[发明专利]一种溶液聚合方法有效

专利信息
申请号: 201110202643.0 申请日: 2011-07-18
公开(公告)号: CN102887970A 公开(公告)日: 2013-01-23
发明(设计)人: 祝纶宇;吴江勇;王建宇 申请(专利权)人: 中国石油化工股份有限公司;中国石油化工股份有限公司北京化工研究院
主分类号: C08F20/56 分类号: C08F20/56;C08F4/40;C08F2/10;C08F220/58;C08F220/56;C09K8/588
代理公司: 北京润平知识产权代理有限公司 11283 代理人: 陈小莲;王凤桐
地址: 100728 北*** 国省代码: 北京;11
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摘要:
搜索关键词: 一种 溶液聚合 方法
【说明书】:

技术领域

发明涉及一种溶液聚合方法。

背景技术

丙烯酰胺聚合物是目前用于油田三次采油的主要驱油聚合物,对于温度较低的I类油藏具有很好的驱油效果,能够极大的提高石油采收率。但是对于温度和矿化度较高的II、III类油藏,现有技术的溶液聚合方法为了制备超高分子量的丙烯酰胺聚合物需要先要将丙烯酰胺等单体提纯,才能获得粘均分子量大约在2000-3000万的丙烯酰胺均聚物(不经过提纯的丙烯酰胺均聚物的粘均分子量仅为600-1000万),该丙烯酰胺聚合物作为驱油剂在高矿化度及高温度下不能获得很好的驱油效果;还有研究使用2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸(AMPS)与丙烯酰胺共聚合获得分子量有一定提高且有一定长度侧链的聚合物作为驱油剂,而该驱油剂也不能很好地改善高矿化度及高温度下的驱油效果。因此人们希望获得超高分子量的丙烯酰胺聚合物作为驱油剂来改善高温、高矿化度条件下的驱油效果。

丙烯酰胺聚合物在工业上普遍采用溶液聚合方法来制备,即将丙烯酰胺单体溶液与引发剂混合后进行充氮除氧,然后在低温聚合条件下进行聚合。聚合反应之前进行充氮除氧的目的是为了除去反应体系中的溶解氧,因为溶解氧是自由基聚合的阻聚剂,会严重影响产品的分子量。使用的引发剂类型较多,通常有有机过氧化物引发剂、偶氮引发剂、过硫酸盐与一系列还原剂构成的氧化还原引发剂。该方法具有操作简单、安全、经济的特点;但是上述传统的丙烯酰胺聚合物制备方法并不能获得超高分子量的丙烯酰胺聚合物,而且上述方法中引发剂的诱导期比较长,整个丙烯酰胺聚合物的制备过程所需的时间比较长。究其原因为:(1)作为单体原料的丙烯酰胺、AMPS等在其生产过程中不可避免地引入少量高价金属离子、阻聚剂等物质,这些物质不利于获得超高分子量的丙烯酰胺类聚合物;(2)现有的充氮除氧操作不能充分地去除溶解氧。另外,近来出现的使用具有聚合能力的表面活性剂单体(如甲基丙烯酰氧乙基二甲基苄基氯化铵、(2-丙烯酰胺基)乙基十四烷基二甲基溴化铵)来改性丙烯酰胺类聚合物,使改性后的丙烯酰胺类聚合物实现更好的驱油效果成为研究热点,但充氮会使含有具有聚合能力的表面活性剂单体的水溶液产生大量气泡,因此,传统充氮除氧操作无法解这类聚合体系中的除氧问题。

发明内容

本发明克服上述丙烯酰胺聚合物制备方法中的缺陷,提供了一种制备过程所需时间短且能够得到超高分子量的丙烯酰胺聚合物的溶液聚合方法。

本发明提供的溶液聚合方法,该方法包括使含有单体的水溶液与连二亚硫酸钠在氧化反应条件下接触,并将接触后得到的混合物与过硫酸盐在丙烯酰胺的低温聚合反应条件下混合,其中,75-100摩尔%的所述单体为丙烯酰胺;所述水溶液中的溶解氧与所述连二亚硫酸钠的摩尔比为1∶0.4-2。

使用本发明提供的溶液聚合方法,能够省略单体的水溶液的充氮除氧操作,消除了水溶液中的溶解氧对单体聚合的阻聚作用,获得了超高分子量的丙烯酰胺聚合物,并且该方法能够大幅度缩短丙烯酰胺聚合物制备过程中的聚合反应时间。例如:采用本发明提供的溶液聚合方法的实施例1得到的丙烯酰胺聚合物P1的粘均分子量为994万、聚合反应时间为260分钟,而采用充氮除氧操作的对比例1得到的丙烯酰胺聚合物D1的粘均分子量为857万、聚合反应时间为440分钟。

附图说明

附图是用来提供对本发明的进一步理解,并且构成说明书的一部分,与下面的具体实施方式一起用于解释本发明,但并不构成对本发明的限制。在附图中:

图1是实施例1与对比例1中,反应温度随反应时间的变化示意图。图中横坐标为时间,单位为分钟;纵坐标为反应温度,单位为℃。

图2是实施例1与对比例1中,反应温度的变化率随反应时间的示意图。图中横坐标为时间,单位为分钟;纵坐标为反应温度的变化率,单位为℃/分钟。

附图标记说明

A——实施例1的反应温度随反应时间的变化曲线;

B——对比例1的反应温度随反应时间的变化曲线;

A’——实施例1的反应温度的变化率随反应时间的变化曲线;

B’——对比例1的反应温度的变化率随反应时间的变化曲线。

具体实施方式

以下对本发明的具体实施方式进行详细说明。应当理解的是,此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本发明,并不用于限制本发明。

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