一类可乳化烃类物质的聚合物及其合成方法.pdf

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1、(10)申请公布号 CN 104017132 A (43)申请公布日 2014.09.03 C N 1 0 4 0 1 7 1 3 2 A (21)申请号 201410222055.7 (22)申请日 2014.05.23 C08F 220/58(2006.01) C08F 220/28(2006.01) C08F 290/06(2006.01) C09K 8/584(2006.01) (71)申请人西南石油大学 地址 610500 四川省成都市新都区新都大道 8号 (72)发明人叶仲斌 张轩 韩利娟 陈洪 吕超 (74)专利代理机构成都金英专利代理事务所 (普通合伙) 51218 代理人袁英。

2、 (54) 发明名称 一类可乳化烃类物质的聚合物及其合成方法 (57) 摘要 本发明公开了一类可乳化烃类物质的聚合物 及其合成方法，该聚合物有2-丙烯酰胺-2-甲 基丙磺酸和丙烯酸脂肪醇聚氧乙烯酯两种结构 单元，制备如下：（1）将脂肪醇聚氧乙烯醚、三 乙胺用二氯甲烷溶解后，滴加丙烯酰氯，升温到 3040 oC ,反应212h后得丙烯酸脂肪醇聚氧乙烯 酯；（2）将丙烯酸脂肪醇聚氧乙烯酯和2-丙烯酰 胺-2-甲基丙磺酸溶于水中，调节溶液pH值为7 左右，通入氮气，加入引发剂，升温至3060 oC ，反 应310h。该聚合物既具有传统水溶性聚合物的 特征，能在水溶液中增粘，又具有良好的乳化性 能，能。

3、有效乳化原油和烃类，其合成方法原理可 靠，操作简便，条件温和，收率高，易于提纯分离， 具有广阔的市场前景。 (51)Int.Cl. 权利要求书1页 说明书4页 附图4页 (19)中华人民共和国国家知识产权局 (12)发明专利申请 权利要求书1页 说明书4页 附图4页 (10)申请公布号 CN 104017132 A CN 104017132 A 1/1页 2 1.一类可乳化烃类物质的聚合物，有2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸和丙烯酸脂肪醇聚氧 乙烯酯两种结构单元，其结构式如下： 其中x、y为结构单元数，x为7095，y为530。 2.如权利要求1所述的可乳化烃类物质的聚合物的合成方法，依次包括以下。

4、步骤： (1)将1mol脂肪醇聚氧乙烯醚，1.22mol三乙胺用200500ml的二氯甲烷溶解 后，在低温下搅拌，然后滴加1.22mol丙烯酰氯到溶液中，将体系升温到3040,反 应212h后，过滤除去杂质，静置分层后，将油相干燥、减压蒸馏，即得丙烯酸脂肪醇聚氧 乙烯酯； (2)将丙烯酸脂肪醇聚氧乙烯酯和2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸溶于水中，丙烯酸脂肪 醇聚氧乙烯酯和2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸的摩尔比为0.53：79.5，调节溶液pH 值为7左右，单体浓度为1030质量，通入氮气除氧，再加入引发剂，体系升温至30 60，反应310h后，用乙醇和丙酮沉淀洗涤、干燥、粉碎造粒后，即得可乳化烃类物。

5、质的 聚合物。 3.如权利要求2所述的可乳化烃类物质的聚合物的合成方法，其特征在于，所述第(1) 步骤的低温为05。 4.如权利要求2所述的可乳化烃类物质的聚合物的合成方法，其特征在于，所述第(2) 步骤的引发剂为偶氮二异丁咪唑啉盐酸盐，引发剂加量为单体质量的0.051.5。 权 利 要 求 书CN 104017132 A 1/4页 3 一类可乳化烃类物质的聚合物及其合成方法 技术领域 0001 本发明涉及一类可乳化烃类物质的聚合物及其合成方法。 背景技术 0002 在一次采油和二次采油后，只有约20-50的原油从地下开采出来，而地下仍然有 约5080因为被吸附在岩石的表面而残留在地下。随着油。

6、气资源的枯竭，人们将越来越 多的关注集中到如何开采这些残留在地下的原油，并开发出了许多提高原油采收率(EOR) 的新方法，如热采、气驱、混相驱、微生物驱、化学驱等。 0003 化学驱主要分为三种：聚合物驱，聚合物-表面活性剂驱(SP)，以及碱-聚合 物-表面活性剂三元复合驱驱(ASP)。这类方法主要是通过改变油水流度比来提高原油采 收率。近年来，越来越多的室内研究和矿场实验表明，在化学驱油过程中，如果驱油体系能 够有效乳化地层原油，可以有效提高原油采收率。但是由于聚合物对于原油的乳化较差，故 其提高采收率效果有限。而SP驱和ASP驱存在表面活性剂与聚合物匹配，色谱分离效应以 及碱对管道和地层的。

