甲基丙烯酰胺技术实现要素

甲基丙烯酰胺技术实现要素

本发明的目的在于提供一种3-甲基丙烯酰胺基多巴胺和丙烯酰胺混聚物及其制备方法。本发明的目的还在于提供一种3-甲基丙烯酰胺基多巴胺和丙烯酰胺混聚物在驱油剂中的应用。本发明的聚合物具有耐剪切、高温下抗水解和耐高矿化度性能点，能够大大提高驱油效率。

为了达到上述的目的，本发明提供一个技术方案：

一种3-甲基丙烯酰胺基多巴胺和丙烯酰胺混聚物，其具有如下结构式：

其中，n1≠n3，n1和n3范围为3～5，n2范围为297～495，n4范围为40～90；混聚物数均分子量范围在100～300万之间。

3-甲基丙烯酰胺基多巴胺(DOPAMA)和丙烯酰胺(AM)由于单体分子量高，可以有效避免断链造成的粘度下降；同时其中的临位羟基可以螯合钙、镁离子形成可溶于水的配位结构，防止聚合物从液相中絮凝析出，具有抗高矿化度能力，从而保证高效的驱替效果。

本发明还提供一个技术方案：

一种3-甲基丙烯酰胺基多巴胺和丙烯酰胺混聚物的制备方法，包括如下步骤：

(1)将3-甲基丙烯酰胺基多巴胺和丙烯酰胺溶于去离子水中，并调节体系pH值为7-11；

(2)在无氧条件下，在步骤(1)得到的水溶液中加入引发剂、催化剂，在30-60℃温度下反应4-16时；

(3)反应结束后，加入乙醇或甲醇并加RE烘干脱水，反复多次直至反应产物干燥，研磨得到粉末状产物。

优选的，所述3-甲基丙烯酰胺基多巴胺和丙烯酰胺的质量比为(1-10):(90-99)。更优选的，所述3-甲基丙烯酰胺基多巴胺和丙烯酰胺的质量比为1:99。

优选的，所述3-甲基丙烯酰胺基多巴胺和丙烯酰胺溶于去离子水得到的混合物水溶液的质量浓度为20～35％。

优选的，所述引发剂为过钾和亚氢钠中的一种或两种。

优选的，所述催化剂为二甲乙二胺。

优选的，所述引发剂为过钾和亚氢钠混合物，过钾与亚氢钠混合物相对于3-甲基丙烯酰胺基多巴胺和丙烯酰胺混合物的质量百分比分别为：0.1-0.5％和0.05-0.25％；更优选的，所述过钾相对于3-甲基丙烯酰胺基多巴胺和丙烯酰胺混合物的质量百分比为0.3％，所述亚氢钠相对于3-甲基丙烯酰胺基多巴胺和丙烯酰胺混合物的质量百分比为0.15％。

优选的，所述催化剂在水溶液中的质量百分比为：0.1-0.5％；更优选的，所述催化剂在水溶液中的质量百分比为0.3％。

上述制备3-甲基丙烯酰胺基多巴胺(DOPAMA)和丙烯酰胺(AM)混聚物的化学反应方程式为：

上述合成工艺简单，适合工业大规模生产，具有工业生产和运用的前景。

本发明还提供一个技术方案：

一种3-甲基丙烯酰胺基多巴胺和丙烯酰胺混聚物在驱油剂中的应用。

本发明具有以下技术特点：

1)本发明混聚物单体分子量高，可有效避免断链造成的粘度下降，具有强抗剪切的性能。

2)本发明混聚物中存在临位羟基，可以螯合钙、镁离子形成可溶于水的配位结构，防止聚合物从液相中絮凝析出，具有抗高矿化度能力。

3)本发明工艺简单，适合大规模工业生产。

4)本发明提供的3-甲基丙烯酰胺基多巴胺和丙烯酰胺混聚物作为驱油剂能够大大提高三次采油的效率。

附图说明

附图用来提供对本发明的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本发明的实施例一起用于解释本发明，并不构成对本发明的。

