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反相乳液聚合法制备聚丙烯酰胺乳液絮凝剂

super2016-05-24618

   随着聚合物驱油技术在各大油田的推广应用,含聚污水的数量逐年增加,常用的有机阳离子聚丙烯酰胺乳液(CPAM)虽然具有良好的清水效果,但其在使用过程中会与水体中残存的阴离子型聚丙烯酰胺发生静电吸引,生成复合物析出,诱发产生大量粘稠状絮体,影响设备的运转及油田的正常生产。改变聚丙烯酰胺絮凝剂中共聚物的种类可有效解决这些问题,因此本文选用丙烯酰胺(AM)和非离子单体(AE-200)通过反相乳液聚合法制备非离子型聚丙烯酰胺乳液,并考察其絮凝性能。

  (1)系统的考察了乳化剂种类及用量、乳化剂HLB值、引发剂种类及用量、单体浓度、单体配比(AM:AE-200)、加料方式、油水比(体积比)、通N2时间、反应温度和反应时间等因素对聚合物特性粘数、单体转化率及乳液稳定性的影响。通过正交试验优化出最佳合成条件为:单体浓度为35%、单体配比(AM:AE-200)为9:1、乳化剂HLB值为6、乳化剂(Span80/Tween80)用量为7%、引发剂(V-50)用量为1.5‰,在此最佳合成条件下制备的P(AM/AE-200)的特性粘数为963.5mL/g,分子量为430.5万。

  (2)通过红外光谱分析和核磁共振分析对聚合产物进行结构表征。分别考察聚合过程中体系粘度的变化情况以及单体浓度、单体配比、聚合温度对体系粘度和乳液粒径的影响,共聚物P(AM/AE-200)在聚合过程中体系粘度为972mPa.s 左右,远远小于相同条件下制备的阳离子型反相乳液聚合体系的粘度(F-203的表观粘度为5000mPa.s);并通过测量粒径分布来考察放置时间对乳液粒径及乳液稳定性的影响。

  (3)在对油田模拟含聚污水的絮凝实验中,分别考察了P(AM/AE-200)的用量、单体配比和分子量以及模拟污水中含聚物HPAM的分子量和浓度、悬浮固体含量及含油量对絮凝效果的影响。结果表明:在合适的用量下,分子量较大、非离子单体所占比例较高的絮凝剂絮凝效果较好,除油率为80.5%;模拟污水中含聚物HPAM的分子量和浓度越大,絮凝效果越差;模拟污水中的含油量和悬浮固体含量对P(AM/AE-200)的絮凝效果影响不大;P(AM/AE-200)与疏水二氧化硅复配使用后的聚丙烯酰胺乳液絮凝效果优于P(AM/AE-200)单独使用,除油率可达89.5%;P(AM/AE-200)/RSiO2与常规絮凝剂进行絮凝效果对比发现:P(AM/AE-200)/RSiO2的絮凝效果明显优于其它常规絮凝剂,且絮凝过程中产生的絮体大而紧凑,无油泥产生。


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聚丙烯酰胺乳液絮凝剂