高分子量聚丙烯酰胺提高溶解性技术研究

王永彬

随着大庆油田的不断开采，油田已进入高含水期开采阶段，储采失衡的矛盾和后备储量不足问题日益突出，生产成本逐年上升，开采难度加大。为弥补油田原油产量递减，三次采油技术在油田得到广泛应用。使用高分子量聚丙烯酰胺驱油，可提高黏度和溶解性，降低高渗透油层的渗透率，增加吸水厚度，提高中、低渗透层的吸水能力，以利于大幅度提高原油采收率。

大庆炼化公司采用共聚工艺生产高分子量聚丙烯酰胺，产品质量一直不稳定，特别是溶解性较差，产品溶解后有许多不溶性胶团（外观有疙瘩）。为此，针对共聚高分子量聚丙烯酰胺溶解性较差的实际情况，进行了高分子量聚丙烯酰胺聚合工艺和配方技术的研究。

1 合成工艺概况

丙烯酰胺聚合是典型的自由基聚合，单体丙烯酰胺是α、β不饱和胺，带有两个活性中心（一个乙烯基团和一个胺基基团），因此，丙烯酰胺可以和各种化合物反应而产生许多聚丙烯酰胺的衍生物，而这些衍生物具有多种性能，如絮凝性，增黏（稠）性，表面活性等。驱油用聚丙烯酰胺一般为阴离子部分水解聚丙烯酰胺，通常的合成方法为丙烯酰胺均聚水解法和丙烯酰胺与丙烯酸共聚法。

1.1 前加碱均聚共水解

该聚合方法以丙烯酰胺单体为原料，水做溶剂，用碳酸钠等碱类调节水解度。在一定的初始温度下，首先催化剂释放自由基，随着丙烯酰胺链引发、链增长的进行，自由基逐渐被消耗，最后由链转移剂终止反应。

1.2 丙烯酰胺、丙烯酸共聚

共聚合成聚丙烯酰胺以丙烯酰胺、丙烯酸为原料，水为溶剂，反应前通过NaOH调节pH值，聚合体系在一定的初始温度下发生自由基聚合反应，最后得到含羧基的聚丙烯酰胺产品。

2 聚合工艺的选择

通过对聚合反应机理的研究， 用现有均聚技术和共聚技术进行实验，对比2种工艺在原料、反应、产品质量以及生产成本等方面的特点，确立聚合工艺。

2.1 聚合反应特点

大庆炼化公司聚丙烯酰胺装置是1995年引进法国SNF公司生产技术和设备的超大型聚合物生产装置，设计标准：相对分子质量为（5.0—15.0）×106 ，采用均聚碳酸钠水解工艺。1998年在原装置部分生产线进行技术改造，开发了丙烯酸共聚生产技术，分子质量：≥16.0×106 。

由聚合反应可知，均聚反应引发和整体反应速度均慢于共聚反应，最终温度也略低于共聚反应。比较反应过程，均聚胶体由于反应放热以及水解生成的CO2、NH3和水，体积增加2.5倍，共聚胶体没有较大的膨胀。

（1）. 前加碱均聚共水解法提高高分子量聚丙烯酰胺的溶解性是可行的，所研究开发的均聚高分子量聚丙烯酰胺聚合技术，突破了原法国SNF均聚技术无法生产高分子量产品的缺陷，同时使共聚产品溶解性差的问题得到解决，提高了高分子量聚丙烯酰胺产品质量。

（2）.用该技术生产的高分子量聚丙烯酰胺溶解性能好，黏度高，在同类高分产品中质量佳。

参考文献

[1] 严瑞宣.水溶性高分子.北京：化学工业出版社，1998：101-153.

[2] 张新平：国内聚丙烯酰胺技术的研究，石油炼制与化工，1997： 5-8.