專利名稱：一種鈦基聚丙烯酰胺交聯(lián)劑及其制備方法和應用的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種用于聚丙烯酰胺水凝膠制備所用的交聯(lián)劑，特別涉及一種鈦基聚丙烯酰胺交聯(lián)劑及其制備方法和在聚丙烯酰胺水凝膠制備中的應用。
背景技術：
由于地層的非均質性，注入油層的水，通常有80% 90%被厚度不大的高滲透層所吸收，致使注水剖面很不均勻。為了提高注入水的波及系數(shù)，進而提高石油的采收率，就必須利用化學劑對高滲透層進行一定程度的堵塞，以便使后續(xù)的注入水能夠進入中低滲透層。這種化學劑通常被稱為調剖劑。在實際使用的調剖劑中，最常見、用量最大的是聚丙烯酰胺凝膠。自上個世紀80年代以來，我國的聚丙烯酰胺交聯(lián)凝膠技術得到了很大的發(fā)展，已形成系列化和多樣化產(chǎn)品。在目前所使用的聚丙烯酰胺交聯(lián)劑中，效果最好、應用最廣泛的是含有六價Cr或三價鉻的交聯(lián)劑。但它們毒性很大，對于環(huán)境有很大的傷害。隨著對環(huán)境保護的重要性認識的不斷深入，低毒甚至無毒交聯(lián)劑的開發(fā)成為了研究的熱點與前沿。為此人們進行了大量的研究，并獲得了一系列有可能實際應用的新型交聯(lián)劑，主要包括鋁基聚丙烯酰胺交聯(lián)劑、酚醛樹脂類聚丙烯酰胺交聯(lián)劑、鈦基聚丙烯酰胺交聯(lián)劑、硼基聚丙烯酰胺交聯(lián)劑以及鋇基聚丙烯酰胺交聯(lián)劑等。然而，它們仍然存在著一些問題需要解決，如硼基聚丙烯酰胺交聯(lián)劑在破膠后會有大量的殘渣；酚醛類聚丙烯酰胺交聯(lián)劑的毒性仍然較大，且具有刺激性氣味；三價鋁離子聚丙烯酰胺交聯(lián)劑和鈦基聚丙烯酰胺交聯(lián)劑的成膠性能不穩(wěn)定，對鹽以及環(huán)境pH敏感等。

發(fā)明內容
本發(fā)明的目的之一是為了解決上述的鈦基聚丙烯酰胺交聯(lián)劑中成膠性能不穩(wěn)定、對鹽以及環(huán)境PH敏感等技術問題而提供一種鈦基聚丙烯酰胺交聯(lián)劑。該鈦基聚丙烯酰胺交聯(lián)劑具有無毒、環(huán)境友好、原料易得、成本低、使用時成膠性能穩(wěn)定等的特點。本發(fā)明的目的之二是提供上述的一種鈦基聚丙烯酰胺交聯(lián)劑的制備方法，該制備方法具有制備過程簡單，操作方便，便于工業(yè)化生產(chǎn)的特點。本發(fā)明的目的之三是將上述所得的一種鈦基聚丙烯酰胺交聯(lián)劑用于聚丙烯酰胺水凝膠的制備。本發(fā)明的技術方案
一種鈦基聚丙烯酰胺交聯(lián)劑，按質量百分比計算，其原料組成及含量如下:
硫酸鈦0.1-0.4 %
乳酸0.1-0.5%
乙二醇1-7% 余量為水。上述的一種鈦基聚丙烯酰胺交聯(lián)劑的制備方法，具體包括如下步驟:在總質量四分之一的水中依次加入乳酸、硫酸鈦、乙二醇攪拌混合均勻，所得的混合液用氨水調PH值至中性，然后加入剩余的水并混合均勻，即得鈦基聚丙烯酰胺交聯(lián)劑；
所用的氨水優(yōu)選為質量百分比濃度為1%的氨水。上述的一種鈦基聚丙烯酰胺交聯(lián)劑用于聚丙烯酰胺水凝膠的制備，制備時，按體積比計算，即鈦基聚丙烯酰胺交聯(lián)劑:聚丙烯酰胺水溶液為1:4-6的比例，將鈦基聚丙烯酰胺交聯(lián)劑和聚丙烯酰胺水溶液進行混合均勻即得聚丙烯酰胺水凝膠，所述的聚丙烯酰胺水溶液的濃度為1500-2000ppm。本發(fā)明的有益效果
