油田用絮凝剂PADA的合成及絮凝性能研究

第48卷第6期2O14年12月华中师范大学学报(自然科学版)JOURNALOFHUAZHONGNORMALUNIVERSITY(Nat．Sci．)Vo1．48No．6Dec．2014文章编号：1000—1190(2014)06—0871—05油田用絮凝剂PADA的合成及絮凝性能研究吴得南卜，熊伟，刘小军(1．银川能源学院石油化工系，银川750105；2．中国石油吐哈油田公司工程技术研究院，新疆鄯善838202)摘要i采用复合引发体系，水溶液自由基聚合制备了聚丙烯酰胺一二甲基二烯丙基氯化铵丙烯酸(Poly-AM-DMDAAC-AA，简称PADA)．通过正交试验法研究了合成条件对絮凝性能的影响．当聚合温度为4O℃、反应时间为6h、AA：”AM：nDMDAAC一1：2：1、∞(AIBN)一0．O25‰时所合成的PADA絮凝效果最好．通过红外分析证明得到了预期的目标产物．考察了PADA作为助凝剂对模拟三元复合驱油田采出污水的絮凝效果．实验结果表明：絮凝温度为50oC，PADA与PAC复配絮凝效果最佳，最佳加剂量为10mg·L，污水处理后透光率最高可达到94．1，是一种性能优异的助凝剂．关键词：两性聚丙烯酰胺；三元共聚；絮凝性能；絮凝剂；模拟三元复合驱油田污水中图分类号：0633．22文献标识码：A聚丙烯酰胺类高分子絮凝剂主要用于油田采出污水处理l1。]．其中，既带有阴离子基团又具有阳离子基团的为两性聚丙烯酰胺．近年来，南于两性聚丙烯酰胺具有反聚电解质效应，被广泛应用到油田聚合物驱和三元复合驱采出污水处理]．本文以丙烯酰胺(AM)、阳离子单体二甲基二烯丙基氯化铵(DMDAAC)和阴离子单体丙烯酸(AA)为单体，采用复合引发体系，进行水溶液自由基聚合制备了两性聚丙烯酰胺(PADA)，通过正交试验法研究了合成条件对絮凝性能的影响，并研究了产物对模拟三元复合驱油田采出污水的絮凝效果．1实验部分1．1主要原料及仪器丙烯酰胺(AM)，分析纯，天津市大茂化学试剂厂；二甲基二烯丙基氯化铵(DMDAAC)，65的水溶液，聚合级，江苏飞翔化工有限公司；丙烯酸(AA)，分析纯，天津市化学试剂六厂分厂；聚合氯化铝(PAC)、聚合硫酸铝(PAS)和聚合氯化铁(PFC)均由现场提供．其余均为分析纯试剂．BMElO0LX型高剪切混合乳化机：启东昆仑机电制造有限公司；恒温水浴槽：上海森信实验仪器有限公司；Tensor27型傅立叶变换红外光谱仪：Bruker公司；722型光栅分光光度计：山东高密分收稿日期：2014—06—27．基金项目：银川能源学院科研项目(2013～KYY一06)*E—mail：6502497@163．CON．析仪器厂．1．2PADA的合成方法按一定的配料比将计量的AM、DMDAAC、AA加入四口烧瓶中，加入适量的尿素作为溶解助剂、聚合络合剂EDTA一2Na和去离子水，在搅拌下使反应物溶解均匀．氮气驱氧30min后，缓慢滴加复合引发剂KSO一NaHSO。一AIBN．在一定温度下反应数小时后，得到两性聚丙烯酰胺胶状体．将产物用丙酮多次沉淀提纯，除去未反应的单体及小分子物质，产品在4O℃下真空烘至质量恒定后得到白色固体，粉碎备用．1．3IR分析采用Bruker—Tensor27型傅立叶变换红外光谱仪，KBr压片法，测定产物红外光谱．1．4絮凝评价方法采用烧杯试样法评价所合成产品的絮凝效果[6。]．有机高分子常作为一种助凝剂，使用时常常先加无机絮凝剂，使细小悬浮物与无机絮凝剂作用，形成絮团，此时再加入有机助凝剂，则一个有机助凝剂的长链可吸附多个絮团，从而加快絮团的沉降速度，起到助凝的作用．絮凝试验所用污水均为实验室根据大庆油田三元复合驱采出污水所配制的模拟三元复合驱采出污水(弱碱体系)．其具体方法如下：首先配制具有一定矿化度的水，其成分见表1．872华中师范大学学报(自然科学版)第48卷按条件称取p(Na2COa)一109．0mg·L_。、p(表活剂)一30．0mg·L一、p(HPAM)一300mg·L一及适量的原油和少量的石油醚，溶解到矿化度水．以1000r／rain的转速乳化20min，静置分层，将上层析出的油移出，稳定45rain，可得到模拟三元驱(弱碱体系)采出污水．2结果与讨论2．1合成条件的优化固定单体浓度为3O，低温段引发剂K。S0。与NaHSO。质量比为1：1，其质量分数均为0．o5％。，EDTA一2Na为络合剂，用量为0．05％o，尿素为溶解助剂，用量为0．1o的实验条件下，以絮凝性能为评价指标，选择对聚合反应影响较大的影响因素(反应物摩尔比、高温段引发剂AIBN用量、反应时间和反应温度)，在混凝剂PAC的加剂量为3000mg·L、絮凝实验温度为50℃、合成产品加剂量为10mg·L条件下通过正交试验法探讨合成条件对絮凝性能的影响，结果如