7、伤害等问题。鉴于上述问题，开发新的驱油材料来弥补目前驱油体系 的缺陷，成为当务之急。 发明内容 0004 本发明的目的在于提供一类可乳化烃类物质的聚合物，该聚合物主要应用在石油 开采、钻井完井行业，既具有传统水溶性聚合物的特征，能在水溶液中增粘，又具有良好的 乳化性能，能有效乳化原油和烃类，由于其独特的性能，对提高原油采收率具有重要的应用 价值。 0005 本发明的另一目的还在于提供所述可乳化烃类物质的聚合物的合成方法，该方法 原理可靠，操作简便，条件温和，收率高，并且易于提纯分离，具有广阔的市场前景。 0006 为达到以上技术目的，本发明提供以下技术方案。 0007 一类可乳化烃类物质的聚合。

8、物，有2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸(AMPS)和丙烯酸 脂肪醇聚氧乙烯酯(AA(OE) n R)两种结构单元，其结构式如下： 0008 0009 其中x、y为结构单元数，x为7095，y为530。 说 明 书CN 104017132 A 2/4页 4 0010 上述聚合物的合成方法，依次包括以下步骤： 0011 (1)将1mol非离子表面活性剂脂肪醇聚氧乙烯醚，1.22mol三乙胺用200 500ml的二氯甲烷溶解后，在低温条件下(05)搅拌，然后滴加1.22mol丙烯酰氯 到溶液中，将体系升温到3040,反应212h后，过滤除去杂质，静置分层后，将油相 干燥、减压蒸馏，即得透明的丙烯酸脂肪醇。

9、聚氧乙烯酯(AA(OE) n R，RC 12 C 18 ,n5 30)； 0012 (2)将丙烯酸脂肪醇聚氧乙烯酯和2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸溶于水中，丙烯酸 脂肪醇聚氧乙烯酯和2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸的摩尔比为0.53：79.5，用碳酸氢 钠溶液调节其pH值为7左右，单体浓度为1030质量，通入氮气30min进行除氧，再加 入引发剂偶氮二异丁咪唑啉盐酸盐(AIBI)，引发剂加量为单体质量的0.051.5，体系 升温至3060，反应310h后，用乙醇和丙酮反复多次沉淀洗涤，在40真空烘箱中干 燥48h，粉碎造粒后，即得可乳化烃类物质的聚合物AMPS/AA(OE) n R(RC 12 C 。

10、18 ,n5 30)。 0013 在本发明中，首先制备了表面活性剂单体丙烯酸脂肪醇聚氧乙烯酯，采用二氯甲 烷为溶剂，反应温度为3040，反应时间为212h，反应收率为7790.1，其中三 乙胺作为缚酸剂，有利于提高反应的收率。然后采用自由基水溶液聚合法得到无归嵌段共 聚物。其反应式如下： 0014 0015 0016 与现有技术相比，本发明具有以下有益效果： 0017 1.本发明合成的新型高分子表面活性剂，其合成原料简单易得，其合成方法方便 简洁。 0018 2.该类高分子表面活性剂具有良好的乳化性能，能够有效乳化有机溶剂及原油， 提高原油采收率。 0019 附图说明 0020 图1为实施例1。

11、制备的单体AA(OE) 25 C 12 的红外谱图 0021 图2为实施例1制备的聚合物AMPS/AA(OE) 25 C 12 的红外谱图 0022 图3为单体AA(OE) 25 C 12 的 1 HNMR谱图 0023 图4为聚合物AMPS/AA(OE) 25 C 12 的 1 HNMR谱图 说 明 书CN 104017132 A 3/4页 5 具体实施方式 0024 一、聚合物AMPS/AA(OE) 25 C 12 的制备 0025 实施例1 0026 将非离子表面活性剂脂肪醇聚氧乙烯醚(97.05g)，三乙胺(15.18g)用300ml二氯 甲烷溶解后，在0条件下搅拌，然后滴加丙烯酰氯(。

