耐温抗盐聚丙烯酰胺的合成技术及应用研究.pdf
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1、100技术应用与研究引言根据实际调查显示,在提高石油采收率的三次采油方法中,聚丙烯酰胺作去油剂具有极高的地位,其作用在于调节注入水的流变性,提高驱动液黏度,改善水驱效率,降低地层中水相渗透率,使水与油能够匀速流动。为此,笔者以制备耐温抗盐型聚丙烯酰胺作为目标展开研究,以发挥合成技术的作用。一、实验部分1.实验原料与仪器实验原料主要包括:丙烯酰胺、衣康酸、丙烯酸、丙磺酸、甲基丙烯酸二甲氨基、乙酯、甲基氯化铵、过硫酸铵、亚硫酸氢钠、聚合氯化铝、硫酸钠、硫酸镁、氯化钙、氯化钠、硫酸。实验仪器有:恒速电动搅拌器、电热恒温水浴锅、磁力搅拌器、500mL四口烧瓶、蠕动泵、电子天平、温度计、浆料疏解器、打浆
2、度测定仪、抗张强度测试仪、激光粒度仪、紫外分光光度计、pH计、电导率仪。2.实验方法第一,聚丙烯酰胺的合成,需称取少量丙烯酰胺单体、交联剂,依照60%、40%的比例放入烧杯,加入蒸馏水。之后将总量较多的记为单体1,总量较少的记为单体2,分别使用硫酸调节两者的pH值。再将单体1加入四口烧瓶,放入恒温水浴锅,升温至80,添加1%过硫酸铵引发剂,二次加入蒸馏水。经过30min后,体系温度逐渐稳定,利用连续滴加的方式将单体2与过硫酸铵引发剂一同加入体系内。单体2的滴加时间为1小时,直至滴加完成后,恒温反应时间为2h。最后添加终止剂,待搅拌均匀后冷却至室温,以此得到浓度为20%聚丙烯酰胺。第二,应用聚丙
3、烯酰胺。在浆内添加前,需要预先采用清水将聚丙烯酰胺稀释10倍,把控好石油用量,依照一定比例配制聚丙烯酰胺溶液,将聚丙烯酰胺溶液添加到浆料中,搅拌至均匀,用于采油控制,具体实验方法为:制备浆料;完成打浆度的测定;模拟白水制备,在打浆时需要不断更换所用浆料,并添加一定量的无机盐,控制好白水导电率;疏解浆料;并添加聚合氯化铝。第三,应用效果检测,主要包括定量、抗张强度、耐破强度、耐折度等测试测定内容,需要充分结合相关安全标准执行。第四,产品性能检测,主要包括:酸碱值,需采用pH计在室温环境下,测量产品pH酸碱度;表观黏度测定,对待测样品实施恒温调试,选取适合转子,放入样品内,调节转速,结合旋转黏度计
4、测量黏度值;粒径测定,将聚丙烯酰胺配制为1%浓度的溶液,借助超声波振荡进行分散处理,采用纳米激光粒度分析仪测量粒子尺寸;测定电荷密度,采用去离子水将样品配制为特定浓度的稀溶液,取一定量溶液使颗粒电荷测定仪完成滴定检测。3.工业生产首先,要进行生产合成操作,在工厂环境下的合成属于实验室合成的放大处理,两者间无本质差异,具体流程为:(1)准备相应设备,控制好作业条件,完成物料转移,调节酸碱值;(2)通蒸汽升温,直至满足目标温度后,加入引发剂;(3)控制好反应过程,保证温度恒定,将反应物滴加量适中,观察物料变化;(4)判断反应终点,及时终止反应;(5)完成产品转移,通冷却水降温,放料。其次,明确设备
5、要求,比如:反应釜,要配备好夹套,用于反应开始前的升温与反应后的降温,确保降温效果符合实际要求,并搭配搅拌装置,保证转速可调,确保反应釜运行平稳。至于组成材料则要具备一定的耐酸耐腐蚀特性;单体2溶解滴加罐,配备简单搅拌,控制好转速,顶部设置较大开口,便于添加固体原料,实现耐温抗盐聚丙烯酰胺的合成技术及应用研究封兰芬王建东营市盛聚化工有限责任公司【摘要】石油开采在进入到中后期,往往会出现原油采收效率不佳的问题。而采用聚丙烯酰胺水溶液,不仅可以改善油水流速比,使采出物中原油含量得到大幅度提升,也能避免击穿油层。为此,将围绕耐温抗盐聚丙烯酰胺的合成实验开展分析讨论,以自由基聚合为实验原理,借助自由基
6、聚合反应,以适应高阴离子垃圾和高电导率的白水系统,并将制备后的聚丙烯酰胺运用在石油采油上。在此基础上,探究各类影响因素对采油效率的影响,确定最佳工艺条件。【关键词】聚丙烯酰胺;结构助剂;油田采油【DOI】10.12316/j.issn.1674-0831.2023.15.034101技术应用与研究酸碱值调节。罐底出口需要与反应釜连接;调节水罐,用于调节体系温度,底部设有固定出水管道,阀门保证易于操控,利用固定管道,控制好流量,配备流量计。最后,要做好生产安全保护,为了确保生产流程有序开展,需要操作人员把控好聚合反应温度,避免高温引发安全隐患。比如当温度无法控制在安全标准以下时,需要及时浇水降温
7、,将损失控制到最低。至于存在强烈刺激性的药品,则需要操作人员佩戴好防护服、口罩、眼镜,避免化学品喷溅对人体产生伤害。同时企业也要定期做好人员的安全教育培训,使其养成一定的安全意识,注重生产车间的环境整洁,严禁化学品随意堆放,并确保通风条件良好。此外,在聚合环节要避免污染物排放,为避免药品泄漏,加强设备的密封性。并在实验后第一时间清洗反应容器和相关管道,直至满足环保要求后才可排放。二、结果与讨论1.制备流程(1)单体选择。本次实验采用的制备方法为共聚法,该技术的关键点在于合理选择阴阳离子单体。通常来说,聚丙烯酰胺需要根据阴阳离子单体酸碱性,进行类型划分。比如:丙烯酰胺甲基丙磺酸,在水溶液内完全电
8、离,酸性极强;丙烯酸、衣康酸的电离程度偏弱,属于弱酸性离子单体;二甲基芐氯化铵在水溶液内会易质子化为阳离子集团,本质上属于强碱性阳离子单体。将上述几种阴阳离子单体应用在去油系统中,可以保证极佳的比较效果。笔者将二甲氨基乙酯作为阳离子单体,衣康酸作为阴离子单体,制备多种电荷密度不同、黏度各异的聚丙烯酰胺,之后在高电导率环境下用于石油采油。通过对产品性能以及应用效果实施研究发现,当两种离子的摩尔比为0.150.2时,制备的聚丙烯酰胺可以达到阴阳电荷平衡,此时电荷密度趋近于0。而随着二甲氨基乙酯摩尔数的提升,制备的聚丙烯酰胺阳离子性便愈发明显,反之,则呈现阴离子性。相较于空白样来说,弱酸弱碱聚丙烯酰
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