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一狮扑体育注册种含脂肪叔胺基团的大分子及其制法和应用制造技术

狮扑体育注册一种含脂肪叔胺基团的大分子及其制备和在驱油剂中应用。涉及制备长支链结构高分子量耐温抗盐聚丙烯酰胺。本发明专利技术合成的含脂肪叔胺基团的大分子与过硫酸盐组成氧化-还原引发体系,在水溶液中引发丙烯酰胺与耐温抗盐单体聚合,得到长支链结构高分子量耐温抗盐聚丙烯酰胺,产品的耐温抗盐性能较现有产品有较大提高。本发明专利技术用于三次采油领域。

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【技术实现步骤摘要】

狮扑体育注册本专利技术涉及三次采油领域,具体涉及一种含脂肪叔胺基团的大分子合成及其在制备长支链结构高分子量耐温抗盐聚丙烯酰胺中的应用。

技术介绍

一狮扑体育注册种含脂肪叔胺基团的大分子及其制法和应用制造技术

狮扑体育注册聚丙烯酰胺是一类多用途的水溶性高分子,在造纸工业、纺织工业、冶金、选矿以及污水处理上有着广泛的应用。近年来,随着油田开采难度的加大,以聚丙烯酰胺溶液为代表的聚合物驱油剂在三次采油中有着优异的表现,为油田稳产、增产发挥了重要作用。工业上的应用也带动了聚丙烯酰胺的研发热潮,以三次采油为例,基于经济效益和满足油藏地质环境,制备高分子量和耐温抗盐型聚丙烯酰胺是目前的主攻方向。分子量的重要性在于配制相同黏度的聚合物水溶液,分子量越高,所需聚合物用量就越少,且实际使用效果也已经表明高分子量聚丙烯酰胺在耐盐性、抗剪切性以及提高采收率上都要明显优于普通的聚丙烯酰胺。合成新型功能单体,包括耐温抗盐单体,两性离子单体和疏水单体,再与丙烯酰胺共聚,通过提高功能单体的比例或者从增加分子间作用力角度提高溶液黏度,是耐温抗盐型聚丙烯酰胺的合成思路。若要此类聚丙烯酰胺有更好的耐温抗盐效果,仍要以提高分子量作为基础石油分子结构,但功能单体的纯度,溶解性能以及空间位阻效应,使多元体系聚合条件更为复杂,产物分子量不易做大,从化学角度和物理角度出发,提高共聚物综合性能的实验构想往往不能充分实现,因此最大程度地提高分子量是耐温抗盐型聚丙烯酰胺的研究基础。

增加分子量的一个行之有效的办法是通过实验选择合适的引发体系,好的引发体系在保障高转化率的同时,能够控制诱导期,减小自动加速现象,使反应平稳进行。近年来,围绕聚丙烯酰胺引发体系,科研工作者在合成配方,引发机理及合成工艺等方面做了大量工作。其中以过硫酸盐为氧化剂,以小分子叔胺为还原剂的氧化-还原引发体系成为一个新的研究热点。丘坤元等对过硫酸盐与脂肪胺体系进行了系统研究,经自由基捕捉与电子自旋共振波谱(ESR)测定,发现当所用的脂肪胺是伯、仲胺时,产生的是氮自由基,若是叔胺则形成碳自由基。他们对过硫酸盐与N,N,N’,N’-四甲基乙二胺,在室温下引发丙烯酰胺的聚合进行了系统研究,并提出了可能引发机理。功能性引发体系不仅可以提高聚合物的分子量,同时也可以决定产物的分子结构,为合成特殊结构聚丙烯酰胺提供了方法。张贞浴合成了系列水溶性的脂肪叔胺基单体,将其用作还原剂与过硫酸盐组成氧化-还原体系,引发丙烯酰胺聚合,得到具有支链结构、分子量高达上千万的聚丙烯酰胺。该引发体系中的叔胺基单体具有双重功能,既可参与引发,又可参与聚合,因此体系引发活性很高。在此基础上,他们还研究了将含叔胺基单体作为第二还原剂与过硫酸铵和亚硫酸氢钠组成的三元氧化-还原引发体系,在引发丙烯酰胺聚合时,聚合诱导期可控,产物分子量高且凝胶含量低,是个很有潜力和实用的引发体系。

