专利名称：螯合型聚合物单体的合成方法
技术领域：
本发明涉及螯合型聚合物单体的合成方法。
背景技术：
在原油的开采过程中，结垢是一种普遍存在的现象，同时结垢是油田水水质控制 中遇到的最严重的问题之一。结垢对油井的正常生产有较大的影响，垢沉积在地层会堵塞 地层孔隙、裂缝，造成渗透率降低，使原油产量下降，严重时甚至造成油井停产，对渗透率较 低的油层影响更甚；当垢沉积在井筒、油管、抽油泵、注水系统、集输系统、加热系统等设备 上时，会造成设备不能正常运转，传热效率降低，导致生产能力下降，而且结垢还会引起设 备和管线的腐蚀，给油田造成严重的经济损失。针对油田的各种结垢状况，有两类解决的办法一是除垢；二是防垢。除垢仅仅是 一种补救措施，除垢时，它已经产生了减产和设备的腐蚀，造成了较大的经济损失，因此，预 先防止垢的生成才是一种好的措施。在防垢的方法中，用化学剂防垢是人们公认的最简单、 有效、方便、经济的方法。因此各油田都针对各自的区块特点研究适应不同条件的化学防垢 剂。而研制高效的防垢剂就更是各个油田普遍追求的共同目标。油田最常见的垢型有方解石碳酸钙(CaCO3)、石膏二水硫酸钙(CaSO4 · 2H20)、硬石 膏硫酸钙(CaSO4)、岩盐(NaCl)、重晶石硫酸钡(BaSO4)和天青石硫酸锶(SrSO4)。而微量的 硫酸锶往往存在于大量的硫酸钡中，很难把它们分开。使用防垢剂是常用的控制结垢措施。这种方法简便、易行，使用时需对防垢剂进行 合理的评价和选择。防垢剂的早期应用可追溯到上世纪30年代，当时所用的防垢剂多为天 然产物(如木质素和丹宁等)，在组成和性能上并不稳定，加酸(硫酸或盐酸)控垢也是这 一年代所用方法之一。到了上世纪40年代，人们已经能够利用Langelier指数或Ryznar 指数预测水的结垢倾向，但在技术上仍采用加酸调PH值的控垢手段。自上世纪50年代国 外首次采用聚磷酸盐作防垢剂以来，防垢剂在国外发展迅速，目前已有数千种防垢剂投放 市场，如美国的Nalco-8365、Nalco-3350 ；日本的T_225，NW_25等。我国的防垢剂的研究起 步较晚，但发展速度很快，目前差不多国外有的产品我国也能生产。国内油气田常用防垢剂 主要有有机膦酸盐类、高分子聚合物类、有机膦酸盐与聚羧酸盐复合类。一般说来，有机膦 酸盐(酯)主要用于防碳酸盐垢，聚羧酸及其衍生物主要用于防硫酸盐垢，复合防垢剂主要 用于防混合垢。自80年代末以来，国内外对有机膦羧酸、含磷聚合物类防垢剂的开发给予 了极大关注，相继开发了多种产品。该类防垢剂分子结构中既还有膦酸基团(-PO3H2),又含 有羧酸基团(-C00H)，因此，它同时具有防垢和缓蚀两种性能，不仅对碳酸盐垢防垢效果好， 而且对CaS04、BaSO4等硫酸盐垢也非常有效。在各类垢中，硫酸盐垢是最难处理的，特别是 BaSO4,因此各国都在竟相研究其对付办法。M. C. Van等人进行了旨在确定聚羧酸分子结构 与其抑制BaSO4晶体生长能力间关系的研究，他们采用了聚羧酸和聚马来酸为主干的接有 不同亲、憎水基团(如羟基、羧酸、磺基、酰基)的聚电解质及聚丙烯酸和两种马来酸进行实 验。实验结果表明，憎水基团的引入往往使防垢效果降低，如果引入的基团能够取代或增强象羧基这类基团的浓度和BaS04、CaSO4晶体上的钡、钙的络合稳定性，那么就能增强防垢能 力。上述研究结果已为实验所证实，丙烯酸、马来酸与许多带有羟基、磺基、酰基的烯类单体 或次膦酸所合成的共聚物(齐聚物)均表现出较好的防垢的BaS04、CaSO4能力。如成都科 技大学与长庆油田共同研制的BS-2E，天研院开发的CT4-52，美国Nalco公司生产的V-953 等防垢剂。BS-2E防垢剂(马来酸/醋酸乙烯酯的二元共聚物与有机膦酸盐复配)对于抑 制BaS04、SrSO4结垢有很好的效果，其性能基本达到了美国Nalco公司生产的V-953水平。 CT4-52防垢剂(膦基聚马来酸酐)不仅能有效地抑制碳酸盐结垢，而且对BaS04、SrSO4等 硫酸盐垢也有很好的阻垢效果。聚丙烯酸、聚马来酸酐之所以具有防垢性能，是因为聚合物 链上带有能与多价金属离子形成螯合物的络合性基团，但由于其结构的局限性，防垢性能 有限。
