粉劑型部分水解聚丙烯醯胺生產工藝的製作方法
2023-10-17 22:58:19
專利名稱：粉劑型部分水解聚丙烯醯胺生產工藝的製作方法
技術領域：
本發明涉及油田三次採油用流度控制劑的生產工藝，具體的涉及到粉劑型部分水解聚丙烯醯胺生產工藝。
當前，作為提高油田石油餘收率技術的重要組成之一，—聚合物驅油是把聚合物加到注水中以增大水的粘度，降低水的流度，從而搞水驅效率。
眾所周知，聚合物驅油所使用的聚合物主要是部分水解聚丙烯醯胺和聚多糖(生物聚合物)，而聚合物驅油的部分水解聚丙烯醯胺要求分子量高、過濾因子低，這對於膠體型部分水解聚丙烯醯胺的生產已不成為難題。但是，在部分水解聚丙烯醯胺膠體乾燥過程中，由於聚合物鏈中非官能團的主鏈和側基在高溫下發生熱分解並再結合架橋、聚合物鏈中官能團間反應(生成醯亞胺)的架橋、殘餘單體的熱聚合架橋等，使得生成的部分水解聚丙烯醯胺分子量下降、水溶性變差、過濾因子高。
為了生產出高分子量、水溶性好的部分水解聚丙烯醯胺乾粉，人們已做了大量工作。美國專利4482682披露了聚丙烯醯胺膠體造粒後，將苛性鹼水溶液噴在膠粒上，在高溫下保溼水解，而後用熱空氣乾燥的方法，按此工藝由於膠粒的互相粘結，苛性鹼水溶液很難與膠粒混合均勻且幹澡溫度高、時間長，得到的是不完全溶於水、過濾因子高的產品。日本昭53-3444披露了在丙烯醯胺聚合前或聚合後添加多胺鹽類(如乙二胺鹽酸鹽)抗氧劑，而後乾燥的方法。按此工藝存在能耗大、效率低、乾燥時間長或工藝複雜、價格昂貴等缺點。
本發明的目的是提供一種能生產具有高分子量、低過濾因子的粉劑型部分水解聚丙烯醯胺的生產工藝。
本發明的目的是通過下述工藝方法來完成的一種粉劑型部分水解聚丙烯醯胺的生產工藝，主要包括下列步聚
(1)丙烯醯胺單體濃度為15-50％的水溶液，通氮氣脫氧後，加入引發劑。在20-70℃下聚合0.5-10小時，得到水溶性高分子量、低過濾因子的非水解聚丙烯醯胺膠體。
(2)將所得的非水解聚丙烯胺膠體造粒成直徑為0.1-4毫米的小顆粒膠體。
(3)將得到的非水解聚丙烯醯胺小顆粒膠體與固態強鹼物質接觸，在溫度為40-130℃，相對溫度大於70％的溼熱環境下保持0.2-8小時，進行水解得到部分水解聚丙烯醯胺小顆粒膠體。
(4)在40-90℃熱風下，對部分水解聚丙烯醯胺小顆粒在乾燥設備中呈均勻的流化態進行熱風乾燥0.2-4小時，得到固態部分水解聚丙烯醯胺顆粒。
(5)通過粉碎機粉碎乾燥後的固體部分水解聚丙烯醯胺小顆粒，得到高分子量，低過濾因子粉劑型部分水解聚丙烯醯胺。
本發明所採用的丙烯醯胺聚合為水溶液均聚，其單體濃度為15-50％，優選方案為20-35％。所採用的引發劑為氧化還源引發劑，如K2S2O8-NaHSO3、(NH4)2S2O8-NaHSO3等或偶氮類引發劑，如偶氮二異丁晴等，引發劑用量為丙烯醯胺單體質量的0.00001-0.5％，優選方案為0.01-0.2％，其聚合時間範圍為0.5-10小時，優選方案為1-4小時。
本發明的造粒採用特製的聚丙烯醯胺造粒機造粒，造粒後的膠粒直徑為0.1-4毫米，優選方案為0.3-2毫米。
本發明水解過程所用的鹼為固態強鹼物質，如氫氧化鈉，氫氧化鉀、碳酸鈉、碳酸鉀等，而水解過程是在溫度為40-130℃，相對溼度大於70％的溼熱環境下保持足夠長的時間，一般為0.2-8小時，優選方案為0.3-4小時間，使聚合物的水解度達到預計水解度的70％以上，同時，使聚合物膠粒的含水量下降小於14％。
本發明對所得到的部分水解聚丙烯醯胺膠粒進行熱風乾燥過程中，保持聚合物膠粒在熱風中呈均勻的流化態，適用的設備有滾筒式乾燥機，沸騰床類乾燥機，熱風介質可以是空氣或惰性氣體，經過0.2-4小時乾燥後，所得到的固體顆粒含水率小於14％，再經粉碎和篩分，得到高分子量，低過濾因子的粉劑型部分水解聚丙烯醯胺產品。
