一种疏水缔合聚合物及合成工艺制造技术

本发明专利技术公开了一种疏水缔合聚合物及合成工艺，其特征在于各原料重量份为，纯水320‑360份，乙二胺四乙酸二钠（Edta‑2Na）0.25‑0.75份，小苏打25‑35份，丙烯酸18‑22份，氯化钾12‑18份，丙烯酰胺95‑105份，尿素15‑20份，单体25‑30份，其中，Edta‑2Na携沙性2±0.1h沉降小于20%，干粉0.25%粘度21‑27。本发明专利技术与上述现有技术相比操作简单，生产成本低，产品质量稳定，对环境污染影响极低。同时本发明专利技术具有原料来源广，生产操作简单、成本低，对环境影响小；产品质量稳定，溶解性好、耐温耐盐、抗剪切、粘度高等优点，可适用于中低温油气藏压裂施工和三次采油。

A Hydrophobically Associated Polymer and Its Synthesis Process

【技术实现步骤摘要】
一种疏水缔合聚合物及合成工艺
本专利技术属于油田化学品疏水缔合
，具体涉及一种疏水缔合聚合物及合成工艺。
技术介绍
疏水缔合聚合物(HAWP)是指在聚合物亲水性大分子链上带有少量疏水基团的水溶性聚合物。其溶液具有独特的性能，在水溶液中，此类聚合物的疏水基团由于疏水作用而发生聚集，使大分子链产生分子内和分子间缔合。当聚合物浓度高于某一临界浓度(CAC)后，大分子链通过疏水缔合作用聚集，形成以分子间缔合为主的超分子结构—动态物理交联网络，流体力学体积增加，溶液粘度大幅度升高，小分子电解质的加入和升高温度均可增加溶剂的极性，使疏水缔合作用增强。疏水聚合物优点：(1)增粘及抗温、抗盐能力强；(2)抗剪切能力强；(3)岩心流动有较大的阻力系数与残余阻力系数。疏水缔合聚合物需要继续改进的方面有以下几点：(1)溶解性。缔合基的存在对溶解性有影响，疏水基团的硫水性愈强(比如R基愈长)，对溶解性影响愈大，而疏水基在分子中含量愈高，则溶解性愈差。疏水基不同，影响程度不同。(2)注入性。早期研制的聚合物样品和中试产品，在试验中发现注入性不好，压力不断升高，经岩心后的溶液聚合物损失很大；(3)临界浓度。缔合聚合物溶液浓度低于其粘度的临界浓度，则其直接测定的粘度比高相对分子质量HPAM的低；若临界浓度过高，如大于600mg/L，则会影响其实际影用效果。(4)聚合物溶液的稳定性。研究中发现缔合聚合物溶液的高粘度随老化时间增长而下降。甚至出现陡然下降的现象。这种现象用一般聚合物防止热氧降解的办法无明显效果，有着与一般聚合物溶液不同的降解原因。现有技术中，如CN200810015684.7《一种阳离子型疏水缔合聚合物及其制备方法与应用》，所述的阳离子型疏水缔合聚合物是以丙烯酰胺、二甲基二烯丙基氯化铵、丙烯酸丁酯为合成单体，通过常规的自由基胶束聚合方法，并使用复合引发体系，添加助剂尿素制得。该专利技术的阳离子型疏水缔合聚合物具有分子量高、产品稳定性好、对胶体物质的吸附架桥能力强、絮凝效果好、适用范围广、产生的污泥量少、具有疏水缔合作用等特点，可广泛应用于油田含油废水的处理。CN01115319.9《高分子量疏水缔合型聚合物,它的制备方法和它在石油开采中的用途》，该聚合物是通过采用75～98重量份的丙烯酰胺，1～15重量份的疏水性单体，在低温复合引发体系和表面活性剂的存在下，引发上述疏水性单体与丙烯酰胺在自由基胶束水溶液中共聚而制得的。它是一种分子量在900-1400万、溶解时间小于2小时的新型耐温耐盐的高分子聚合物，可作为增粘剂用于石油开采。CN201310435118.2《两性疏水缔合聚合物及其制备方法》，主要解决现有技术中存在的聚合物耐温抗盐及抗剪切性能差，不能满足三次采油要求的问题。该专利技术通过采用一种两性疏水缔合聚合物，以聚合物重量份数计，包含5～99.9份的非离子水溶性单体；0～50份阴离子单体或/和阳离子单体；0.1～10份的具有表面活性的疏水单体的技术方案，较好的解决了该问题，可用于油田三次采油用聚合物的工业生产和应用。