渤海油田聚合物驱生产污水处理絮凝剂实验研究

针对渤海油田聚合物驱生产污水,合成了干粉型、水溶液型、油包水乳液型和水包水型4类絮凝剂,研究了反应条件对絮凝剂性能的影响,评价了不同类型絮凝剂对含聚合物污水的处理效果.结果表明:在一定条件下,干粉型絮凝剂最佳阳离子度为40%(阳离子单体与全部单体物质的量比),最佳反应温度为5℃,最佳引发剂浓度为0.15 mmol/L;水溶液型絮凝剂的最佳单体质量分数为1%;在合成油包水乳液型絮凝剂时,煤油适合作为连续相;合成水包水型絮凝剂的最佳反应温度为65℃;油包水乳液型絮凝剂和水包水型絮凝剂适合于海上聚合物驱油田污水处理.     

丙烯酰胺及丙烯酸反相微乳液聚合体系电导行为

以Span80 -Tween60复合作为乳化剂 ,研究复合乳化体系的HLB值对丙烯酰胺及丙烯酸反相微乳液电导行为的影响 .结果表明随着水相分率的提高 ,体系电导率经历突变从油相电导趋向于水相电导 ,而且水相单体浓度越高 ,出现电导率突变的水相分率越低 .确定了Span80 -Tween60复合稳定的煤油 -水 -丙烯酰胺 (丙烯酸 )反相微乳液体系 ,HLB值以 7.4 8左右为佳 .     

反相微乳液制备无单体残留阳离子聚丙烯酰胺

以丙烯酰胺(AM)和二甲基二烯丙基氯化铵(DMDAAC)水溶液为水相,失水山梨醇单油酸酯(Span80)/聚氧乙烯失水山梨醇硬脂酸酯(Tween60)/异构烷烃Isopar M为油相,过硫酸铵/亚硫酸氢钠((NH4)2S2O8/Na HSO3)为引发剂,在40℃进行反相微乳液聚合制备阳离子聚丙烯酰胺P(AM-DMDAAC).通过红外光谱(IR)、液相色谱(LC)、扫描电镜(SEM)对共聚物结构、丙烯酰胺单体残留量及表面形貌进行表征分析.结果表明,在40℃,HLB值为8.5,AM与DMDAAC质量比为8∶2,引发剂占单体总质量的0.7%,乳化剂占油相总质量的25%时,得稳定透明的微乳液,产物为无单体残留阳离子聚丙烯酰胺共聚物,阳离子度为30%.     

压裂用疏水缔合型聚丙烯酰胺稠化剂的制备与表征

采用反相乳液法、氧化还原引发体系,合成了压裂用两性聚丙烯酰胺稠化剂.应用FT-IR初步表征了产品的结构.研究发现,当引发剂质量分数为0.8%(对单体),乳化剂质量分数为10%(对油相),m(油)∶m(水)为1.4∶1.0,聚合反应温度为40℃,单体n(AM)∶n(DMC)∶n(AA)为1.0∶0.6∶0.3,制得的两性聚丙烯酰胺相对分子质量可达528万.     

丙烯酰胺／α-甲基丙烯酸反相乳液共聚工艺条件探讨

以过硫酸钾为引发剂,采用Speen-80和OP-10作复合乳化剂,进行了丙烯酰胺,α-甲基丙烯酸反相乳液共聚研究,考察了反应介质种类,单体浓度、乳化剂种类及其用量、引发剂种类及其用量、反应温度、反应时间对聚合反应转化率的影响.研究表明,以甲苯为反应介质,单体占乳液的质量分数32.0%,乳化剂占乳液的质量分数1.5%,反应温度为50℃,反应时间为6h,在此反应工艺条件下,单体的转化率可达93.O%以上.     

疏水缔合两性聚丙烯酰胺的制备及性能评价

以丙烯酰胺(AM)、2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸(AMPS)和一种功能性疏水长链烷基烯丙基氯化铵(RM18)为原料,采用反相乳液聚合法制备出一种疏水缔合两性聚丙烯酰胺乳液(AP-AM)。确定了最佳反应条件:乳化剂占油相体积分数12.5%,总单体质量分数25%,p H=6~7,起始反应温度30℃,反应时间6 h。在最佳反应条件下,利用红外光谱(FT-IR)、动态激光光散射粒径分析仪和动态流变仪对乳液AP-AM的结构及性能进行了表征。结果表明:AP-AM乳液平均粒径在100 nm左右,分布集中,乳液稳定,在170 s~(-1)的剪切速率下,随着时间的延长,黏度逐渐下降,最终仍能稳定在93 m Pa·s,具有良好的剪切稀释性。     