图1是实施例10制备得到的3-甲基丙烯酰胺基多巴胺和丙烯酰胺混聚物的核磁共振谱图；

图2是实施例10制备得到的3-甲基丙烯酰胺基多巴胺和丙烯酰胺混聚物的红外光谱图；

图3是实施例10制备得到的3-甲基丙烯酰胺基多巴胺和丙烯酰胺混聚物耐温测试分析图；

图4是实施例10制备得到的3-甲基丙烯酰胺基多巴胺和丙烯酰胺混聚物耐矿化度测试分析图；

图5是实施例10制备得到的3-甲基丙烯酰胺基多巴胺和丙烯酰胺混聚物砂管驱替实验图。

具体实施方式

以下具体实施例是对本发明提供的方法与技术方案的进一步说明，但不应理解成对本发明的。

实施例1：

一种3-甲基丙烯酰胺基多巴胺和丙烯酰胺混聚物的制备方法：在装有搅拌器、温度计、氮气循环的1500mL的三口圆底烧瓶中，加入400g去离子水，搅拌下，加入1g DOPAMA和99g AM，加入乙酸或NaOH调节pH为7，水浴加RE至45℃。通入氮气持续30min，除尽氧气后，依次加入0.1g DEMED，0.1g过钾和0.05g亚氢钠。通氮气下，搅拌反应至瓶内液相变粘磁子无法旋转，停止通气和搅拌，令瓶内以凝胶状态反应4h。之后，加入300mL乙醇60℃下烘干脱水，反复三次，干燥后研磨造粒，收率67.5％。

实施例2-10：

采用与实施例1相同的工艺过程，具体参数的选择参见表1：

表1实施例2-10具体实验参数

其中实施例10反应收率ZUI高，为ZUI优反应条件。图1为制备得到的3-甲基丙烯酰胺基多巴胺和丙烯酰胺混聚物的400MHz核磁氢谱，参照下面的结构式，6.489ppm是苯环中A位置H的出峰，积分为1；6.711和6.688ppm处出峰分别为苯环中B和C位置的H，积分为2；说明聚合物中存在3-甲基丙烯酰胺基多巴胺。图2中为聚合物的红外谱图，其中3358cm-1是丙烯酰胺两个N-H的伸缩振动谱图。图1和图2说明3-甲基丙烯酰胺基多巴胺和丙烯酰胺实现了混聚反应。

实施例11：

实施例10制备得到的3-甲基丙烯酰胺基多巴胺和丙烯酰胺混聚物的耐温能力测试。

将聚合物加入到Milli-Q水中，配成浓度1500，2000和3000mg/L的水溶液。在170s-1的剪切速率条件下，测量60，70，80，90和100℃下的粘度。根据图3中的数据来看，聚合物水溶液在100℃下粘度变化不大，聚合物具有良好的耐温性能。

实施例12：

实施例10制备得到的3-甲基丙烯酰胺基多巴胺和丙烯酰胺混聚物的耐矿化度能力测试。

在实施例11中配置的三个浓度的聚合物溶液中加入分析纯CaCl2，分别配成浓度为50000,60000，70000，80000，90000和100000mg/L的盐溶液。随后，在170s-1的剪切速率条件下聚合物溶液粘度。由图4中的数据来看，聚合物水溶液的粘度并没有受到CaCl2浓度的影响。根据测试结果，聚合物具有良好的耐矿化度性能。

实施例13：

实施例10制备得到的3-甲基丙烯酰胺基多巴胺和丙烯酰胺混聚物作为驱油剂的驱油评价。

实验温度：80℃；

实验用岩xin：石英砂天然油砂环氧树脂胶结岩xin，外观尺寸为φ2.5cm×30cm，气测渗透率为2200×10-3μm2左右；

原油：脱气稠油，80℃下粘度为210mPa·s；

配液浓度：0.3wt％混聚物；

驱替及配液水：Milli-Q水中加CaCl2调至Ca2+浓度100000mg/L；

水驱实验：以0.3mL/min的速度进行驱替，记录过程中的压力及产出液体积，至含水98％时停止注入，结束水驱；

其他驱替实验：以0.3mL/min的速度注入0.5PV浓度0.3wt％的聚合物溶液，然后转为后续水驱，至含水98％时结束该组驱油实验，记录各阶段的产出液体积。

综合上述测试评价，3-甲基丙烯酰胺基多巴胺和丙烯酰胺混聚物针对80℃粘度210mPa·s的稠油，3-甲基丙烯酰胺基多巴胺和丙烯酰胺混聚物体系用量0.3wt％，ZUI终采收率为37％，比水驱提高采收率10％左右。

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