CN201310031615.6《一种疏水缔合阳离子聚丙烯酰胺的制备方法》，该方法具体步骤如下：第一步，在反应装置中依次加入蒸馏水、丙烯酰氧乙基二甲基苄基氯化铵单体和丙烯酰胺单体搅拌均匀至完全溶解形成单体水溶液，其中蒸馏水作为溶剂，记丙烯酰氧乙基二甲基苄基氯化铵单体和丙烯酰胺单体为总单体；反应体系中总单体质量分数为20％～50％，丙烯酰氧乙基二甲基苄基氯化铵单体和丙烯酰胺单体的物质的量之比为1:4～20；第二步，在上述单体水溶液中，加入占总单体质量1.0％～4％的尿素作为增溶剂，加入占总单体质量0.01％～0.15％的乙二胺四乙酸二钠作为金属螯合剂，再加入无机酸和无机碱将单体水溶液的pH值调节为2～9；向反应装置充入高纯氮排除反应装置中的空气，再向单体水溶液中加入占总单体质量0.02％～0.4％的引发剂，搅拌均匀，然后继续向反应装置充入高纯氮，将反应装置中的空气完全排除后，将反应装置密封；所述引发剂为偶氮二异丁咪唑啉盐酸盐VA-044或偶氮二异丙基咪唑啉VA-061；第三步，在室内温度环境下，将第二步中密封后的反应装置放入紫外光反应装置中，在紫外光照射下进行引发聚合，20min～90min后取出，静置熟化1小时以上，制得胶状疏水缔合阳离子聚丙烯酰胺；第四步，将第三步得到的胶状疏水缔合阳离子聚丙烯酰胺制成颗粒状，烘干、研磨后制得疏水缔合阳离子聚丙烯酰胺固体粉末。本方法的优点在于两种单体可直接通过水溶液聚合，无需加入表面活性剂，工艺简单，聚合反应时间短，且反应过程中无需控温，降低了能耗，减少了生产成本。CN201310616000.X《一种疏水缔合聚合物的复合引发剂及聚合物的制备方法》，该复合引发剂由如下重量份配比的原料制成：过硫酸钾1-10、过硫酸铵1-10、过氧化二苯甲酰0.5-5、亚硫酸氢钠1-10、亚硫酸钠1-10、三乙醇胺0.1-1、尿素0.5-5、硫脲0.5-5、偶氮二异丁腈0.05-0.5、偶氮二异丁脒盐酸盐0.05-0.5。该方法按如下步骤进行：a.在磁力搅拌状态下，依次将乙二胺四乙酸二钠、甲酸钠、十二烷基硫酸钠、丙烯酰胺、AMPS-Na、DiC8AM加入到去离子水中，充分搅匀；b.向a步骤的混合溶液中通入高纯氮气，然后加入复合引发剂聚合，得疏水缔合聚合物胶体；c.将b步骤的疏水缔合聚合物胶体粗碎后加入氢氧化钠水解，然后在鼓风干燥箱中进行干燥，粉碎得产品。CN201711085855.9《一种疏水缔合型阳离子聚丙烯酰胺的制备方法》，在非离子型表面活性剂存在条件下，向反应装置中加入一定比例丙烯酰胺单体、阳离子单体、低分子量阴离子聚合物和去离子水搅拌至完全均匀形成胶束共聚合体系，之后往该胶束共聚合体系中添加少量增溶剂尿素和光敏引发剂搅拌均匀，待装置内氧气排尽后密封装置并放置于紫外光反应装置中进行光引发胶束共聚和反应，得到疏水缔合型嵌段结构阳离子聚丙烯酰胺胶体，最后将所得胶体进行提纯精炼和干燥造粒得到最终产物。该专利技术制备的产品兼有疏水缔合性、阳离子基团集中分布、电中和能力强分子量高等优点，絮凝性能良好，可广泛应于多种污水处理和污泥脱水工艺。
技术实现思路
本专利技术提供了一种新的疏水缔合聚合物及合成工艺，本专利技术疏水缔合聚合物主要用在中低温油气藏压裂施工和三次采油，增强了疏水缔合聚合物的溶解性、耐温耐盐性和抗剪切性能。为实现上述目的，本专利技术采用的技术方案如下：本专利技术技术方案之一，一种疏水缔合聚合物，各原料重量份为，纯水320-360份，乙二胺四乙酸二钠(Edta-2Na)0.25-0.75份，小苏打25-35份，丙烯酸18-22份，氯化钾12-18份，丙烯酰胺95-105份，尿素15-20份，十六烷基烯丙基氯化铵单体25-30份，其中，Edta-2Na携沙性2±0.1h沉降小于20％，干粉0.25％粘度21-27。进一步，纯水340份，Edta-2Na0.5份，小苏打30份，丙烯酸19份，氯化钾15份，丙烯酰胺100份，尿素17.4份，十六烷基烯丙基氯化铵单体27份。本专利技术技术方案之二，一种疏水缔合聚合物合成工艺，包括以下步骤：(1)、向反应釜加入纯水，开启反应釜搅拌电机，调节转速为18±2r/mi本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种疏水缔合聚合物，其特征在于各原料重量份为，纯水320‑360份，乙二胺四乙酸二钠（Edta‑2Na）0.25‑0.75份，小苏打25‑35份，丙烯酸18‑22份，氯化钾12‑18份，丙烯酰胺95‑105份，尿素15‑20份，十六烷基烯丙基氯化铵单体25‑30份，其中，Edta‑2Na携沙性2±0.1h沉降小于20%，干粉0.25%粘度21‑27。

