[發明專利]一種耐溫耐鹽型鹵水管道減阻劑及其制備方法

在審

• 申請號: 201610326903.8
• 申請日: 2016-05-17
• 公開（公告）號: CN105777984A
• 公開（公告）日: 2016-07-20
• 發明（設計）人: 魏云鶴;連露;韓祥生;姜仁龍;于萍;張長橋
• 申請（專利權）人: 山東大學
• 主分類號: C08F220/56
• 分類號: C08F220/56;C08F220/58;C08F222/06;F17D1/16
• 代理公司: 濟南圣達知識產權代理有限公司 37221
• 代理人: 曹麗

技術領域

本發明屬于高分子功能材料制備技術領域，特別涉及一種耐溫耐鹽型鹵水管道減阻劑及 其制備方法。

背景技術

鹵水是一種極為重要的鹽化工業原料，廣泛應用于石油化工、鹽業以及精細化工等多種 行業。經過多年的開采，目前淺層地下鹵水日漸枯竭，因此深層地下鹵水的高效開采對于國 民經濟的發展起到顯著作用。與近地面鹵水相比，深層鹵水的開采存在著開采難度大，輸送 費用高等重大問題。因此，和石油的開采類似，如何降低提輸鹵過程的能耗是目前本行業的 瓶頸性難題。

水溶性減阻劑分子中含有強親水性基團，是吸水能力超強的線性高分子物質。當水溶性 減阻劑分子添加到處于湍流狀態的流體管道中時，減阻劑分子延管流方向呈舒展狀態并在管 壁附近形成彈性層，可以顯著降低湍流漩渦對管壁的沖擊作用，大大降低摩擦阻力，從而實 現減阻作用。

但是深層鹵水具有高溫、高鹽的特點，因此耐溫耐鹽性能是鹵水管道減阻劑的基本要求。 目前市場上存在的改性水溶性減阻劑耐溫性能尚可，但其耐鹽性能還存在很大缺陷。因此， 本專利以丙烯酰胺為主要聚合單體，使其和含有耐鹽型磺酸基單體以及能夠增加主鏈剛性的 非離子單體一起共聚成耐溫耐鹽型鹵水管道減阻劑。

中國專利(CN201510428565.4)公開了一種改性鹵水管道減阻劑，具有較好的減阻效果 和耐鹽、耐溫性能，但受限于溶解速率慢和減阻性能不很理想的問題，限制了其應用，無法 滿足某些特殊條件下的使用要求。

發明內容

本發明的目的是為克服上述現有技術的不足，提供一種耐溫耐鹽型鹵水管道減阻劑及其 制備方法。

為了獲得合適功能的共聚單體，本發明對共聚高分子的結構對其減阻性能的影響進行了 分析，比如，現有的聚(丙烯酰胺-2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸-衣康酸)由于衣康酸中羧基受 到-CH₂-的隔離作用，對主鏈的剛性增強效果受限，主鏈剛性較弱，主鏈分子的“拉、彈”作用 差，阻礙了其減阻效率的提升。為了克服上述問題，本發明對多種不飽和雙功能酸酐的結構 特點進行了系統分析和篩選，發現采用馬來酸酐替代衣康酸與丙烯酰胺、2-丙烯酰胺基-2-甲 基丙磺酸進行三元共聚，可有效增強高分子主鏈的剛性，實現其耐溫、耐鹽要求。

為實現上述目的，本發明采用下述技術方案：

一種耐溫耐鹽型鹵水管道減阻劑，所述鹵水管道減阻劑為聚(丙烯酰胺-2-丙烯酰胺基-2- 甲基丙磺酸-馬來酸酐)，其結構式為：

其中，m、n、p為非零的自然數。

所述聚(丙烯酰胺-2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸-馬來酸酐)的分子量在3×10⁶以上。

本發明在主鏈中引入馬來酸酐，既能增加主鏈的剛性，其官能團部分水解還可以起到耐 鹽、速溶作用，因此與現有耐溫、耐鹽減阻劑相比，其在鹵水中的溶解速度明顯變快。

2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸分子中含有水溶性好、陰離子性強的磺酸基團，對外界陽離 子進攻不敏感，體現出良好的耐鹽性能，其龐大側基還可以提高聚合物的耐溫性能。

優選的，所述鹵水管道減阻劑的紅外光譜圖如圖1所示。

本發明還提供了一種耐溫耐鹽型鹵水管道減阻劑的制備方法。

將丙烯酰胺、2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸和馬來酸酐在氧化還原引發體系中進行水溶液 聚合，得耐溫耐鹽型鹵水管道減阻劑。

聚(丙烯酰胺-2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸-馬來酸酐)減阻劑中的酸酐非離子型親水單 體受電解質的影響不大；同時酸酐基團也增大了減阻劑的流體力學體積，阻止了電解質對長 鏈分子的卷曲；因此減阻劑聚(丙烯酰胺-2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸-馬來酸酐)表現出了 優異的耐鹽性能。

優選的，所述丙烯酰胺、2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸和馬來酸酐的質量比為4：1：0.5-1.5。

優選的，所述引發體系中，單體的總質量與溶劑質量比為1：2-2.5

優選的，所述的引發劑是質量比為1：1的過硫酸鉀/亞硫酸氫鈉。