一种测定驱油用部分水解聚丙烯酰胺水解度的方法与流程

本发明涉及油田采油技术领域，特别涉及一种测定驱油用部分水解聚丙烯酰胺水解度的方法。

背景技术：

油田聚合物驱油技术主要使用的聚合物是部分水解聚丙烯酰胺，水解度是反映聚合物产品质量和溶液性能的一项重要的理化性能指标，是影响聚合物溶液的聚集结构、流变性能、增粘性能、吸附性能以及稳定性能的重要参数。目前中国石油与天然气行业标准sy/t5862-2008与中国石油天然气集团公司企业标准q/sy119-2014中对部分水解聚丙烯酰胺水解度的表征主要是利用酸碱滴定原理，用0.1mol/l盐酸标准溶液滴定聚合物溶液中的羧酸钠，根据指示剂的变色来判断滴定终点，并通过滴定终点的盐酸消耗量计算样品的水解度。但该方法在实际操作时，聚合物溶液中的指示剂在滴定过程中，颜色是一个逐渐变化的过程，没有一个明显的颜色突变点，导致滴定终点的颜色难以辨认，人为主观误差较大。

技术实现要素：

本发明所要解决的技术问题是克服背景技术中存在的现有测定方法聚合物溶液中的指示剂在滴定过程中没有明显的颜色突变点导致滴定终点的颜色难以辨认人为主观判断误差较大的问题，提供一种测定驱油用部分水解聚丙烯酰胺水解度的方法。该方法能够直观的判断出ph突跃点，从而确定滴定终点；基本消除因溶液颜色变化不明显导致的人为误差，提高检测的准确度和精密度。

本发明解决其问题可通过如下技术方案来达到：该测定驱油用部分水解聚丙烯酰胺水解度的方法，包括以下步骤：

包括以下步骤：

(1)测定聚合物试样的固含量，根据测得的固含量配制待测溶液；

(2)向步骤(1)中配制的待测溶液逐滴加入盐酸标准溶液，测量溶液ph值，当溶液ph值达到3.5时停止滴定；

(3)根据步骤(2)测得的实验数据，以盐酸消耗量v(ml)为横坐标，溶液ph值为纵坐标绘制ph-v滴定曲线；

(4)对ph-v滴定曲线求一阶导数和二阶导数，所得一阶导数曲线的极大点与二阶导数d²ph/dv²＝0时对应的盐酸消耗量即为滴定终点，计算得到样品水解度。

步骤(1)所述聚合物为部分水解聚丙烯酰胺，配制用水为去离子水，所述待测溶液浓度约为100ppm。

步骤(2)所述盐酸标准溶液浓度为0.1mol/l，滴定所用滴定管为1ml微量滴定管；所述ph值测定使用ph计为雷磁phs-25型ph计，所用电极为e-201f型ph复合电极。

步骤(4)样品水解度的公式为公式(ⅰ)：

式中：hd—水解度，％；

c—盐酸标准溶液的浓度，mol/l；

v—试样溶液消耗的盐酸标准溶液的毫升数，ml；

m—0.1％试样溶液的质量，g；

23—丙烯酸钠与丙烯酰胺链节质量的差值；

71—与1.00ml盐酸标准溶液〔c(hcl)＝1.000mol/l〕相当的丙烯酰胺链节的质量。

本发明根据滴定突跃的原理，溶液的ph值在滴定终点附近会急剧变化，以此来确定滴定终点。但是由反应方程式(ⅱ)可以看出，部分水解聚丙烯酰胺的滴定是将溶液中呈弱碱性的—coona转化为—cooh，滴定终点溶液呈酸性，在聚合物溶液

ph值与盐酸消耗量v的ph-v滴定曲线上很难观察到ph突跃点来判断滴定终点。因此我们对ph-v曲线用求导数的方法，找到溶液ph值变化速率最快的点来确定滴定终点，从而计算出聚合物的水解度。

本发明与上述背景技术相比较可具有如下有益效果：本发明通过对聚合物溶液ph值与盐酸消耗量v的ph-v滴定曲线求一阶导数和二阶导数的方式，根据导函数的变化情况直观的判断出ph突跃点，从而确定滴定终点。相较于现有标准中的指示剂法，该方法可以基本消除因溶液颜色变化不明显导致的人为误差，提高检测的准确度和精密度。有利于控制聚合物产品质量，从而提高聚合物驱油技术的经济效果。

附图说明

附图1为实施例1中a001样品滴定曲线ph-v及一阶导数曲线图；

附图2为实施例1中a001样品滴定曲线二阶导数曲线图；

附图3为实施例2中a002样品滴定曲线ph-v及一阶导数曲线图；

附图4为实施例2中a002样品滴定曲线二阶导数曲线图。

具体实施方式：

下面结合附图及实施例将对本发明作进一步说明，但本发明并不限于以下实施例。所述实验方法如无特别说明，均为常规方法。所述原材料如无特别说明，均可从公开商业途径获得。

实施例1法国爱森公司生产某中高分抗盐聚合物a001水解度的检测

具体测定步骤如下：

1、样品固含量的测定

聚合物试样固含量s的测定方法：按照sy/t5862-2008进行。

2、试样溶液的配制

(1)称取(200-1/s)g的蒸馏水(准确至0.01g)于500ml烧杯中；

(2)准确称取(1/s)g试样，准确至0.0001g，调整立式搅拌器的转速至(400±20)r/min，使蒸馏水形成旋涡，在1min内缓慢而均匀地将试样撤入旋涡壁中，继续搅拌2h，配制成0.5％浓度的溶液；

