的含量的摩尔比优选为1：(0.001-0.05)；进一步地，所述主体结构单元与所述改性结构单元含量的摩尔比为1：(0.02-0.4)。进一步地，所述式(4)所示的结构单元优选为式(6)-式(15)所示的结构单元中的至少一种。另一方面，本专利技术还提供了一种制备聚丙烯酰胺的方法，其中，该方法包括：在溶液聚合条件或乳液聚合条件下，将单体与引发剂接触；其中，所述单体包括主体结构单体和改性结构单体；所述主体结构单体包括式(1)所示的结构单元的单体；所述改性结构单体可以包括式(2)所示的结构单元的单体和式(3)所示的结构单元的单体；且所述改性结构单体还可以包括式(4)所示的结构单元的单体；所述式(1)所示结构单元的单体与所述式(4)所示结构单元的单体用量的摩尔比可以为1：(0.001-0.1)，式(4)中，M可以为H或甲基；M1和M2可以各自独立地选自H、甲基、乙基、丙基、异丙基、正丁基、异丁基、叔丁基、苯基或苄基，或者，M1和M2与N一起构成吡啶基或六氢吡啶基；X可以为O或NH；n可以为1、2、3、4、5或6。为了进一步提升本专利技术中聚丙烯酰胺的性能，所述式(1)所示结构单元单体的用量与所述式(4)所示结构单元单体的用量摩尔比优选为1：(0.001-0.05)；所述主体结构单体与所述改性结构单体用量的摩尔比可以为1：(0.02-0.4)。进一步地，所述式(4)所示的结构单元的单体优选式(16)-式(25)所示的单体中的至少一种；进一步地，所述单体与所述引发剂优选的用量重量比为1：(10-6-10-3)；所述引发剂优选自过硫酸钾、过硫酸铵、过硫酸钠和过氧化苯甲酰中的至少一种。进一步地，所述溶液聚合优选条件包括：溶液聚合所用的溶剂为水；溶液聚合时间为2-8小时；溶液聚合温度为-5℃至80℃，pH值为6.0-8.0；所述乳液聚合条件包括：乳液聚合所用的乳化剂为白油、二甲苯等矿物油；乳液聚合时间为1-10小时；乳液聚合温度为-5℃至80℃。本专利技术还提供了上述方法制成的聚丙烯酰胺。上述共聚物可以是凝胶状的共聚后的产物，也可以是凝胶状的共聚后的产物经过干燥、造粉、粉碎后得到的干粉状的聚丙烯酰胺。乳液聚丙烯酰胺经进一步加工后成为乳液产品。进一步地，制备得到的聚丙烯酰胺可以用于制备驱油剂。下面通过实施例进一步详细说明本专利技术，但是本专利技术并不因此受到任何限制。此外，本专利技术的各种不同的实施方式之间也可以进行任意组合，只要其不违背本专利技术的思想，其同样应当视为本发本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种耐温抗盐抗氧化的聚丙烯酰胺，其特征在于，该聚丙烯酰胺含有主体结构单元和改性结构单元；所述主体结构单元包括式(1)所示的结构单元；所述改性结构单元包括式(2)所示的结构单元和式(3)所示的结构单元，且所述改性结构单元还包括式(4)所示的结构单元，式(4)中，M为H或甲基；M1和M2各自独立地选自H、甲基、乙基、丙基、异丙基、正丁基、异丁基、叔丁基、苯基或苄基，或者，M1和M2与N一起构成吡啶基或六氢吡啶基；X为O或NH；n为1、2、3、4、5或6；所述聚丙烯酰胺中，所述式(1)所示的结构单元与所述式(4)所示的结构单元含量的摩尔比为1：(0.001‑0.1)；所述聚丙烯酰胺的特性粘数为1000‑2000ml/g；优选地，所述式(1)所示的结构单元与所述式(4)所示的结构单元含量的摩尔比为1：(0.001‑0.05)。

【技术特征摘要】
1.一种耐温抗盐抗氧化的聚丙烯酰胺，其特征在于，该聚丙烯酰胺含有主体结构单元和改性结构单元；所述主体结构单元包括式(1)所示的结构单元；所述改性结构单元包括式(2)所示的结构单元和式(3)所示的结构单元，且所述改性结构单元还包括式(4)所示的结构单元，式(4)中，M为H或甲基；M1和M2各自独立地选自H、甲基、乙基、丙基、异丙基、正丁基、异丁基、叔丁基、苯基或苄基，或者，M1和M2与N一起构成吡啶基或六氢吡啶基；X为O或NH；n为1、2、3、4、5或6；所述聚丙烯酰胺中，所述式(1)所示的结构单元与所述式(4)所示的结构单元含量的摩尔比为1：(0.001-0.1)；所述聚丙烯酰胺的特性粘数为1000-2000ml/g；优选地，所述式(1)所示的结构单元与所述式(4)所示的结构单元含量的摩尔比为1：(0.001-0.05)。2.根据权利要求1所述的聚丙烯酰胺，其中，所述主体结构单元与所述改性结构单元含量的摩尔比为1：(0.02-0.4)。3.根据权利要求1或2所述的聚丙烯酰胺，其中，所述式(4)所示的结构单元包括式(6)-式(15)所示的结构单元中的至少一种，4.一种耐温抗盐抗氧化聚丙烯酰胺的制备方法，其中，该方法包括：在溶液聚合条件或乳液聚合条件下，将单体与引发剂接触；其中，所述单体包括主体结构单体和改性结构单体；所述主体结构单体包括式(1)所示的结构单元的单体；所述改性结构单体包括式(2)所示的结构单元的单体和式(3)所示的结构单元的单体；且所述改性结构单体还包括式(4)所示的结构单元...

【专利技术属性】
技术研发人员：吴飞鹏，
申请(专利权)人：吴飞鹏，
类型：发明
国别省市：北京;11