一種水溶性抗自由基穩定劑及其製備方法
2023-05-13 01:06:16
專利名稱：一種水溶性抗自由基穩定劑及其製備方法
技術領域：
本發明涉及聚合物驅油劑，特別是一種水溶性抗自由基穩定劑及其製備方法。
背景技術：
以聚合物驅油技術為主導的三次採油技術，是非常重要的提高石油採收率的技術 之一。聚丙烯醯胺因其水溶液黏度高和經濟成本較低，在聚合物驅中應用廣泛，然而普通聚 丙烯醯胺在實際使用過程中，往往存在穩定性較差的問題，從而導致聚合物降解，水溶液黏 度降低，驅油效果變差，甚至可能發生沉澱傷害地層，降低油氣滲透率。影響聚丙醯胺聚合 物穩定性的因素很多，包括熱、氧、鹽、微生物及機械剪切等，其中由溶解氧引起的氧化降解 作用非常明顯，導致其性能嚴重下降，因此提高其在較高溫度和鹽度下的抗氧穩定性已是 一個十分重要的問題。一般認為聚丙烯醯胺的氧化降解通過自由基反應機理進行，特別是 商品聚丙烯醯胺中殘存有過氧化物和金屬離子的情況下，很容易產生過氧自由基，引發連 鎖自動氧化反應，然後通過初級自由基傳遞進一步促進聚合物鏈自由基的產生，導致聚合 物鏈斷裂，分子量降低，聚合物溶液黏度和性能下降。目前為了抑制聚丙烯醯胺聚合物在高 溫油藏和深井條件下的氧化降解，穩定其水溶液黏度，通常在聚合物水溶液中添加穩定劑， 包括抗自由基型酚類抗氧劑如264等或還原型抗氧劑如硫脲等。儘管取得了一定效果，但 是這些穩定劑在使用過程中都存在明顯缺點。首先幾乎所有的酚類抗氧劑都是油溶性的， 因此並不適合用於水溶性的聚丙烯醯胺溶液中；其次還原型抗氧劑如硫脲等儘管是水溶性 的，但在聚丙烯醯胺老化過程中，硫脲不斷被消耗，濃度逐漸降低，穩定作用很快下降，而且 捕捉自由基的能力有限，因此不得不提高硫脲的濃度來彌補損失，用量的增加無疑增加了 驅油的成本。
發明內容
本發明要解決的技術問題是為克服現有技術的不足，本發明的目的是提供一種 水溶性抗自由基穩定劑及其製備方法，在保持整體良好水溶性的同時，具有高效抗自由基 功能，通過添加這種穩定劑，可提高聚丙烯醯胺溶液在實際使用過程中的穩定性。本發明的產品技術方案是本發明以含烯丙基的乙烯吡咯烷酮_ 丁烯酸共聚物為基礎，在聚合物分子鏈上引 入一定比例的受阻酚抗自由基官能團。所述的水溶性抗自由基穩定劑的分子結構式如⑴式
權利要求
1. 一種水溶性抗自由基穩定劑，其特徵是 所述的水溶性抗自由基穩定劑的分子結構式如(1)式ch3"CH2"CH~ch-chfc(ch3)3p k conhnhcoch2chc(ch3)3(1)所述的水溶性抗自由基穩定劑的分子量為10000 200000 ；優選50000 100000 ； 在所述的(1)式中，k為98mol% 99. 9mol%, m為0. lmol% 2mol% ；上述兩種結 構單元沿主鏈無規則排列。
2.根據權利要求1所述的一種水溶性抗自由基穩定劑，其特徵是 所述的水溶性抗自由基穩定劑的分子量為50000 100000。
3.—種權利要求1至2之一所述的水溶性抗自由基穩定劑的製備方法， 其特徵是原料為(3，5-二叔丁基-4-羥基苯基)丙酸甲酯、水合胼和聚乙烯吡咯烷酮丁烯酸 共聚物；包括以下步驟第一步，在N2保護下，在反應器中加入一定量的0 -(3，5- 二叔丁基-4-羥基苯基) 丙酸甲酯；並加入第一種溶劑，所述的第一種溶劑選自下列至少一種苯、甲苯、二甲苯、甲 醇、乙醇和丙醇，按摩爾比第一種溶劑0-(3，5_ 二叔丁基-4-羥基苯基)丙酸甲酯=20 100 1 ； 在攪拌下加熱至30°C 50°C，然後滴加水合胼溶液，按摩爾比 水合胼0-(3，5_ 二叔丁基-4-羥基苯基)丙酸甲酯=1 5 1 ； 水合胼滴加時間為30 90分鐘。滴加完畢後，反應溫度控制在30°C 70°C，反應時 間為12小時 36小時，得到含中間產物的無色透明溶液；第二步，在N2保護下，將第一步所得溶液加熱至沸騰，蒸出所述的第一種溶劑，水洗，過 濾，在80 120°C空氣中乾燥5小時，得到中間產物(3，5-二叔丁基-4-羥基苯基)丙 醯胼；第三步，在N2保護下，在反應器中加入聚乙烯吡咯烷酮-丁烯酸共聚物，並加入第二種 溶劑，所述的第二種溶劑選自下列至少一種苯、甲苯、二甲苯、乙酸乙酯和N，N-二甲基甲 醯胺，按摩爾比第二種溶劑0-(3，5_ 二叔丁基-4-羥基苯基)丙酸甲酯=20 50 1 ； 攪拌溶解後，加入(3，5-二叔丁基-4-羥基苯基)丙醯胼，按摩爾比 聚乙烯吡咯烷酮-丁烯酸共聚物(3，5-二叔丁基-4-羥基苯基)丙醯胼=1 100 1 ；加熱至80 140°C，保溫6 12小時，反應完成後，所得物料為粘稠狀液體； 第四步，將第三步所得物料加熱至沸騰，蒸餾除去第二種溶劑，加入第三種溶劑洗滌， 所述的第三種溶劑為下列中的一種石油醚、正己烷、氯仿和乙酸乙酯；然後過濾，在70°C 110°C乾燥5小時，粉碎後，得到權利要求1至2之一所述的水溶性抗自由基穩定劑產品。
全文摘要
本發明提供一種水溶性抗自由基穩定劑及其製備方法。本發明將疏水的受阻酚抗自由基基團引入水溶性聚乙烯吡咯烷酮丁烯酸共聚物高分子鏈中，合成一種具有抗自由基穩定性的聚乙烯吡咯烷酮丁烯酸改性共聚物。由於很好控制了疏水性受阻酚基團的含量，產品水溶性不受影響，同時又具有很好的抗自由基穩定性，因此在三次採油技術中，可用作聚合物驅油體系中的穩定劑。本發明涉及的製備方法中反應原料為β-(3，5-二叔丁基-4-羥基苯基)丙酸甲酯、水合肼和聚乙烯吡咯烷酮丁烯酸共聚物。
文檔編號C09K8/588GK101993687SQ200910163080
公開日2011年3月30日 申請日期2009年8月24日 優先權日2009年8月24日
發明者曾佳, 王偉, 賀黎明, 郝玉春, 馬京生 申請人:中國石油化工股份有限公司;中國石油化工股份有限公司北京化工研究院