【技术特征摘要】
1.一种疏水缔合聚合物，其特征在于各原料重量份为，纯水320-360份，乙二胺四乙酸二钠（Edta-2Na）0.25-0.75份，小苏打25-35份，丙烯酸18-22份，氯化钾12-18份，丙烯酰胺95-105份，尿素15-20份，十六烷基烯丙基氯化铵单体25-30份，其中，Edta-2Na携沙性2±0.1h沉降小于20%，干粉0.25%粘度21-27。2.根据权利要求1所述的一种疏水缔合聚合物，其特征在于，纯水340份，Edta-2Na0.5份，小苏打30份，丙烯酸19份，氯化钾15份，丙烯酰胺100份，尿素17.4份，十六烷基烯丙基氯化铵单体27份。3.根据权利要求1或2所述的一种疏水缔合聚合物，其特征在于合成工艺包括以下步骤：（1）、向反应釜加入纯水，开启反应釜搅拌电机，调节转速为18±2r/min；加入二胺四乙酸二钠。4.搅拌时间5±0.5分钟；再缓慢加入小苏打，搅拌时间30±3分钟，至料液变为澄清为止；（2）、调节转速为8±0.8r/min，缓慢加入丙烯酸，加料时间30±3分钟，防止反应釜内产生大量气泡；待反应釜内气泡消失后，调节转速为15±1.5r/min，再加入KCl，搅拌10±1分钟；（3）开启循环系统阀门，开启过滤，启动循环泵，确定循环畅通后，循环10±1分钟，循环过程中用温度计测料液温度，若超过20℃，立即停止循环；（4...

【专利技术属性】
技术研发人员：张学文，张学武，宋劲，马建国，
申请(专利权)人：江西富诚生态环境科技集团有限公司，
类型：发明
国别省市：江西,36