[发明专利]一种阳离子型疏水缔合聚合物及其制备方法与应用

说明书

技术领域

本发明涉及一种疏水缔合聚合物及其制备方法与应用，尤其涉及一种阳离子型疏水缔合聚合物及其制备方法与应用，属于环境与化学技术领域。

背景技术

目前，我国油田大多已处于应用聚合物驱油的三次采油阶段，采用的聚合物主要是高分子量的部分水解聚丙烯酰胺。在三次采油过程中由于使用了大量的聚合物和其它油田化学助剂，使得采出液中含有大量的化学物质，增加了采出液油水分离和含油污水处理的难度，形成处理后的污水含有一定量的石油类、化学物质和机械杂质等，水质较差。若用处理后的污水进行回注，将导致回注压力增大和存在堵塞地层的隐患。若将处理后的污水用作聚合物的稀释水进行三次采油，将显著降低聚合物驱油作用的发挥，增加采油成本。若处理后的污水直接外排将达不到污水排放标准，对环境将造成严重的污染。

由于聚合物区采出污水中大量残留的阴离子型聚丙烯酰胺与目前污水处理过程中常规使用的强阳离子型絮凝剂和混凝剂的电性中和效应，一方面使污水处理所需的加药量显著增大，另一方面电性中和反应所形成的粘附力很强的絮凝体对污水处理工艺也产生多方面的影响。例如，在油水分离过程中，这种絮凝体会携带大量的水分进入油相，影响原油电脱水效果；在污水净化过程中，会导致过滤器频繁堵塞，增加污水处理成本和现场施工难度等等。因此，在不影响污水处理效果的基础上，尽可能降低絮凝剂的副作用成为现场亟需解决的问题。

发明内容

针对现有技术中絮凝剂对含油废水处理效果的不足，本发明要解决的问题是提供一种阳离子型疏水缔合聚合物及其制备方法与应用。

本发明所述阳离子型疏水缔合聚合物，其特征是，所述缔合聚合物是以丙烯酰胺、二甲基二烯丙基氯化铵、丙烯酸丁酯为合成单体，通过常规的自由基胶束聚合方法，并使用复合引发体系，添加尿素为助剂制得；缔合聚合物为外观白色或乳白色或无色胶状固体，固含量为10％～30％(质量百分比)，特性粘度为80～700cm³·g^-1，阳离子度为20％～98％，溶解时间为40～145分钟。

进一步优选的阳离子型疏水缔合聚合物是，所述缔合聚合物固含量为20％～30％(质量百分比)，使用乙醇或丙酮提取后为白色固体；特性粘度为300～700cm³·g^-1，阳离子度为30％～60％，溶解时间为40～100分钟。

本发明所述阳离子型疏水缔合聚合物的制备方法，由下述步骤组成：

(1)将丙烯酰胺与二甲基二烯丙基氯化铵按摩尔比1～80∶20～99的比例加入反应容器中，同时加入其总重量百分比为0.25％～5％的表面活性剂十六烷基三甲基溴化铵和其总重量百分比为0.05％～1％的尿素，混合；

(2)将步骤(1)的混合物与去离子水按重量比10～30∶70～90的比例混合溶解，并将其反应容器置于15～70℃温度条件下的恒温水浴中，通氮并搅拌20～30分钟；

(3)以摩尔百分比计，向步骤(2)所述反应容器中加入0.5％～6％的丙烯酸丁酯，并加入占反应单体质量0.05％～0.6％的引发剂，再通氮搅拌5～10分钟；

(4)停止通氮，反应4～12小时后，得到白色或乳白色或无色胶状阳离子型疏水缔合聚合物。

上述的阳离子型疏水缔合聚合物的制备方法中，步骤(1)所述丙烯酰胺与二甲基二烯丙基氯化铵的摩尔比优选40～70∶30～60；所述十六烷基三甲基溴化铵的加入量优选0.5％～2％；所述尿素加入量优选0.5％～0.75％。

上述的阳离子型疏水缔合聚合物的制备方法中，步骤(2)所述混合物与去离子水按重量比优选20～30∶70～80的比例混合；所述水浴温度条件优选30℃。

上述的阳离子型疏水缔合聚合物的制备方法中，步骤(3)所述引发剂为过硫酸钾、硫代硫酸钠与偶氮二异丁腈重量比为2∶1∶1的混合物。

上述的阳离子型疏水缔合聚合物的制备方法中，步骤(3)所述丙烯酸丁酯的摩尔百分比量优选0.5％～2％；所述引发剂的加入量优选为占反应单体质量的0.15％～0.3％。

上述的阳离子型疏水缔合聚合物的制备方法中，步骤(4)所述反应时间优选6小时。

本发明所述阳离子型疏水缔合聚合物作为水处理药剂在油田含油废水处理中的应用。

本发明制备得到的阳离子型疏水缔合聚合物作为一种新型高效的水处理药剂，可广泛应用于含油废水的处理。