[發(fā)明專利]凝膠聚合的水溶性聚合物

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 202111254966.4
• 申請日: 2021-10-27
• 公開（公告）號: CN116023683A
• 公開（公告）日: 2023-04-28
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 奧雷利安·迪沙多;布魯諾·塔韋尼耶;塞德里克·法維羅;尼古拉斯·布瓦斯;凌靜;徐青林
• 申請（專利權(quán)）人: 愛森（中國）絮凝劑有限公司
• 主分類號: C08J3/12
• 分類號: C08J3/12;C08L33/26;C08L33/24;C08F220/56;C08F220/06;C08F220/54;C08F220/58
• 代理公司: 北京品源專利代理有限公司 11332
• 代理人: 劉明海;胡彬

本發(fā)明涉及通過凝膠聚合方法制備的粉末形式的重均分子量小于200萬道爾頓的水溶性P1聚合物，該方法包括以下連續(xù)步驟：a)通過在聚合反應(yīng)器中，向含有1至25重量％的P2聚合物的S2溶液中加入25至150重量％的水溶性單體，基于S2溶液重量計(jì)，并混合來形成S1溶液，該P(yáng)2聚合物含有至少1重量％的疏水性單體，b)向S1溶液中加入pH調(diào)節(jié)劑，c)使S1溶液脫氣，d)向S1溶液中加入聚合引發(fā)劑。S1溶液的溫度應(yīng)在?5℃至30℃之間，e)通過聚合來自步驟d)的S1溶液形成P1聚合物凝膠，并使P1聚合物凝膠在不加熱的情況下在80℃至150℃之間的最終聚合溫度下老化至少60分鐘，f)將所得P1聚合物凝膠倒入制粒機(jī)，g)干燥P1聚合物凝膠，h)將P1聚合物研磨并篩分成粉末。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及重均分子量為500,000道爾頓至200萬道爾頓的粉末形式的水溶性合成聚合物，其在多種應(yīng)用中用作凝結(jié)劑、絮凝劑或增稠劑。更具體地，本發(fā)明的主題是水溶性合成聚合物和獲得低分子量水溶性合成聚合物的凝膠聚合方法。

背景技術(shù)

高分子量水溶性合成聚合物由于它們的絮凝或增稠特性，通常用于許多應(yīng)用中。事實(shí)上，這些聚合物被用于石油和天然氣工業(yè)、水力壓裂、造紙工藝、污泥脫水、水處理、建筑、采礦、化妝品、農(nóng)業(yè)、紡織和洗滌劑。

舉例來說，這些高分子量的水溶性合成聚合物的絮凝劑性質(zhì)用于水處理/污泥脫水領(lǐng)域中。事實(shí)上，在給定水的膠體顆粒(被同化為小于1微米的球)被去穩(wěn)定化的任選的凝結(jié)步驟之后，絮凝代表顆粒聚集成高分子量聚集體以產(chǎn)生快速沉降的步驟。用于水處理的水溶性聚合物主要是粉末或水油反相乳液的形式。根據(jù)待處理的水，調(diào)節(jié)絮凝劑的物理性質(zhì)。因此，可以調(diào)整水溶性聚合物的離子特性(非離子的、陰離子的、陽離子的、兩性的、兩性離子的)、分子量或結(jié)構(gòu)(線性的或結(jié)構(gòu)化的，或甚至交聯(lián)的)。

這些聚合物的增稠特性可用于強(qiáng)化采油(EOR)領(lǐng)域中。通常通過添加水溶性合成高分子量(共)聚合物來改善注水掃油的效率。通過注入水的“增粘”，使用這些(共)聚合物的預(yù)期和已被證實(shí)的好處是，改善了掃油以及流體之間的比濃粘度對比度以控制它們在油田的流度比，從而快速有效地采油。這些(共)聚合物增加了水的粘度。

這些水溶性聚合物的重均分子量通常為500,000道爾頓至3000萬道爾頓之間。為了獲得粉末形式的這些聚合物，可以使用凝膠聚合。這種聚合方法的主要步驟是：水溶性單體在水相中聚合，由此獲得的聚合物凝膠從反應(yīng)容器中排出，聚合物凝膠在制粒機(jī)中制粒，干燥聚合物凝膠以獲得粉末形式的水溶性聚合物，以及最后研磨和篩分粉末。

對于聚合反應(yīng)器的排放、制粒和干燥步驟，凝膠必須足夠粘稠以“自支撐”。為了測量這種性質(zhì)，從聚合物塊上切下一個(gè)直徑為10cm、厚度為10cm的凝膠圓柱體，將其放置在平坦的表面上，并在25℃下靜置1小時(shí)。然后我們將獲得的體積的形狀因子F定義為水平截面與垂直截面的比率：F＝L/H(見圖1)。

如果該比率小于3，凝膠將“自支撐”。在相反的情況下，它不會(huì)自支撐。

為了自支撐，凝膠必須是粘彈性的。并且當(dāng)水溶性聚合物的重均分子量在500,000道爾頓和200萬道爾頓之間時(shí)，凝膠的粘彈性可能不足以可進(jìn)行加工(排出、制粒和干燥)。

增加聚合反應(yīng)器中單體濃度可以是實(shí)現(xiàn)所需凝膠稠度的一種方式，但相應(yīng)地，在放熱聚合反應(yīng)的情況下，反應(yīng)容器內(nèi)部的最終聚合溫度和最終壓力將增加，需要調(diào)整反應(yīng)容器。

發(fā)明內(nèi)容

令人驚奇的是，申請人發(fā)現(xiàn)通過在其中含有至少1重量％疏水性單體的水溶性聚合物的溶液中進(jìn)行聚合，可以使用凝膠聚合方法制備粉末形式的重均分子量小于200萬道爾頓的水溶性聚合物，所述水溶性聚合物具有足以用于反應(yīng)器排出、制粒、研磨和干燥步驟的聚合物凝膠稠度。

更具體地，本發(fā)明涉及重均分子量小于200萬道爾頓的粉末形式的水溶性P1聚合物。該水溶性P1聚合物通過凝膠聚合方法制備，該方法包括以下連續(xù)步驟：