一种阳离子聚合物及其制备方法和应用的制作方法
【专利摘要】本发明公开了一种阳离子聚合物及其制备方法和应用。其中，该阳离子聚合物含有结构单元A和结构单元B，所述结构单元A为式（1）所示的结构单元，所述结构单元B为式（2）所示的结构单元；且以所述阳离子聚合物中结构单元的总重量为基准，所述结构单元A的含量为1.2-13.4重量%，所述结构单元B的含量为86.6-98.8重量%。本发明还提供了一种阳离子聚合物的制备方法以及所述阳离子聚合物作为反相破乳剂的应用。本发明提供的阳离子聚合物具备优良的破乳脱油性能，对原油污水特别是含聚污水的处理效果显著。
【专利说明】一种阳离子聚合物及其制备方法和应用
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种阳离子聚合物，该阳离子聚合物的制备方法，由该方法制备得到的阳离子聚合物，以及所述阳离子聚合物作为反相破乳剂的应用。
【背景技术】
[0002]聚合物驱作为一项提高采收率、增加原油产量的有效开采技术，在保障我国油田稳产中发挥着重要的作用，但是随着聚合物驱应用规模的扩大，污水的处理难度也随之增加。
[0003]与注水驱采油污水的水质条件相比，聚合物驱采油污水(简称含聚污水)中不仅含油量高，而且含有大量的聚合物。聚合物的存在增加了水相的粘度，使水相携油能力增强，同时也增加了油水分离的难度。而且利用水驱常规污水处理工艺处理含聚污水难以达到回注原地层的水质要求，所以需要大量低矿化度的清水用来配置聚合物驱溶液。从而使原注水-污水系统平衡被破坏。因此，含聚污水的处理已成为油田含油污水处理的重要课题之一。
[0004]目前国内污水处理后的含油量由原来的200-300mg/L上升为1000_3000mg/L，甚至高达5000mg/L。这样的污水回注地下后会对地层造成严重的伤害，降低渗透率，同时也会影响原油采收率的提高等。因此，原油开采工业的发展急需研制能适用于水包油(0/W)型乳状液处理的新型高效反相破乳剂。目前普遍使用的反相破乳剂以部分水解阳离子聚丙烯酰胺为主，而部分水解阳离子聚丙烯酰胺的缺点是在高温下水解速度快，生成大量的羧基，羧基与水中二价阳离子(Ca2+，Mg2+)的不可逆结合使得聚合物发生分相并沉淀，导致破乳脱油效果显著下降。因此，普通的部分水解阳离子聚丙烯酰胺的性能难以满足油田提高石油采收率的使用要求。
[0005]因此，如何制备一种具有优良的除油效果的阳离子聚合物作为反相破乳剂仍是本领域的重要课题之一。
【发明内容】
[0006]本发明的目的针对现有技术的上述缺陷提供一种阳离子聚合物及其制备方法和由该方法制备得到的阳离子聚合物，以及该阳离子聚合物作为反相破乳剂的应用。该阳离子聚合物具备优良的破乳脱油性能，对原油污水特别是原油含聚污水的处理效果显著。
[0007]本发明的发明人发现，在阳离子聚合物中引入疏水基团，则可以使该疏水基团与含聚污水中的疏水性有机物发生缔合作用，使絮凝破乳效果增加。
[0008]为了实现上述目的，本发明提供一种阳离子聚合物，该阳离子聚合物含有结构单元A和结构单元B,其中，所述结构单元A为式(I)所示的结构单元，所述结构单元B为式
(2)所示的结构单元；且以所述阳离子聚合物中结构单元的总重量为基准，所述结构单元A的含量为1.2-13.4重量％，所述结构单元B的含量为86.6-98.8重量％ ；
【权利要求】
1.一种阳离子聚合物，其特征在于，该阳离子聚合物含有结构单元A和结构单元B，其中，所述结构单元A为式(I)所示的结构单元，所述结构单元B为式(2)所示的结构单元；且以所述阳离子聚合物中结构单元的总重量为基准，所述结构单元A的含量为1.2-13.4重量％，所述结构单元B的含量为86.6-98.8重量％ ；