在过硫酸盐和脂肪叔胺(单体)组成的氧化-还原引发体系中,还原剂叔胺的结构将直接影响引发体系活性,决定聚合产物分子量以及产物的分子结构。目前对于此类引发体系的研究,还原剂还仅限为小分子叔胺,而对于多官能团的大分子叔胺尚未有研究报-->道。在本专利技术中,我们制备了含脂肪叔胺基团的大分子石油分子结构,将其用作还原剂,与氧化剂过硫酸盐组成新型氧化-还原引发体系,引发丙烯酰胺聚合,合成长支链结构的高分子量耐温抗盐型聚丙烯酰胺。

狮扑体育注册技术实现思路

一狮扑体育注册种含脂肪叔胺基团的大分子及其制法和应用制造技术

本专利技术要解决的技术问题是:针对传统聚丙烯酰胺耐温抗盐性能差,以及采用耐温抗盐单体共聚方法合成聚丙烯酰胺分子量不易做大的缺点,本专利技术提供一种含脂肪叔胺基团的大分子及其制备方法,将其与过硫酸盐组成氧化-还原引发体系,在水溶液中引发丙烯酰胺与耐温抗盐单体聚合,得到长支链结构高分子量耐温抗盐聚丙烯酰胺石油分子结构,产品的耐温抗盐性能较现有产品有较大提高。本专利技术的含脂肪叔胺基团的大分子产品技术方案是:一种含脂肪叔胺基团的大分子,所述含脂肪叔胺基团的大分子的结构式如(1)式所示:(1)式中:R1为H或CH3;R2为酯基或酰胺基;R3为C1~C6烷基;m为含脂肪叔胺基单体重复单元的聚合度;n为2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸钠重复单元的聚合度;m∶n=1∶1~1000;所述的含脂肪叔胺基团的大分子的平均分子量为2000~1000000。优选(1)式中:R2为酰胺基;R3为亚乙基或亚丙基。优选m∶n=1∶9~150;优选所述的含脂肪叔胺基团的大分子的平均分子量为10000~200000。本专利技术的含脂肪叔胺基团的大分子制备方法技术方案是:按质量份数,原料包括:脂肪叔胺基单体1份;2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸1~2000份石油分子结构,优选20~1000;氢氧化钠1~400份,优选4~200;水1~10000份石油分子结构,优选60~4000;引发剂0.01~20份;链转移剂0~20份,所述的链转移剂可加、也可不加;所述的脂肪叔胺基单体结构如式(2):-->(2)式中:R1为H或CH3;R2为酯基或酰胺基;R3为C1~C6烷基;所述的引发剂为下列中的至少一种:2,2-偶氮双(2-脒基丙烷)二盐酸盐、2,2-偶氮双(2-脒唑啉丙烷)盐酸盐、偶氮二(2,5-二甲基-6-羧基)己腈和4,4’-偶氮二(4-氰基戊酸);优选2,2-偶氮双(2-脒基丙烷)二盐酸盐;所述的制备方法包括以下步骤:第1步,将2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸加入反应容器,加水溶解后,加入等摩尔量氢氧化钠进行酸碱中和;第2步,向反应容器中加入脂肪叔胺基单体,原料质量比:脂肪叔胺基单体∶2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸∶水=1∶1~2000∶1~10000;第3步,向反应容器中通入氮气,除氧20分钟以上;第4步,向反应容器中加入0.01~20份的所述引发剂,在60~70℃下,反应4~12小时;第5步,在反应容器中减压抽去溶剂水,得到白色固体;第6步,将上步所得白色固体用乙醇浸泡并清洗提纯2~5次,然后在30℃~45℃下真空干燥,得到结构式为(1)式的含脂肪叔胺基团的大分子产物。

