[发明专利]一种低分子量高粘度聚丙烯酰胺及其制备方法

说明书

本发明提供了一种低分子量高粘度聚丙烯酰胺及其制备方法，应用于石油开采技术领域，该方法包括：向包含二甲苯的有机溶剂中加入醛类化合物以进行聚合反应，得到二甲苯缩聚物；将所述二甲苯缩聚物和苯乙烯进行共聚反应，得到改性二甲苯聚合物；在反应器中加入丙烯酰胺、丙烯酸钠、改性二甲苯聚合物溶液、引发剂、链转移剂进行共聚反应，得到所述低分子量高粘度聚丙烯酰胺；其中所述改性二甲苯聚合物溶液由所述改性二甲苯聚合物和乙醇配制得到。本发明制备的低分子量高粘度聚丙烯酰胺在低分子量的情况下仍具有良好的粘度，优异的溶解性和耐温抗盐性能。

技术领域

本发明涉及高分子聚合技术领域，特别涉及一种低分子量高粘度聚丙烯酰胺及其制备方法，可应用于石油开采技术领域。

背景技术

聚丙烯酰胺(PAM)是一种水溶性高分子聚合物，其分子结构中存在酰胺基活性基团，易通过接枝或交联得到支链或网状结构的多种改性物。PAM可以引进各种离子基团以得到特定的性能，其广泛应用于化工、冶金、地质、煤炭、石油、造纸和水处理等各个领域，具有“百业助剂”的称号，尤其以油田开采用量最大，通常将PAM作为驱油剂来提高原油采收率。

一般来说，相对分子质量越高的聚合物溶解越慢，因此高分子量PAM给石油开采的现场应用带来不便，而且对于渗透率较低的油藏，高分子量PAM易发生结构性堵塞，注入压力逼近地层破裂压力，不易进入地层，无法正常使用。然而由于合成PAM胶体中的丙烯酰胺、丙烯酸等单体的反应活性高、反应热效应大，常规水溶液聚合反应常引起大规模交联，导致难以生成低分子量的PAM胶体，而且通常同一浓度下高分子聚合物的分子量越低，其粘度越低，而粘度低又会影响石油采收率，因此急需合成一种低分子量高粘度PAM胶体。

中国专利CN102391404B公开了一种分子量为10-25w的低分子量聚丙烯酰胺的制备方法，以乙二胺四乙酸二钠盐为稳定剂，通过连续分别滴加丙烯酰胺溶液和引发剂溶液，在80-90℃回流温度下进行聚合反应，通过调节乙醇和过硫酸铵的用量，合成出分子量为(10-25)×10⁴的低分子量聚丙烯酰胺。但这种方法难以制备出便于运输存储的聚丙烯酰胺胶体，也并未保证该聚丙烯酰胺的高粘度，并且在高温下反应，高温液体容易沸腾，在工业生产中高温液体容易溢出导致发生烫伤等危险。

发明内容

本发明实施例提供了一种低分子量高粘度聚丙烯酰胺及其制备方法，能够提供一种分子量为3×10⁶-5×10⁶，在水中溶解时间短且粘度高的低分子量高粘度聚丙烯酰胺。

第一方面，本发明提供了一种低分子量高粘度聚丙烯酰胺的制备方法，所述制备方法包括如下步骤：

（1）向包含二甲苯的有机溶剂中加入醛类化合物以进行聚合反应，得到二甲苯缩聚物；

（2）将所述二甲苯缩聚物和苯乙烯进行共聚反应，得到改性二甲苯聚合物；

（3）在反应器中加入丙烯酰胺、丙烯酸钠、改性二甲苯聚合物溶液、引发剂、链转移剂进行共聚反应，得到所述低分子量高粘度聚丙烯酰胺；其中所述改性二甲苯聚合物溶液由所述改性二甲苯聚合物和乙醇配制得到。

优选地，在步骤（1）中，所述醛类化合物为甲醛、多聚甲醛中的至少一种。

优选地，在步骤（1）中，所述有机溶剂为二甲基亚砜、正丁醇、N,N-二甲基甲酰胺、甲基异丁基甲酮中的至少一种。

优选地，在步骤（1）中，所述聚合反应是在80-140℃下聚合反应1-3h。

优选地，在步骤（1）中，所述二甲苯与所述有机溶剂的质量比为1:（0.5-10）；

所述二甲苯与所述醛类化合物的质量比为1:（0.5-10）。

优选地，在步骤（2）中，所述苯乙烯与所述二甲苯缩聚物的质量比为1:（10-1000）。