其中，R1为C1-C4的烷基；R3、R4和R5各自独立地为C1-C2的烷基；R2和R7各自独立地为氢或者C1-C4的烷基；R6为C1-C3的亚烷基；X_为Cl' Br_或I-。
2.根据权利要求1所述的阳离子聚合物，其中，所述阳离子聚合物的特性粘数为167-402cm3/g，所述阳离子聚合物的阳离子度为0.0151-0.0351mmol/g。
3.根据权利要求1所述的阳离子聚合物，其中，R1为正丁基，R2为氢，&、1?4和1?5各自独立地为甲基，R6为亚乙基，R7为甲基，为Cl'
4.根据权利要求1所述的阳离子聚合物，其中，以所述阳离子聚合物中结构单元的总重量为基准，所述结构单元A的含量为3.2-9.8重量％，所述结构单元B的含量为90.2-96.8重量％。
5.一种阳离子聚合物的制备方法，该制备方法包括在乳液聚合反应条件下，在引发剂和表面活性剂存在下，使一种单体混合物在水中进行聚合反应， 其中，所述单体混合物含有单体D和单体E，所述单体D为式(3)所示的单体，所述单体E为式(4)所示的单体；以所述单体混合物中单体的总重量为基准，所述单体D的含量为1.2-13.4重量％，所述单体E的含量为86.6-98.8重量% ；
其中，R1为C1-C4的烷基；R3、R4和R5各自独立地为C1-C2的烷基；R2和R7各自独立地为氢或者C1-C4的烷基；R6为C1-C3的亚烷基；X_为Cl' Br_或I~。
6.根据权利要求5所述的制备方法，其中，所述乳液聚合反应条件使得乳液聚合反应后所得阳离子聚合物的特性粘数为167-402cm3/g，所述阳离子聚合物的阳离子度为0.0151—0.0351mmol/go
7.根据权利要求5所述的制备方法，其中，R1为正丁基，R2为氢，&、1?4和1?5各自独立地为甲基，R6为亚乙基，R7为甲基，为Cl'
8.根据权利要求5所述的制备方法，其中，所述单体混合物的重量与水和单体混合物的总重量的比值为0.1-0.4:1，优选为0.2-0.3:1。
9.根据权利要求5所述的制备方法，其中，以所述单体混合物的总重量为基准，所述表面活性剂的用量为1-5重量％，优选地，以所述单体混合物的总重量为基准，所述表面活性剂的用量为2-4重量％。
10.根据权利要求9所述的制备方法，其中，所述表面活性剂为选自十六烷基三甲基溴化铵、十二烷基苯磺酸钠、烷基酚聚氧乙烯醚和山梨糖醇酐油酸酯中的一种或多种。
11.根据权利要求5所述的制备方法，其中，以所述单体混合物的总重量为基准，所述引发剂的用量为0.1-1重量％，优选地，以所述单体混合物的总重量为基准，所述引发剂的用量为0.2-0.8重量％。
12.根据权利要求11所述的制备方法，其中，所述引发剂为无机过氧化物系引发剂、氧化还原系引发剂和水溶性偶氮系引发剂中的一种或多种，优选地，所述引发剂为过硫酸铵、过硫酸钾、过硫酸钠、过氧化氢-硫代硫酸钠、过氧化氢-氯化亚铁、过氧化氢-抗坏血酸、过硫酸钾-硫代硫酸钠、2，2’ -偶氮二异丁酸二甲酯、2，2’ -偶氮[2-(2-咪唑啉-2-基)丙烷]二盐酸盐和2，2’ -偶氮二(2-脒基丙烷)二盐酸盐中的一种或多种。
13.根据权利要求5-12中任意一项所述的制备方法，其中，所述乳液聚合反应在惰性气体存在下进行，所述乳液聚合反应的条件包括:反应温度为30-60°C，反应时间为0.5-7小时。
14.权利要求5-13中任意一项所述的制备方法制得的阳离子聚合物。
15.权利要求1-4和14中任意一项所述的阳离子聚合物作为反相破乳剂的应用。
【文档编号】C08F220/14GK104163885SQ201310183542
【公开日】2014年11月26日 申请日期:2013年5月17日 优先权日:2013年5月17日
【发明者】侯丹丹, 徐伟 申请人:中国石油化工股份有限公司, 中国石油化工股份有限公司北京化工研究院