含脂肪叔胺基团的大分子的分子量由凝胶渗透色谱(GPC)测定,共聚物中脂肪叔胺基单体与2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸钠单体摩尔比例由核磁氢谱(1H-NMR)确定。进一步优选:在(2)式中,R3为亚乙基或亚丙基。在第2步中,脂肪叔胺基单体∶2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸∶水=1∶20~1000∶60~4000,在第3步中,按质量份数,还加入0.01~20份的所述链转移剂。所述的链转移剂为下列中的至少一种:巯基乙酸、巯基乙胺盐酸盐、巯基乙醇和碘乙酸。在第3步中,反应时间为6~8小时;充分考虑聚丙烯酰胺分子粘弹性和耐温抗盐性能对驱油效果的影响,将得到的含脂肪叔胺基团的大分子与过硫酸盐组成氧化-还原引发体系,在水溶液中引发丙烯酰胺和耐温抗盐单体共聚,得到目标产物。本专利技术的应用技术方案是制备耐温抗盐长支链聚丙烯酰胺驱油剂。按质量份数,所述驱油剂的原料配方为:所述的含脂肪叔胺基团的大分子0.01~10份,丙烯酰胺100份,耐温抗盐单体-->10~300份,亚硫酸氢钠0.001~0.1份,过硫酸盐0.001~0.2份,引发剂0.001~0.2份,乙二胺四乙酸二钠0.005~1份,尿素0.005~1份,碱10~200份,去离子水100~10000份。所述的耐温抗盐单体为下列中的至少一种:2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸、N-乙烯基吡咯烷酮和N,N-二甲基丙烯酰胺。所述的过

【技术保护点】

一种含脂肪叔胺基团的大分子,其特征是:所述的含脂肪叔胺基团的大分子的结构式如(1)式所示:***(1)(1)式中:R↓[1]为H或CH↓[3];R↓[2]为酯基或酰胺基;R↓[3]为C↓[1]~C↓[6]烷基;m为含脂肪叔胺基单体重复单元的聚合度;n为2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸钠的聚合度;m∶n=1∶1~1000;所述的含脂肪叔胺基团的大分子的平均分子量为2000~1000000。

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【技术特征摘要】

1.一种含脂肪叔胺基团的大分子,其特征是:所述的含脂肪叔胺基团的大分子的结构式如(1)式所示:(1)式中:R1为H或CH3;R2为酯基或酰胺基;R3为C1~C6烷基;m为含脂肪叔胺基单体重复单元的聚合度;n为2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸钠的聚合度;m∶n=1∶1~1000;所述的含脂肪叔胺基团的大分子的平均分子量为2000~1000000。2.根据权利要求1所述的含脂肪叔胺基团的大分子,其特征是:(1)式中:R2为酰胺基;R3为亚乙基或亚丙基。3.根据权利要求1至2之一所述的含脂肪叔胺基团的大分子,其特征是:(1)式中:m∶n=1∶9~150;所述的含脂肪叔胺基团的大分子的平均分子量为10000~200000。4.一种权利要求1至3之一所述的含脂肪叔胺基团的大分子的制备方法,其特征是:按质量份数,原料包括:脂肪叔胺基单体1份;2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸1~2000份;氢氧化钠1~400份;水1~10000份;引发剂0.01~20份;所述的脂肪叔胺基单体结构如式(2):(2)式中:R1为H或CH3;R2为酯基或酰胺基;R3为C1~C6烷基;所述的引发剂为下列中的至少一种:2,2-偶氮双(2-脒基丙烷)二盐酸盐、2,2-偶氮双(2-脒唑啉丙烷)盐酸盐、偶氮二(2,5-二甲基-6-羧基)己腈和4,4’-偶氮二(4-氰基戊酸);所述的制备方法包括以下步骤:第1步,将2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸加入反应容器,加水溶解后,加入等摩尔量氢氧化钠进行中和;第2步,向反应容器中加入脂肪叔胺基单体,原料质量比:脂肪叔胺基单体∶2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸∶溶剂=1∶1~2000∶1~10000;第3步,向反应容器中通入氮气,除氧20分钟以上;第4步,向反应容器中加入0.01~20份的所述引发剂,在60~70℃下,反应4~12小时;第5步,在反应容器中减压抽去溶剂水,得到白色固体;第6步,将上步所得白色固体用乙醇浸泡并清洗提纯2~5次,然后在30℃~45℃下真空干燥,得到结构式为(1)式的含脂肪叔胺基团的大分子产品。

5.根据权利要求4所述的制备方法,其特征是:在(2)式中:R3为亚乙基或亚丙基。在第2步中,脂肪叔胺基单体∶2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸∶水=1∶20~1000∶60~4000。6.根据权利要求4至5之一所述的制备方法,其特征是:在第4步中,按质量份数,还加入0.01~20份的链转移剂;所述的链转移剂为下列中的至少一种:巯基乙酸...

【专利技术属性】

一狮扑体育注册种含脂肪叔胺基团的大分子及其制法和应用制造技术

技术研发人员:伊卓,李勇,林蔚然,计文希,魏小林,祝纶宇,杜凯,赵方园,刘晓光,

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,

类型:发明

国别省市:11[中国|北京]

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