一种聚丙烯酰胺及其制备方法技术

本发明专利技术涉及聚丙烯酰胺制备技术领域，具体是一种聚丙烯酰胺，由以下重量份组成：丙烯腈70～52份、催化剂0.2～0.9份、引发剂0.02～0.06份，所述催化剂由以下重量份组成：α亚基下序列号4所示的氨基酸与β亚基下序列号2下序列从N末端开始数第37位的氨基酸，其重量比是45∶29，所述β亚基下序列号2下序列从N末端开始数第37位的氨基酸由丙氨酸、缬氨酸、天冬氨酸、苏氨酸、苯丙氨酸、异亮氨酸与甲硫氨酸组成。本发明专利技术采用微生物腈水合酶催化，反应条件温和，丙烯腈的转化率高，引发剂易溶于水，反应均匀平稳，间隔加入物料，控制反应过程的温度，聚合反应平缓，反应过程对排出气体冷凝过滤，降低催化产生的污染物对环境的污染。降低催化产生的污染物对环境的污染。

【技术实现步骤摘要】
一种聚丙烯酰胺及其制备方法


[0001]本专利技术涉及聚丙烯酰胺制备
，具体是一种聚丙烯酰胺及其制备方法。

技术介绍

[0002]聚丙烯酰胺是一种线型高分子聚合物，在常温下为坚硬的玻璃态固体，产品有胶液、胶乳和白色粉粒、半透明珠粒和薄片等，热稳定性良好，能以任意比例溶于水，聚丙烯酰胺作为润滑剂、悬浮剂、粘土稳定剂、驱油剂、降失水剂和增稠剂，在钻井、酸化、压裂、堵水、固井及二次采油、三次采油中得到了广泛应用，是一种极为重要的油田化学品，聚丙烯酰胺制备步骤为单体生产与聚合。
[0003]中国专利公开了一种聚丙烯酰胺及其制备方法，(授权公告号CN104448121B)，该专利技术能够且该聚丙烯酰胺在高温和高矿度下具有很好的增粘效果，能广范用于石油化工领域，特别是作为中低渗透高温高盐油藏三次采油驱油剂，但是，上述聚丙烯酰胺及其制备方法采用酸性催化剂进行催化水合，此技术的缺点是丙烯腈转化率低，丙稀酰胺产品收率低、副产品低，给精制带来很大负担，此外由于催化剂硫酸的强腐蚀性，使设备造价高，增加了生产成本，第二代为二元或三元骨架铜催化生产技术，最终产品中引入了影响聚合的金属铜离子，从而增加了后处理精制的成本，传统聚合引发剂中，偶氮引发剂反应活性能较高，引发剂分解温度高，分解速度快，导致聚合速度过快，有些引发剂不溶或微溶于水，这使得其无法均匀分布在反应体系中，聚合反应过程中会出现局部引发剂浓度过高，反应过快的现象。因此，本领域技术人员提供了一种聚丙烯酰胺及其制备方法，以解决上述
技术介绍
中提出的问题。