发明内容
本发明要解决的技术问题是提供一种螯合型聚合物单体的合成方法，本发明合成 收率高，工艺简单。本发明解决所述技术问题采用的技术方案是螯合型聚合物单体的合成方法，包括以下步骤1)反应罐内加入1 2的丙烯酰胺和氯乙酸溶解液，催化剂作用下充分搅拌使其 混合均勻；2)水浴加热反应，得到的反应产物混合物冷却至室温；3)过滤处理，将过滤后液体减压蒸馏，分离。所述催化剂用量以原料质量百分数计为0. 4% 0. 5%。优选的，水浴加热反应1 几。优选的，水浴加热反应3H优选的，水浴加热反应证。本发明的有益效果是本发明的螯合型聚合物单体的合成方法，采用丙烯酰胺与氯乙酸为原料，收率高， 合成简单，成本低廉。
图1是本发明收率随反应时间变化图。图2是本发明收率随催化剂用量变化图。
具体实施例方式实施例螯合型聚合物单体的合成方法，包括以下步骤1)反应罐内加入1 2的丙烯酰胺和氯乙酸溶解液，催化剂作用下充分搅拌使其 混合均勻；2)水浴加热反应，得到的反应产物混合物冷却至室温；3)过滤处理，将过滤后液体减压蒸馏，分离。
所述催化剂用量以原料质量百分数计为0. 4% 0. 5%。优选的，水浴加热反应1 几。优选的，水浴加热反应3H优选的，水浴加热反应证。由图1可见，随着反应时间的延长，其收率也相应的增大。这是因为随着时间的增 长，发生反应的原料越来越多，故产物收率也增大。当反应时间超过紐以后，收率基本上不 变。因此反应时间以证为宜。图2表明，当催化剂用量太少时，产物的收率较低，随着催化 剂用量的增加，其产物的收率不断增大。当催化剂用量达到原料的质量百分数的0.4% 0. 5 %，收率最大，催化剂用量再增加收率略有下降但基本保持不变，因此，考虑到经济因素 我们选择催化剂最佳用量为原料的质量百分数的0. 4%。以上所述，仅是本发明的较佳实施例，并非对本发明做任何形式上的限制，凡是依 据本发明的技术实质上对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化，均落入本发明的保 护范围之内。
权利要求
1.螯合型聚合物单体的合成方法，其特征在于，包括以下步骤1)反应罐内加入1 2的丙烯酰胺和氯乙酸溶解液，催化剂作用下充分搅拌使其混合 均勻；2)水浴加热反应，得到的反应产物混合物冷却至室温；3)过滤处理，将过滤后液体减压蒸馏，分离。
2.根据权利要求1所述的螯合型聚合物单体的合成方法，其特征在于，所述催化剂用 量以原料质量百分数计为0. 4% 0. 5%。
3.根据权利要求1所述的螯合型聚合物单体的合成方法，其特征在于，水浴加热反应 1 7h。
4.根据权利要求3所述的螯合型聚合物单体的合成方法，其特征在于，水浴加热反应 3-6h。
5.根据权利要求4所述的螯合型聚合物单体的合成方法，其特征在于，水浴加热反应5h。
全文摘要
本发明涉及一种螯合型聚合物单体的合成方法，包括以下步骤1)反应罐内加入1∶2的丙烯酰胺和氯乙酸溶解液，催化剂作用下充分搅拌使其混合均匀；2)水浴加热反应，得到的反应产物混合物冷却至室温；3)过滤处理，将过滤后液体减压蒸馏，分离。本发明的合成方法工艺简单，收率高，成本低。
文档编号C07C233/09GK102086160SQ200910216609
公开日2011年6月8日 申请日期2009年12月7日 优先权日2009年12月7日
发明者黄友华 申请人:武侯区巅峰机电科技研发中心