12、13.58g)到溶液中，滴加完毕以后将体 系升温到35,反应4h。反应结束后，过滤除去反应液中的三乙胺盐酸盐，然后加入饱和 硫酸钠溶液对反应液经行萃取洗涤，以除去反应液中过量的三乙胺等杂质。待其静置分层 后，除去水相，收集油相。最后将萃取洗涤后得到的油相用无水硫酸钠干燥过后，过滤除去 反应液中的硫酸钠固体，减压蒸馏除去溶剂二氯甲烷，即可得透明的丙烯酸脂肪醇聚氧乙 烯酯AA(OE) 25 C 12 。 0027 将8.75g单体AA(OE) 25 C 12 ，51.8gAMPS溶于水中，并用碳酸氢钠溶液调节pH值为7 左右，单体浓度为20质量，通入氮气30min进行除氧，再加入0.1g引发剂偶氮。

13、二异丁咪 唑啉盐酸盐，体系升温至50，反应5h后结束反应，用乙醇和丙酮反复多次沉淀洗涤后，在 40真空烘箱中干燥48h，粉碎造粒后，得到的到白色粉末即为聚合物AMPS/AA(OE) 25 C 12 。 0028 二、聚合物AMPS/AA(OE) 25 C 12 的结构表征 0029 图1为实施例1制备的单体AA(OE) 25 C 12 的红外谱图，从图中可以看出，在2923cm -1 处为-CH 3 的伸缩振动峰，在2880cm -1 处为-CH 2 伸缩振动峰，,在1724cm -1 处为-CO的伸 缩振动峰，在1273cm -1 处为-C-O-C-的伸缩振动峰，在1627cm -1 处为C。

14、C的伸缩振动峰， 在1107cm -1 处为-CH 2 -O-CH 2 -的V asC-O-C 的吸收峰，由此可推断表面活性剂单体AA(OE) 25 C 12 成 功合成。 0030 图2为实施例1制备的聚合物AMPS/AA(OE) 25 C 12 的红外谱图，从图中可以看出， 在3428cm -1 ,2923cm -1 和2880cm -1 处为-N-Hand-C-H(-CH2-)的伸缩振动峰,在1709cm -1 处为-O-CO的伸缩振动峰，在1641cm -1 处为-NH-CO的伸缩振动峰，在1246cm -1 处为-C-O-C-的伸缩振动峰，在1189cm -1 处为-SO 3 Na的。

15、特征吸收峰，在1122cm -1 处 为-CH 2 -O-CH 2 -的V asC-O-C 的吸收峰，由此可推断聚合物成功合成。 0031 图3为单体AA(OE) 25 C 12 的 1 HNMR谱图，从图中可以看出：0.88(s,3H,alkyl-CH 3 ),1 .27(s,22H,alkyl-CH 2 ),1.57(m,2H,-CH 2 -O-),3.64(m,98H,-CH 2 CH 2 O-),4.09(t,2H,-CH 2 O-) ,5.85(m,2H,CCH 2 ),6.15(m,H,CCH 2 ),6.42(d,2H,-CHCH-)。 0032 图4为聚合物AMPS/AA(OE。

16、) 25 C 12 的 1 HNMR谱图，如图所示，通过对聚合物AMPS/ AA(OE) 25 C 12 的特征H的积分面积比值进行比较计算后，发现其聚合物中AMPS与大分子单体 聚合物AMPS/AA(OE) 25 C 12 的比例与单体的投入比例基本一致，表明聚合物AMPS/AA(OE) 25 C 12 成功合成。在57ppm之间，未出现烯烃氢的特征位移值，故表明聚合物中未有单体残留。 0033 三、聚合物AMPS/AA(OE) 25 C 12 的乳化效果测试 0034 将配置好的浓度为5000mg/L的聚合物溶液，按照油水比1：1的比例加入到原油和 煤油中，搅拌均匀后，倒入刻度试管，静置1。

17、2h后，记录其出水量，计算其乳化率。 0035 表1乳化性能测试结果 0036 说 明 书CN 104017132 A 4/4页 6 0037 从表1中可以看出，聚合物AMPS/AA(OE) 25 C 12 的乳化率为100，而HPAM的乳化率 仅为27。与HPAM溶液相比，加入聚合物AMPS/AA(OE) 25 C 12 溶液后的样本，乳化效果明显， 对煤油和原油具有良好的分散性能和乳化性能。此外，其乳液静止一周后仍然没有出现分 层现象且其乳液稳定性显著上升，这表明所形成的乳液具有很高的稳定性。而没加本发明 所述聚合 物的溶液均未出现乳化现象，搅拌停止后很快出现分层。 说 明 书CN 104017132 A 1/4页 7 图1 说 明 书 附 图CN 104017132 A 2/4页 8 图2 说 明 书 附 图CN 104017132 A 3/4页 9 图3 说 明 书 附 图CN 104017132 A 4/4页 10 图4 说 明 书 附 图CN 104017132 A 10 。