本發(fā)明的鈦基聚丙烯酰胺交聯(lián)劑，由于采用了硫酸鈦作為主交聯(lián)劑實現(xiàn)了交聯(lián)劑的非鉻化，即不含Cr等有毒物質，從而避免了在使用過程中對人體以及環(huán)境的傷害，在石油開采領域中具有廣闊的應用前景。進一步，本發(fā)明的鈦基聚丙烯酰胺交聯(lián)劑，由于所用的硫酸鈦、乙二醇、乳酸原料易得，因此其生產(chǎn)成本 低。進一步，本發(fā)明的鈦基聚丙烯酰胺交聯(lián)劑，由于利用乙二醇作為助凝劑，使得鈦基聚丙烯酰胺交聯(lián)劑在使用時，成膠穩(wěn)定性大大提高，成膠率達到100%。進一步，本發(fā)明的鈦基聚丙烯酰胺交聯(lián)劑，由于利用乳酸作為配合劑，因此提高了鈦基聚丙烯酰胺交聯(lián)劑對鹽、與環(huán)境PH的耐受性，并且該鈦基聚丙烯酰胺交聯(lián)劑還可在使用環(huán)境為中性且礦化度較高時使用，特別是當水的礦化度4000-6000時，該鈦基聚丙烯酰胺交聯(lián)劑依然有效。進一步，本發(fā)明的鈦基聚丙烯酰胺交聯(lián)劑的制備，由于通過簡單的攪拌混合即得，因此制備過程簡單，操作方便，便于工業(yè)化生產(chǎn)。
具體實施例方式下面通過具體實施例對本發(fā)明進一步闡述，但并不限制本發(fā)明。實施例1
一種鈦基聚丙烯酰胺交聯(lián)劑，按質量百分比計算，其原料組成及含量如下:
硫酸鈦0.45g(0.21%)
乳酸0.73g(0.34%)
乙二醇11.15g(5.25%)
余量為水 200g(94.2%)。上述的一種鈦基聚丙烯酰胺交聯(lián)劑的制備方法，具體包括如下步驟:
在50g的水中依次加入乳酸0.73g、硫酸鈦0.45g、乙二醇11.15g攪拌混合均勻，所得的混合液用質量百分比濃度為1%的氨水調pH值至中性，然后加入剩余的150g水并混合均勻，即得鈦基聚丙烯酰胺交聯(lián)劑A。實施例2
一種鈦基聚丙烯酰胺交聯(lián)劑，按質量百分比計算，其原料組成及含量如下:
硫酸鈦0.2 Ig (0.1%)
乳酸1.07g(0.5%)
乙二醇12.85g(6%)余量為水 200g(93.4%)
上述的一種鈦基聚丙烯酰胺交聯(lián)劑的制備方法，具體包括如下步驟:
在50g的水中依次加入乳酸1.07g、硫酸鈦0.21g、乙二醇12.85g攪拌混合均勻，所得的混合液用質量百分比濃度為1%的氨水調pH值至中性，然后加入剩余的150g水并混合均勻，即得鈦基聚丙烯酰胺交聯(lián)劑B。實施例3
一種鈦基聚丙烯酰胺交聯(lián)劑，按質量百分比計算，其原料組成及含量如下:
硫酸鈦0.86g(0.4%)
乳酸0.22g(0.1%)
乙二醇15.13g(7%)
余量為水 200g(92.5%)
上述的一種鈦基聚丙烯酰胺交聯(lián)劑的制備方法，具體包括如下步驟:
在50g的水中依次加入乳酸0.22g、硫酸鈦0.86g、乙二醇15.13g攪拌混合均勻，所得的混合液用質量百分比濃度為1%的氨水調pH值至中性，然后加入剩余的150g水并混合均勻，即得鈦基聚丙烯酰胺交聯(lián)劑C。實施例4
一種鈦基聚丙烯酰胺交聯(lián)劑，按質量百分比計算，其原料組成及含量如下:
硫酸鈦0.41g(0.2%)
乳酸0.6 Ig (0.3%)
乙二醇2.03g(l%)
余量為水 200g(98.5%)
上述的一種鈦基聚丙烯酰胺交聯(lián)劑的制備方法，具體包括如下步驟:
在50g的水中依次加入乳酸0.61g、硫酸鈦0.41g、乙二醇2.03g攪拌混合均勻，所得的混合液用質量百分比濃度為1%的氨水調pH值至中性，然后加入剩余的150g水并混合均勻，即得鈦基聚丙烯酰胺交聯(lián)劑D。應用實施例
上述各實施例1-4中所得的鈦基聚丙烯酰胺交聯(lián)劑A、B、C及D分別用于聚丙烯酰胺水凝膠的制備，制備時，將鈦基聚丙烯酰胺交聯(lián)劑和聚丙烯酰胺水溶液進行混合即可。上述制備過程中所用的不同的鈦基聚丙烯酰胺交聯(lián)劑A、B、C及D、聚丙烯酰胺水溶液的濃度、鈦基聚丙烯酰胺交聯(lián)劑A、B、C及D與聚丙烯酰胺水溶液的體積比及最終所得的聚丙烯酰胺凝膠的成膠率等見下表所示:
權利要求
1.一種鈦基聚丙烯酰胺交聯(lián)劑，其特征在于按質量百分比計算，其原料組成及含量如下: 硫酸鈦0.1-0.4 % 乳酸0.1-0.5% 乙二醇1-7% 余量為水； 所述的鈦基聚丙烯酰胺交聯(lián)劑通過包括如下步驟的方法制備: 在總質量四分之一的水中依次加入乳酸、硫酸鈦、乙二醇攪拌混合均勻，所得的混合液用氨水調PH值至中性，然后加入剩余的水并混合均勻，即得鈦基聚丙烯酰胺交聯(lián)劑。
2.如權利要求1所述的一種鈦基聚丙烯酰胺交聯(lián)劑，其特征在于按質量百分比計算，其原料組成及含量如下: 硫酸鈦0.21% 乳酸0.34% 乙二醇5.25% 余量為水。
3.如權利要求1所述的一種鈦基聚丙烯酰胺交聯(lián)劑，其特征在于按質量百分比計算，其原料組成及含量如下: 硫酸鈦0.1% 乳酸0.5% 乙二醇6% 余量為水。
4.如權利要求1所述的一種鈦基聚丙烯酰胺交聯(lián)劑，其特征在于按質量百分比計算，其原料組成及含量如下: 硫酸鈦0.4% 乳酸0.1% 乙二醇7% 余量為水。
5.如權利要求1所述的一種鈦基聚丙烯酰胺交聯(lián)劑，其特征在于按質量百分比計算，其原料組成及含量如下: 硫酸鈦0.2% 乳酸0.3% 乙二醇1% 余量為水。
6.如權利要求1、2、3、4或5所述的一種鈦基聚丙烯酰胺交聯(lián)劑，其特征在于鈦基聚丙烯酰胺交聯(lián)劑制備過程中所用的氨水，即質量百分比濃度為1%氨水。
7.如權利要求1、2、3、4或5所述的一種鈦基聚丙烯酰胺交聯(lián)劑在制備聚丙烯酰胺水凝膠中的應用，其特征在于按體積比計算，即鈦基聚丙烯酰胺交聯(lián)劑:聚丙烯酰胺水溶液為1:4-6的比例，將鈦基聚丙烯酰胺交聯(lián)劑和聚丙烯酰胺水溶液進行混合均勻即得聚丙烯酰胺水凝膠；所述的聚丙烯酰胺水溶液 的濃度為1500-2000ppm。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種鈦基聚丙烯酰胺交聯(lián)劑及其制備方法和應用，所述的鈦基聚丙烯酰胺交聯(lián)劑按質量百分比計算由0.1-0.4%硫酸鈦、0.1-0.5%乳酸、1-7%乙二醇和余量的水組成。其制備方法即將總質量四分之一的水中依次加入乳酸、硫酸鈦、乙二醇攪拌混合均勻，所得的混合液用氨水調pH值至中性，然后加入剩余的水并混合均勻，即得具有無毒、成膠性能穩(wěn)定等特點的鈦基聚丙烯酰胺交聯(lián)劑。所述的鈦基聚丙烯酰胺交聯(lián)劑用于聚丙烯酰胺水凝膠的制備，其成膠率達100%。
文檔編號C08L33/26GK103205078SQ20131012799
公開日2013年7月17日 申請日期2013年4月15日 優(yōu)先權日2013年4月15日
發(fā)明者康詩釗, 賈拉弟, 李向清, 穆勁, 胡海蓉 申請人:上海應用技術學院