(3)取0.5％浓度的溶液40.00g、蒸馏水160.00g加入500ml烧杯中，用磁力搅拌器搅拌大约15min直到均匀，配制成0.1％浓度的溶液；

(4)在三个250ml的锥形瓶中，分别加入0.1％的溶液约10g，再分别加入去离子水稀释至100ml并摇匀。

3、样品水解度的测定步骤

(1)将锥形瓶置于磁力搅拌器上，ph计电极插入溶液中并固定；

(2)边搅拌边逐滴加入0.1mol/l盐酸标准溶液，待ph计读数稳定后，记录溶液ph值及盐酸消耗量v，至溶液ph值达到3.5时停止滴定；

(3)以盐酸消耗量v(ml)为横坐标，溶液ph值为纵坐标绘制ph-v滴定曲线，并对该曲线求一阶导数和二阶导数，所得一阶导数曲线的极大点与二阶导数d²ph/dv²＝0时对应的盐酸消耗量即为滴定终点(如图1、图2)；

(4)水解度按公式(ⅰ)计算：

式中：hd—水解度，％；

c—盐酸标准溶液的浓度，mol/l；

v—试样溶液消耗的盐酸标准溶液的毫升数，ml；

m—0.1％试样溶液的质量，g；

23—丙烯酸钠与丙烯酰胺链节质量的差值；

71—与1.00ml盐酸标准溶液〔c(hcl)＝1.000mol/l〕相当的丙烯酰胺链节的质量。

表1

表2

(5)根据上述步骤对样品至少做3次平行测定，单个测定值与平均值的最大偏差在±0.5％以内，超过最大偏差应重新取样测定。所测得a001水解度检测结果如表1所示，计算得到样品水解度平均值为29.2％，方差为1.67×10^-6。

(6)按照中国石油与天然气行业标准sy/t5862-2008中的酸碱指示剂法测定样品a001的水解度，检测结果如表2所示，计算得到样品水解度平均值为29.8％，方差为7.33×10^-6。

实施例2大庆炼化公司生产某高分聚合物a002水解度的检测

具体测定步骤如下：

1、样品固含量的测定

聚合物试样固含量s的测定方法：按照sy/t5862-2008进行。

2、试样溶液的配制

(1)称取(200-1/s)g的蒸馏水(准确至0.01g)于500ml烧杯中；

(2)准确称取(1/s)g试样，准确至0.0001g，调整立式搅拌器的转速至(400±20)r/min，使蒸馏水形成旋涡，在1min内缓慢而均匀地将试样撤入旋涡壁中，继续搅拌2h，配制成0.5％浓度的溶液；

(3)取0.5％浓度的溶液40.00g、蒸馏水160.00g加入500ml烧杯中，用磁力搅拌器搅拌大约15min直到均匀，配制成0.1％浓度的溶液；

(4)在三个250ml的锥形瓶中，分别加入0.1％的溶液约10g，再分别加入去离子水稀释至100ml并摇匀。

3、样品水解度的测定步骤

(1)将锥形瓶置于磁力搅拌器上，ph计电极插入溶液中并固定；

(2)边搅拌边逐滴加入0.1mol/l盐酸标准溶液，待ph计读数稳定后，记录溶液ph值及盐酸消耗量v，至溶液ph值达到3.5时停止滴定；

(3)以盐酸消耗量v(ml)为横坐标，溶液ph值为纵坐标绘制ph-v滴定曲线，并对该曲线求一阶导数和二阶导数，所得一阶导数曲线的极大点与二阶导数d²ph/dv²＝0时对应的盐酸消耗量即为滴定终点(如图3、图4所示)；

(4)水解度按公式(ⅰ)计算：

式中：hd—水解度，％；

c—盐酸标准溶液的浓度，mol/l；

v—试样溶液消耗的盐酸标准溶液的毫升数，ml；

m—0.1％试样溶液的质量，g；

23—丙烯酸钠与丙烯酰胺链节质量的差值；

71—与1.00ml盐酸标准溶液〔c(hcl)＝1.000mol/l〕相当的丙烯酰胺链节的质量。

表3

表4

(5)根据上述步骤对样品至少做3次平行测定，单个测定值与平均值的最大偏差在±0.5％以内，超过最大偏差应重新取样测定。所测得a002水解度检测结果如表3所示，计算得到样品水解度平均值为21.1％，方差为2×10^-6。

(6)按照中国石油与天然气行业标准sy/t5862-2008中的酸碱指示剂法测定样品a002的水解度，检测结果如表4所示，计算得到样品水解度平均值为21.2％，方差为9.67×10^-6。

综上，本发明首创地用对聚合物滴定曲线求导数的方式确定滴定反应的终点，相较于现有标准中的指示剂法，样品测量结果更准确，实验结果方差更小，有效降低了聚合物水解度检测过程中人为主观误差的影响，大大提高了驱油用部分水解聚丙烯酰胺水解度检测的准确度和精密度。而且整个检测方法所依赖的检测设备操作简单，成本低廉，有利于所述检测方法的推广应用。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，本领域技术人员在本发明的主要技术构思的基础上所作的任何改进和变形都属于本发明所要保护的技术范畴，本发明具体的保护范围以权利要求书的记载为准。