由於採用了上述步驟，使得本發明有如下優點1.在保持溼熱環境下水解克服了水解不均勻現象；2.造粒順利且膠粒直徑小，使水解時間縮短；3.採用固態強鹼在高溫高溼下水解，消除了鹼溶液的質量差，克服了鹼溶液與膠粒混合不均勻的問題；4.聚合物膠粒在熱風中呈流化態乾燥，可使乾燥溫度大大降低，乾燥時間縮短，節約了能源，降低了乾燥成本，又使產品的分子量下降大大減小並避免了產生交聯產物。
因此採用本發明的工藝方法，能夠生產出高分子量，低過濾因子的粉劑型部分水解聚丙烯醯胺產品，且性能優於用其他方法生產出的同類產品，經測定，本工藝方法生產的粉劑型部分水解聚丙烯醯胺產品，其分子量為1000-3000萬，水解度為5-50％mol，過濾因子為1.1-1.5。
下面，通過實施例說明本發明，在這些實施例中，除另有說明外，百分比均以質量百分比計。
將丙烯醯胺單體濃度30％的水溶液通氮氣脫氧30分鐘後，加入0.01％過硫酸鉀和0.01％的亞硫酸氫鈉引發劑，在溫度為24℃下引發聚合4小時，得到水溶性高分子量，低過濾因子的非水解聚丙烯醯胺膠體，將所得膠體用特製的聚丙烯醯胺造粒機造粒得到0.3粒徑的小顆粒膠體，將10kg小顆粒的非水解聚丙烯醯胺膠體與2.16kg固態碳酸鈉充分混合或與1.68kg固態氫氧化鈉充分混合後，在溫度為110℃，溼度80％下，加蓋水解3小時，得到含水率小於14％的部分水解聚丙烯醯胺小顆粒膠體，將此小顆粒轉入流化床乾燥機中在溫度為70℃下呈均勻的流化態進行熱風乾燥2小時，得到固體部分水解聚丙烯醯胺顆粒，經粉碎機粉碎和篩分後，得到高分子量，低過濾因子的粉劑型部分水解聚丙烯醯胺產品，該聚丙烯醯胺產品的分子量為2500萬，水解度為40％mol，過濾因子為1.25。
權利要求
1.一種粉劑型部分水解聚丙烯醯胺的生產工藝，主要包括下列步聚(1)丙烯醯胺單體濃度為15-50％的水溶液，通氮氣脫氧後，加入引發劑。在20-70℃下聚合0.5-10小時，得到水溶性高分子量、低過濾因子的非水解聚丙烯醯胺膠體(2)將所得到的非水解聚丙烯胺膠體造粒成直徑為0.1-4毫米的小顆粒膠體；(3)將得到的非水解聚丙烯醯胺小顆粒膠體與固態強鹼物質接觸，在溫度為40-130℃，相對溼度大於70％的溼熱環境下保持0.2-8小時進行水解，得到部分水解聚丙烯醯胺小顆粒膠體；(4)在40-90℃熱風下，對部分水解聚丙烯醯胺小顆粒在乾燥設備中呈均勻的流體態進行熱風乾燥0.2-4小時，得到固態部分水解聚丙烯醯胺顆粒；(5)通過粉碎機粉碎乾燥後的固體部分水解聚丙烯醯胺小顆粒，得到高分子量，低過濾因子粉劑型部分水解聚丙烯醯胺。
2.根據權利要求1所述部分水解聚丙烯醯胺生產工藝，其特徵在於步驟(1)所述引發劑為氧化還源引發劑，如K2S2O8-NaHSO3、(NH4)2S2O8-NaHSO3，也可以是偶氮類引發劑，如偶氮二異丁晴等，引發劑用量為丙烯醯胺單體質量的0.00001-0.5％，
3.根據權利要求1所述部分水解聚丙烯醯胺生產工藝，其特徵在於涉驟(3)所述強鹼物質為氫氧化鈉，氫氧化鉀、碳酸鈉、碳酸鉀等。
全文摘要
本發明公開了一種粉劑型部分水解聚丙烯醯胺的生產工藝,其步驟為:丙烯醯胺水溶液脫氧,用引發劑聚合形成非水解聚丙烯醯胺膠體,再經造粒後與固態鹼接觸,在高溫高溼下水解形成部分水解聚丙烯醯胺顆粒,然後經熱風乾燥,粉碎後得到粉劑性部分水解聚丙烯醯胺,本發明工藝簡單,採用特製造粒機造粒,造粒順利且粒徑小,縮短了水解時間,採用固態鹼與膠粒在高溫高溼下水解消除了鹼溶液的質量差,克服了混合不均勻問題,使得水解更均勻充分,本工藝能夠生產出高分子量,低過濾因子的粉劑型部分水解聚丙烯醯胺產品,且性能優良。
文檔編號C08F8/12GK1240799SQ9810259
公開日2000年1月12日 申請日期1998年7月6日 優先權日1998年7月6日
發明者羅建輝, 卜若穎, 陳桂英 申請人:中國石油天然氣總公司石油勘探開發科學研究院