專利名稱：粉劑型部分水解聚丙烯酰胺生產(chǎn)工藝的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及油田三次采油用流度控制劑的生產(chǎn)工藝，具體的涉及到粉劑型部分水解聚丙烯酰胺生產(chǎn)工藝。
當(dāng)前，作為提高油田石油余收率技術(shù)的重要組成之一，—聚合物驅(qū)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(qū)效率。
眾所周知，聚合物驅(qū)油所使用的聚合物主要是部分水解聚丙烯酰胺和聚多糖(生物聚合物)，而聚合物驅(qū)油的部分水解聚丙烯酰胺要求分子量高、過濾因子低，這對于膠體型部分水解聚丙烯酰胺的生產(chǎn)已不成為難題。但是，在部分水解聚丙烯酰胺膠體干燥過程中，由于聚合物鏈中非官能團(tuán)的主鏈和側(cè)基在高溫下發(fā)生熱分解并再結(jié)合架橋、聚合物鏈中官能團(tuán)間反應(yīng)(生成酰亞胺)的架橋、殘余單體的熱聚合架橋等，使得生成的部分水解聚丙烯酰胺分子量下降、水溶性變差、過濾因子高。
為了生產(chǎn)出高分子量、水溶性好的部分水解聚丙烯酰胺干粉，人們已做了大量工作。美國專利4482682披露了聚丙烯酰胺膠體造粒后，將苛性堿水溶液噴在膠粒上，在高溫下保濕水解，而后用熱空氣干燥的方法，按此工藝由于膠粒的互相粘結(jié)，苛性堿水溶液很難與膠?；旌暇鶆蚯腋稍铚囟雀?、時間長，得到的是不完全溶于水、過濾因子高的產(chǎn)品。日本昭53-3444披露了在丙烯酰胺聚合前或聚合后添加多胺鹽類(如乙二胺鹽酸鹽)抗氧劑，而后干燥的方法。按此工藝存在能耗大、效率低、干燥時間長或工藝復(fù)雜、價格昂貴等缺點(diǎn)。
本發(fā)明的目的是提供一種能生產(chǎn)具有高分子量、低過濾因子的粉劑型部分水解聚丙烯酰胺的生產(chǎn)工藝。
本發(fā)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酰胺的生產(chǎn)工藝，主要包括下列步聚
(1)丙烯酰胺單體濃度為15-50％的水溶液，通氮?dú)饷撗鹾?，加入引發(fā)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酰胺膠體。
(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酰胺小顆粒膠體與固態(tài)強(qiáng)堿物質(zhì)接觸，在溫度為40-130℃，相對溫度大于70％的濕熱環(huán)境下保持0.2-8小時，進(jìn)行水解得到部分水解聚丙烯酰胺小顆粒膠體。
(4)在40-90℃熱風(fēng)下，對部分水解聚丙烯酰胺小顆粒在干燥設(shè)備中呈均勻的流化態(tài)進(jìn)行熱風(fēng)干燥0.2-4小時，得到固態(tài)部分水解聚丙烯酰胺顆粒。
(5)通過粉碎機(jī)粉碎干燥后的固體部分水解聚丙烯酰胺小顆粒，得到高分子量，低過濾因子粉劑型部分水解聚丙烯酰胺。
本發(fā)明所采用的丙烯酰胺聚合為水溶液均聚，其單體濃度為15-50％，優(yōu)選方案為20-35％。所采用的引發(fā)劑為氧化還源引發(fā)劑，如K2S2O8-NaHSO3、(NH4)2S2O8-NaHSO3等或偶氮類引發(fā)劑，如偶氮二異丁晴等，引發(fā)劑用量為丙烯酰胺單體質(zhì)量的0.00001-0.5％，優(yōu)選方案為0.01-0.2％，其聚合時間范圍為0.5-10小時，優(yōu)選方案為1-4小時。
本發(fā)明的造粒采用特制的聚丙烯酰胺造粒機(jī)造粒，造粒后的膠粒直徑為0.1-4毫米，優(yōu)選方案為0.3-2毫米。
本發(fā)明水解過程所用的堿為固態(tài)強(qiáng)堿物質(zhì)，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℃，相對濕度大于70％的濕熱環(huán)境下保持足夠長的時間，一般為0.2-8小時，優(yōu)選方案為0.3-4小時間，使聚合物的水解度達(dá)到預(yù)計(jì)水解度的70％以上，同時，使聚合物膠粒的含水量下降小于14％。
本發(fā)明對所得到的部分水解聚丙烯酰胺膠粒進(jìn)行熱風(fēng)干燥過程中，保持聚合物膠粒在熱風(fēng)中呈均勻的流化態(tài)，適用的設(shè)備有滾筒式干燥機(jī)，沸騰床類干燥機(jī)，熱風(fēng)介質(zhì)可以是空氣或惰性氣體，經(jīng)過0.2-4小時干燥后，所得到的固體顆粒含水率小于14％，再經(jīng)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酰胺產(chǎn)品。