技术实现思路

[0004]本专利技术的目的在于提供一种聚丙烯酰胺及其制备方法，以解决上述
技术介绍
中提出的问题。
[0005]为实现上述目的，本专利技术提供如下技术方案：一种聚丙烯酰胺，由以下重量份组成：丙烯腈70～52份、催化剂0.2～0.9份、引发剂0.02～0.06份，所述催化剂由以下重量份组成：α亚基下序列号4所示的氨基酸与β亚基下序列号2下序列从N末端开始数第37位的氨基酸，其重量比是45∶29，所述β亚基下序列号2下序列从N末端开始数第37位的氨基酸由丙氨酸、缬氨酸、天冬氨酸、苏氨酸、苯丙氨酸、异亮氨酸与甲硫氨酸组成，所述引发剂由以下重量份组成：甲基异丁基甲酮、4
‑
庚酮、二甲基甲酰胺、偶氮二异庚腈、偶氮二异丁腈、偶氮二异丁酸二甲酯组成，其重量比为：20∶10∶3∶10∶3∶10。
[0006]作为本专利技术进一步的方案：所述催化剂的制备步骤如下：
[0007]S201：按重量比取出α亚基下序列号4所示的氨基酸与β亚基下序列号2下序列从N末端开始数第37位的氨基酸混入发酵基液中；
[0008]S202：对物料进行消毒，消毒后温度升至110～120℃，保持压力10～12min，将温度迅速降低至20～30℃，当菌种达到指标后，转种、发酵；
[0009]S203：发酵时间35～47h后，取出制备的腈水合酶；
[0010]S204：对制备的腈水合酶提纯操作，得到腈水合酶晶体，对腈水合酶晶体粉碎保存备用。
[0011]作为本专利技术再进一步的方案：所述引发剂的制备步骤如下：
[0012]S301：首先将甲基异丁基甲酮、4
‑
庚酮、二甲基甲酰胺相混合，在温度25～30℃条件下搅拌均匀；
[0013]S302：加入偶氮二异丁酸二甲酯、偶氮二异丁腈，保持温度25～30℃，搅拌至充分溶解；
[0014]S303：加入偶氮二异庚腈，搅拌至完全溶解，得到混合液；
[0015]S304：把混合液导入空压罐，空压罐内部气压10～12MPa，时间10～12min去除混合液内气泡，得到引发剂，把制备的引发剂存储到阴凉干燥处备用。
[0016]一种聚丙烯酰胺的制备方法，步骤如下：
[0017]S1：70～52份丙烯腈加入催化罐，分三次加入0.2～0.9份催化剂，在催化剂作用下水合生成丙烯酰胺粗品，制作过程中对排出的气体冷凝循环并进行过滤操作；
[0018]S2：把丙烯酰胺粗品经闪蒸、精制后得精丙烯酰胺单体，保存备用；
[0019]S3：对精丙烯酰胺单体粉碎，加入0.02～0.06份引发剂混合至其融化，在引发剂的作用下，进行聚合反应，得到聚丙烯酰胺胶块，反应过程对反应罐降温，制作过程中对排出的气体冷凝循环并进行过滤操作；
[0020]S4：把聚丙烯酰胺胶块切割为块状物，对上述块状物干燥，干燥后放置到阴凉干燥处冷却；
[0021]S5：冷却后对物料粉碎，得到聚丙烯酰胺，粉碎颗粒大小为162～200μm。
[0022]作为本专利技术进一步的方案：所述S1中催化剂反应温度为70～90℃，时间为1～4h。
[0023]作为本专利技术再进一步的方案：所述S2中精丙烯酰胺单体保存方式为真空密封，存储罐内气压为0.6～0.85MPa。
[0024]作为本专利技术再进一步的方案：所述S3中反应罐降温后，温度保持在25～30℃，反应时间3～5h。
[0025]作为本专利技术再进一步的方案：所述S4中冷却温度10～16℃，时间为5～7h，切块颗粒大小为5～7cm。
[0026]与现有技术相比，本专利技术的有益效果是：
[0027]1.本专利技术聚丙烯酰胺制备方法采用微生物腈水合酶催化，反应条件温和，丙烯腈的转化率高，反应完全，无副产物和杂质，产品丙烯酰胺中不含金属铜离子，不需进行离子交换来出去生产过程中所产生的铜离子，简化了工艺流程；
[0028]2.引发剂易溶于水，其可与反应业混合均匀，适用于丙烷酰胺水溶液聚合，反应均匀平稳，对分子量影响小，产品溶解性能好，间隔加入物料，降低反应体系的自由基浓度，通过集中引发剂的协同作用使体系自由基保持在较低水平，相对恒定的水平，控制反应过程的温度，聚合反应平缓，反应过程对排出气体冷凝过滤，降低催化产生的污染物对环境的污染。
具体实施方式
[0029]实施例一
[0030]一种聚丙烯酰胺，由以下重量份组成：丙烯腈52份、催化剂0.9份、引发剂0.06份。
[0031]一种聚丙烯酰胺的制备方法，步骤如下：
[0032]S1：52份丙烯腈加入催化罐，分三次加入0.9份催化剂，在催化剂作用下水合生成丙烯酰胺粗品，制作过程中对排出的气体冷凝循环并进行过滤操作，催化剂反应温度为90℃，时间为4h；
[0033]S2：把丙烯酰胺粗品经闪蒸、精制后得精丙烯酰胺单体，保存备用，精丙烯酰胺单体保存方式为真空密封，存储罐内气压为0.85MPa；
[0034]S3：对精丙烯酰胺单体粉碎，加入0.06份引发剂混合至其融化，在引发剂的作用下，进行聚合反应，得到聚丙烯酰胺胶块，反应过程对反应罐降温，制作过程中对排出的气体冷凝循环并进行过滤操作，反应罐降温后，温度保持在30℃，反应时间5h；
[0035]S4：把聚丙烯酰胺胶块切割为块状物，对上述块状物干燥，干燥后放置到阴凉干燥处冷却，冷却温度16℃，时间为7h，切块颗粒大小为7cm；本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种聚丙烯酰胺，其特征在于，由以下重量份组成：丙烯腈70～52份、催化剂0.2～0.9份、引发剂0.02～0.06份，所述催化剂由以下重量份组成：α亚基下序列号4所示的氨基酸与β亚基下序列号2下序列从N末端开始数第37位的氨基酸，其重量比是45∶29，所述β亚基下序列号2下序列从N末端开始数第37位的氨基酸由丙氨酸、缬氨酸、天冬氨酸、苏氨酸、苯丙氨酸、异亮氨酸与甲硫氨酸组成，所述引发剂由以下重量份组成：甲基异丁基甲酮、4
‑
庚酮、二甲基甲酰胺、 偶氮二异庚腈、 偶氮二异丁腈、 偶氮二异丁酸二甲酯组成，其重量比为：20∶10∶3∶10∶3∶10。2.根据权利要求1所述的一种聚丙烯酰胺，其特征在于，所述催化剂的制备步骤如下：S201：按重量比取出α亚基下序列号4所示的氨基酸与β亚基下序列号2下序列从N末端开始数第37位的氨基酸混入发酵基液中；S202：对物料进行消毒，消毒后温度升至110～120℃，保持压力10～12min，将温度迅速降低至20～30℃，当菌种达到指标后，转种、发酵；S203：发酵时间35～47h后，取出制备的腈水合酶；S204：对制备的腈水合酶提纯操作，得到腈水合酶晶体，对腈水合酶晶体粉碎保存备用。3.根据权利要求1所述的一种聚丙烯酰胺，其特征在于，所述引发剂的制备步骤如下：S301：首先将甲基异丁基甲酮、4
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庚酮、二甲基甲酰胺相混合，在温度25～30℃条件下搅拌均匀；S302：加入偶氮二异丁酸二甲酯、偶氮二异丁腈，保持温度25～30℃，搅拌至充分溶解；S303：加入偶氮二异庚腈，搅拌至完全溶...

【专利技术属性】
技术研发人员：彭益云，陈朝春，刘世沛，毕学敏，李峰，杜翠翠，
申请(专利权)人：河南亿群环保科技有限公司，
类型：发明
国别省市：