反相微乳液聚合制备聚丙烯酰胺水凝胶微球研究

以油酸/Span20/OP10为复合乳化剂,柴油为连续相,采用反相微乳液聚合制备了聚丙烯酰胺水凝胶微球.通过微乳面积等值图、拟三元图确定出体系中乳化剂最佳比例为w(油酸)∶w(Span)∶w(OP10)=41∶31∶28;在最佳聚合点处,油相、乳化剂相、水相分别占体系质量的34.62%,15.38%,50.00%.应用冷冻蚀刻透射电子显微镜、扫描电子显微镜及动态光散射分别对聚合前后的微乳液体系进行表征,可以看出聚合前微乳液中存在大量反胶束(团)(10nm以下)及溶胀胶团(约50nm)结构,聚合后得纳米级水凝胶微球,前后尺寸相差不大.同时测定油酸/Span20/OP10复合乳化剂水溶液与桩西原油之间的界面张力并与反相微乳聚合常规乳化剂的结果进行对比,发现前者界面张力较低,能够起到驱油用表面活性剂的作用.     

不同单体浓度范围反相微乳液聚合速率的比较

以油酸失水山梨醇酯Span80和壬基酚聚氧乙烯醚OP-10为乳化剂、过氧化二碳酸(2-乙基己酯)EHP为引发剂、白油为连续介质,进行了丙烯酰胺(AM)、丙烯酰胺/丙烯酸钠(AM/SA)和丙烯酰胺/(2-甲基丙烯酰氧乙基)三甲基氯化铵(AM/DMMC)反相微乳液聚合反应。研究了不同单体浓度范围内,3种单体(对)反相微乳液聚合速率。在较高单体质量分数范围内(w(M)为25%～50%),聚合速率对AM,AM/SA和AM/DMMC3种单体(对)浓度的反应级数分别为2.24,2.34和2.47;在较低单体质量分数范围内(w(M)为10%～26%)反应级数则分别为1.57,1.61和1.58。不同单体质量分数范围内聚合速率对单体浓度的反应级数相差较大,主要原因可能是聚合体系中单体水溶液的粘度对聚合速率有较大的影响。     

阳离子聚丙烯酰胺微乳液的制备及其絮凝性能研究

以甲醛、二甲胺和丙烯酰胺为原料,通过Mannich反应首先合成阳离子单体N-(二甲氨基)甲基丙烯酰胺,然后用反相微乳液聚合制得不同阳离子度的阳离子聚丙烯酰胺乳液(CPAM).通过探讨反应过程的影响因素,确定了最佳的制备工艺,并对制成的产品进行了性能研究.当反应温度50℃,物质的量比n(丙烯酰胺)∶n(甲醛)∶n(二甲胺)=1∶1.2∶1,反应时间为2 h时,制备的阳离子单体可使乳液聚合的产品获得最佳的阳离子度.通过正交实验反映了单体质量分数、引发剂质量分数、油水相体积比以及反应温度对聚合反应的影响.结果表明,当单体质量分数为30%,引发剂质量分数为0.8%,油水相体积比1.2∶1,反应温度40℃时产品的絮凝效果最佳.在常温、酸性条件下,CPAM对硅藻土的絮凝效果良好.     

AM/AA/AMPS/DMAM的反相微乳液共聚合研究

以丙烯酰胺(AM)和丙烯酸(AA)为主单体,以2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸(AMPS)、N,N-二甲基丙烯酰胺(DMAM)作为功能性单体,以庚烷为分散介质,表面活性剂SF2810为乳化剂,采用反相微乳液聚合的方法合成了四元共聚物AM/AA/AMPS/DMAM.研究所得的最佳合成工艺条件为:水相中单体浓度为45%,引发剂过硫酸铵加量为单体质量的0.3%,乳化剂加量为油相质量的10%,反应温度为40℃,反应时间为5 h,单体的摩尔比为AM:AA:AMPS:DMAM=52:25:15:8.红外光谱分析证实了四元共聚物的结构.     

