[發明專利]一種超低水解度聚丙烯酰胺及合成方法

在審

• 申請號: 201811254857.0
• 申請日: 2018-10-26
• 公開（公告）號: CN109369847A
• 公開（公告）日: 2019-02-22
• 發明（設計）人: 王歡;李雷振;劉存輝;石昀;龐玉山;蘭海寬;胡良義;崔萌;毛艷妮;張宇;劉廣斌;周傳臣;崔丹丹
• 申請（專利權）人: 天津大港油田濱港集團博弘石油化工有限公司;天津博弘化工有限責任公司
• 主分類號: C08F220/56
• 分類號: C08F220/56;C08F220/58;C08F226/10;C08F4/40
• 代理公司: 北京眾合誠成知識產權代理有限公司 11246
• 代理人: 張曉媛

一種超低水解度聚丙烯酰胺，包括磺酸基及N?乙烯基?2?吡咯烷酮，超低水解度聚丙烯酰胺由初始的15?20mpa.通過后期的加堿復合反應達到50mpa.s,并通過地層模擬實驗穩定性在270天以上還是50mpa.s以上，達到三次采油的驅油目的。本發明在超低溫下采用氧化還原及偶氮復合引發體系進行聚合，向聚丙烯酰胺中引入磺酸基強水基團和引入N?乙烯基?2?吡咯烷酮，用碳鏈高分子和在分子中引入可增加分子鏈剛性的環狀可使聚合物的穩定性提高，同時又保證超低水解度分子量剪切降解，值得應用推廣。

技術領域

本發明涉及高分子化合物技術領域，尤其是用于油田使用的聚丙烯酰胺，特別是指一種超低水解度聚丙烯酰胺及其合成方法。

背景技術

聚合物驅油、二元復合驅油(堿-聚合物)、三元復合驅油(堿-表面活性劑-聚合物)等三元采油技術得到了廣泛的應用，并取得了顯著的增油降水效果和良好的經濟效益。其中常規部分水解聚丙烯酰胺在長期使用過程中存在一些問題：1、對經濟的高分子量的聚丙烯酰胺來說，溶解較困難、生產工藝復雜，且在剪切條件下易發生降解；2、分子鏈上的羧基對鹽極敏感，尤其在遇到高價金屬離子時易發生相分離，長期在地層穩定性較差，易水解，水解后在礦化度較高的油層中常產生相分離，致使水溶液粘度大幅度降低。熱穩定性反映在水溶液粘度上，是表觀粘度隨著時間的延長而降低，其中氧是造成聚合物粘度損失的因素之一，因此除氧可以減少聚合物粘度降低。而且，酸、堿條件下會發生迅速的水解反應，導致聚丙烯酰胺分子鏈發生卷曲，甚至產生沉淀，喪失驅油能力。如何改進聚丙烯酰胺的結構，使其具有良好的耐溫抗鹽性能，以滿足注入地層的需要，是目前需要解決的技術問題。

發明內容

針對上述問題，本發明的目的本發明提出了一種超低水解度聚丙烯酰胺及其合成方法。

本發明的技術方案是這樣實現的：

一種超低水解度聚丙烯酰胺，其特征在于：化學通式如式一所示

式一如下：

其中X、Y、Z為聚合度，采用耐水解、耐鹽基團2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸AMPS與丙烯酰胺單體AM聚合，引入可抑制酰胺基水解的基團N-乙烯基吡咯烷酮NVP來抑制聚合物分子中的酰胺基的水解，合成三元共聚物來提高耐溫耐鹽性能；所述2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸AMPS、精制丙烯酰胺單體AM、N-乙烯基-2-吡咯烷酮的摩爾比為：1：0.05-0.1：0.001-0.005。

一種如權利要求1所述的超低水解度聚丙烯酰胺的合成方法，其特征在于：包括如下步驟：

第一步，在氧化還原及偶氮復合引發體系中，將精制丙烯酰胺單體AM、功能單體AMPS及N-乙烯基-2-吡咯烷酮在引發溫度-2-0℃下進行反應得到膠體；所述復合引發體系包括由叔丁基過氧化氫氧化劑與硫酸亞鐵銨還原劑組成的氧化還原引發體系及由偶氮二異庚腈組成的偶氮引發體系；

第二步，造粒、水解、干燥、粉碎、過篩。

進一步，按質量份數，100份的聚合混合物中原料配方為：功能單體2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸AMPS 3.5-5份，精制丙烯酰胺單體AM 18-20份，N-乙烯基-2-吡咯烷酮0.05-0.1份，叔丁基過氧化氫0.0002-0.0005份，硫酸亞鐵銨0.0006-0.001份，偶氮二異庚腈0.01-0.02份，其余為水。

進一步，所述第一步中，先將精制丙烯酰胺單體AM、功能單體AMPS及N-乙烯基-2-吡咯烷酮配制成20-30％水溶液；再加入氯化鈉0.1-0.15份、尿素0.1-0.15份，在-2-0℃溫度下，鼓氮氣除氧10min后加入金屬離子屏蔽劑EDTA 0.001-0.005份，繼續除氧20min后加入偶氮二異庚腈，再繼續除氧20min后先加入叔丁基過氧化氫，2min后再加入硫酸亞鐵銨，接著通氮氣直至溶液變粘稠后封口。