專利名稱：二元共聚物ma-amps水處理劑及其制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種油田水處理劑及其制備方法，特別是一種二元共聚物MA-AMPS及其制備方法。
背景技術(shù)：
在石油開采過程中，由于注入水和地層水的嚴(yán)重不相容性以及采油過程中壓力和溫度的急劇變化，引起的結(jié)垢問題成為采油工程中的一大難題。當(dāng)注水系統(tǒng)的溫度、壓力、PH值等發(fā)生變化時(shí)，可能在地下儲層、采油井井筒、地面油氣集輸設(shè)備管線內(nèi)形成各種垢。在采油系統(tǒng)中，油井抽油桿、油管及套管等處易發(fā)生結(jié)垢；在地面集輸系統(tǒng)中，注水管線、水 套爐出口過濾閥部位、加熱爐盤及泵也易常見有污垢附著。結(jié)垢使得管線截面積變小，摩阻增加，泵的處理能力降低，加熱設(shè)備熱效率降低，嚴(yán)重時(shí)管道因垢物堵塞和管道腐蝕使壓力增加，出現(xiàn)管道爆裂，造成不良后果?？梢娊Y(jié)垢已成為影響油田正常生產(chǎn)的主要問題。因此，面對油田開發(fā)過程中，含水不斷上升，結(jié)垢不斷加重的實(shí)際情況，為了保證油田的增產(chǎn)、穩(wěn)產(chǎn)，合理有效的預(yù)防油田結(jié)垢已成為石油工業(yè)的重要研究課題之一。為減少油田結(jié)垢帶來的損失，投加阻垢劑成為防止或阻止水垢生成的直接方式。目前，油田使用的緩蝕阻垢劑是以有機(jī)膦酸為主，即ATMP (氨基三甲叉膦酸)、HEDP (羥基乙叉膦酸)。由于含磷阻垢劑的大量使用易于造成水環(huán)境的富營養(yǎng)化，對生態(tài)平衡帶來很大影響，近年來逐漸被低磷、無磷的新型阻垢劑所替代。綠色化學(xué)的概念重新塑造了水處理劑的發(fā)展方向，研制低磷、無磷的及可生物降解性能好的阻垢劑也成為近年來國內(nèi)外緩蝕阻垢劑研制方面的熱點(diǎn)課題。由于無毒兼有緩蝕與阻垢性能，良好的水溶性并且利用后可高效穩(wěn)定地被微生物、真菌降解為對環(huán)境無害的最終產(chǎn)物，聚天冬氨酸和聚環(huán)氧琥珀酸被認(rèn)為是一種環(huán)境友好型的真正的綠色水處理劑，兼具阻垢、緩蝕雙重作用，從目前發(fā)表的文獻(xiàn)看，不同分子量的緩蝕、阻垢性能有很大差別。因此，研究聚合過程對其分子量及性能影響的同時(shí)，近年來針對它們衍生物的研究也開始增多。已公開的聚天冬氨酸和聚環(huán)氧琥珀酸專利中主要集中在對其阻垢性能的研究，而對在其合成基礎(chǔ)上聚合物官能團(tuán)改進(jìn)的相關(guān)專利較少，限制了綠色高分子阻垢劑的發(fā)展，因此尋求開發(fā)綠色高分子阻垢劑將具有重要意義。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的之一在于提供一種油田水處理劑二元共聚物MA-AMPS。該共聚物以順丁烯二酸酐MA和2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸AMPS為反應(yīng)物得到聚合單體，再經(jīng)聚合反應(yīng)而形成。本發(fā)明的目的之二在于提供該共聚物的制備方法。為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明的反應(yīng)機(jī)理為
權(quán)利要求
1.一種二元共聚物MA-AMPS，其特征在于該共聚物是以馬來酸酐MA與2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸AMPS為反應(yīng)物得到聚合單體，再經(jīng)聚合反應(yīng)而形成的線性無規(guī)共聚物，其中兩部分的質(zhì)量比為9. 8^9. 9:10. 35 10. 362。
2.一種制備根據(jù)權(quán)利要求I所述的二元共聚物MA-AMPS的方法，其特征在于該方法的具體步驟為 (1)將馬來酸酐和2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸按9.8^9.9:10. 35^10. 362的質(zhì)量比溶于去離子水中，在85°C 95°C下反應(yīng)3 3. 5h ； (2)將溫度控制在40°C 55°C，并調(diào)節(jié)步驟a所得溶液的pH至11 13，升溫到55 60°C，按馬來酸酐和2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸總質(zhì)量的I. 6^1. 7%加入鎢酸鈉，反應(yīng)O. 5 lh后，緩慢滴加馬來酸酐和2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸總質(zhì)量的76 78%的過氧化氫，調(diào)節(jié)溶液pH至5 7，在7(T75°C下進(jìn)行環(huán)氧化反應(yīng)I. 5^2h ； (3)升溫至8(T90°C，加入單體總質(zhì)量的15°/Γ20%的聚合劑過硫酸鉀，聚合反應(yīng)l 2h，即制得二元共聚物MA-AMPS粗品，然后經(jīng)過濾提純得二元共聚物MA-AMPS。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的方法，其特征在于所述的步驟(3)的聚合溫度控制在88 92。。。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的方法，其特征在于所述的步驟(3)中聚合劑過硫酸鉀加入量為單體總質(zhì)量的19 19. 4%。
5.根據(jù)權(quán)利要求2所述的方法，其特征在于所述的步驟(3)中的聚合時(shí)間fl.2h。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種二元共聚物MA-AMPS及其制備方法。該共聚物是以馬來酸酐與2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸為反應(yīng)物得到聚合單體，再經(jīng)聚合反應(yīng)而形成的線性共聚物。本發(fā)明的二元共聚物MA-AMPS是一種具有優(yōu)良性能的油田水處理劑，并且制成的產(chǎn)品無磷、無毒、無害，有利于環(huán)境保護(hù)，可以長期穩(wěn)定保存，具有廣闊的油田工業(yè)市場應(yīng)用前景。
文檔編號C09K8/52GK102702427SQ20121020920
公開日2012年10月3日 申請日期2012年6月25日 優(yōu)先權(quán)日2012年6月25日
發(fā)明者劉曉艷, 孫浩源, 戴春雷, 李欣儒, 王倩, 蘇鵬程, 鄒君臣, 錢昊, 顧婷 申請人:上海大學(xué)