由于采用了上述步驟，使得本發(fā)明有如下優(yōu)點(diǎn)1.在保持濕熱環(huán)境下水解克服了水解不均勻現(xiàn)象；2.造粒順利且膠粒直徑小，使水解時間縮短；3.采用固態(tài)強(qiáng)堿在高溫高濕下水解，消除了堿溶液的質(zhì)量差，克服了堿溶液與膠?；旌喜痪鶆虻膯栴}；4.聚合物膠粒在熱風(fēng)中呈流化態(tài)干燥，可使干燥溫度大大降低，干燥時間縮短，節(jié)約了能源，降低了干燥成本，又使產(chǎn)品的分子量下降大大減小并避免了產(chǎn)生交聯(lián)產(chǎn)物。
因此采用本發(fā)明的工藝方法，能夠生產(chǎn)出高分子量，低過濾因子的粉劑型部分水解聚丙烯酰胺產(chǎn)品，且性能優(yōu)于用其他方法生產(chǎn)出的同類產(chǎn)品，經(jīng)測定，本工藝方法生產(chǎn)的粉劑型部分水解聚丙烯酰胺產(chǎn)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(shí)施例說明本發(fā)明，在這些實(shí)施例中，除另有說明外，百分比均以質(zhì)量百分比計(jì)。
將丙烯酰胺單體濃度30％的水溶液通氮?dú)饷撗?0分鐘后，加入0.01％過硫酸鉀和0.01％的亞硫酸氫鈉引發(fā)劑，在溫度為24℃下引發(fā)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酰胺膠體，將所得膠體用特制的聚丙烯酰胺造粒機(jī)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酰胺膠體與2.16kg固態(tài)碳酸鈉充分混合或與1.68kg固態(tài)氫氧化鈉充分混合后，在溫度為110℃，濕度80％下，加蓋水解3小時，得到含水率小于14％的部分水解聚丙烯酰胺小顆粒膠體，將此小顆粒轉(zhuǎn)入流化床干燥機(jī)中在溫度為70℃下呈均勻的流化態(tài)進(jìn)行熱風(fēng)干燥2小時，得到固體部分水解聚丙烯酰胺顆粒，經(jīng)粉碎機(jī)粉碎和篩分后，得到高分子量，低過濾因子的粉劑型部分水解聚丙烯酰胺產(chǎn)品，該聚丙烯酰胺產(chǎn)品的分子量為2500萬，水解度為40％mol，過濾因子為1.25。
權(quán)利要求
1.一種粉劑型部分水解聚丙烯酰胺的生產(chǎn)工藝，主要包括下列步聚(1)丙烯酰胺單體濃度為15-50％的水溶液，通氮?dú)饷撗鹾螅尤胍l(fā)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酰胺膠體(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酰胺小顆粒膠體與固態(tài)強(qiáng)堿物質(zhì)接觸，在溫度為40-130℃，相對濕度大于70％的濕熱環(huán)境下保持0.2-8小時進(jìn)行水解，得到部分水解聚丙烯酰胺小顆粒膠體；(4)在40-90℃熱風(fēng)下，對部分水解聚丙烯酰胺小顆粒在干燥設(shè)備中呈均勻的流體態(tài)進(jìn)行熱風(fēng)干燥0.2-4小時，得到固態(tài)部分水解聚丙烯酰胺顆粒；(5)通過粉碎機(jī)粉碎干燥后的固體部分水解聚丙烯酰胺小顆粒，得到高分子量，低過濾因子粉劑型部分水解聚丙烯酰胺。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述部分水解聚丙烯酰胺生產(chǎn)工藝，其特征在于步驟(1)所述引發(fā)劑為氧化還源引發(fā)劑，如K2S2O8-NaHSO3、(NH4)2S2O8-NaHSO3，也可以是偶氮類引發(fā)劑，如偶氮二異丁晴等，引發(fā)劑用量為丙烯酰胺單體質(zhì)量的0.00001-0.5％，
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述部分水解聚丙烯酰胺生產(chǎn)工藝，其特征在于涉驟(3)所述強(qiáng)堿物質(zhì)為氫氧化鈉，氫氧化鉀、碳酸鈉、碳酸鉀等。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種粉劑型部分水解聚丙烯酰胺的生產(chǎn)工藝,其步驟為:丙烯酰胺水溶液脫氧,用引發(fā)劑聚合形成非水解聚丙烯酰胺膠體,再經(jīng)造粒后與固態(tài)堿接觸,在高溫高濕下水解形成部分水解聚丙烯酰胺顆粒,然后經(jīng)熱風(fēng)干燥,粉碎后得到粉劑性部分水解聚丙烯酰胺,本發(fā)明工藝簡單,采用特制造粒機(jī)造粒,造粒順利且粒徑小,縮短了水解時間,采用固態(tài)堿與膠粒在高溫高濕下水解消除了堿溶液的質(zhì)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(chǎn)出高分子量,低過濾因子的粉劑型部分水解聚丙烯酰胺產(chǎn)品,且性能優(yōu)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(yōu)先權(quán)日1998年7月6日
發(fā)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(fā)科學(xué)研究院