PP纤维接枝聚丙烯酰胺/海藻酸钙蛋白质印迹水凝胶的制备

以PP纤维为载体,牛血清白蛋白(BSA)为模板,丙烯酰胺为单体,N,N′-亚甲基双丙烯酰胺为交联剂,在海藻酸钠的存在下,采用紫外辐射引发,制备了PP纤维接枝BSA印迹聚丙烯酰胺/海藻酸钙水凝胶(PP-g-PAM/CA MIP)。研究了单体浓度、交联剂浓度和海藻酸钠浓度对BSA吸附量和印迹效率的影响,结果表明,单体质量分数为10%,交联剂质量分数为3%,海藻酸钠质量分数为0.5%时,PP接枝的印迹水凝胶对BSA有最大吸附量。     

阳离子型聚丙烯酰胺絮凝剂的合成及表征

系统研究了丙烯酰胺(AM)与二甲基二烯丙基氯化铵(DMDAAC)共聚反应制备阳离子絮凝剂的工艺条件。对聚合温度、引发剂浓度、单体质量分数等对合成目标产物的影响进行了详细探索,并对聚合产物的结构和热行为进行了表征。结果表明,最佳聚合条件为聚合温度55 ℃,过硫酸铵与甲醛次硫酸氢钠（质量比为7:3）总质量分数0.0125%,偶氮二异丁脒盐酸盐(V-50)的质量分数0.0125%,单体质量分数35%,阳离子度35%;在最佳工艺条件下,所得阳离子聚丙烯酰胺絮凝剂(CPAM)的分子量为2.5×10⁶,具有良好的絮凝效果。     

不同单体质量分数范围PAM反相微胶乳的相对分子质量

研究了在不同单体质量分数(ω(单体))范围(25％～50％和10％～26％)丙烯酰胺(AM)、丙烯酰胺/丙烯酸钠(AM/SA)和丙烯酰胺/(2-甲基丙烯酰氧乙基)三甲基氯化铵(AM/DMMC)反相微胶乳的相对分子质量。较高ω(单体)范围内,(AM)∝ω(AM)~(0.92),(AM/SA)∝ω(AM/SA)~(0.68),(AM/DMMC)∝ω(AM/DMMC)~(2.05);较低ω(单体)范围内,(AM)∝ω(AM)~(0.57),(AM/SA)∝ω(AM/SA)~(0.58)和(AM/DMMC)∝ω(AM/DMMC)~(1.26)。不同ω(单体)范围内M_v对ω(单体)的反应级数不同的原因可能是在不同ω(单体)范围内单体水溶液的粘度对反相微胶乳M_v的影响程度不同。     

UV光引发丙烯酰胺反相微乳液聚合研究

采用光引发聚合技术，选取合适的光引发剂进行丙烯酰胺（AM）反相微乳液聚合。用UV光引发AM／水／白油／（Span80＋OP-10）体系聚合，所得聚合物粘均相对分子质量可达10^6.考察了光引发剂类型及质量分数、单体质量分数、乳化剂质量分数和聚合时间等对聚合反应的影响，得到了光引发合成聚合物的较优工艺条件。通过红外光谱法鉴定出所得聚合物为聚丙烯酰胺（PAM）。     

油田用吸水性树脂的合成与性能研究

文中以聚丙烯酸盐为主体合成的吸水性树脂是一种新型油田调驱剂,它是以丙烯酸、丙烯酰胺为反应单体,以N, N-亚甲基双丙烯酰胺为交联剂,并加入聚乙烯醇,在60 ℃下以过硫酸铵/亚硫酸氢钠为引发剂合成的吸水性树脂。研究结果表明:当交联剂质量分数在0.05%～0.10%范围内时,吸水性树脂常温25 ℃下吸水量较低(340 mL/g),而在高温90 ℃下吸水量则升高到645 g/g;当n(AM)∶n(AA)摩尔比在0～0.14范围变化时吸盐量也由5 mL/g提高到60 mL/g,这种吸水量依赖于温度而变化的吸水性树脂适合用作油田调驱剂。     

复合煤泥脱水助滤剂的研究

以表面活性剂SLL及SLL与Span85的复配物为乳化剂，醇为助乳化剂，煤油为分散介质，在引发剂过硫酸钾的引发下进行了微乳液聚合，制备了聚丙烯酰胺反相微乳液。探索了制备微乳液的条件，并用聚合后的药剂进行煤泥真空过滤脱水试验和浮选试验。试验结果表明，用SLL及SLL与Span85复配物为乳化剂均能制成微乳液，经聚合得到的复合体对煤泥具有很好的助滤脱水效果。不加单体的微乳液是一种良好的煤泥浮选捕收剂。