一种特高温抗水解聚合物磺化度的快速测定方法与流程

本发明涉及油田化学分析，具体涉及一种特高温抗水解聚合物磺化度的快速测定方法。

背景技术：

1、磺酸基团是一种阴离子型强亲水性基团，且具有很好的抗温、抗盐性，近年来，含磺酸基团的聚合物引起了广泛的重视。磺酸基团的空间位阻效应可起到保护相邻易分解基团的作用，提高共聚物的耐热性能。磺酸基团是使磺酸盐聚合物具有分散性、抗盐性等许多宝贵性能的最主要的原因。由于磺酸基的上述特性，将其引入聚丙烯酰胺分子中会显著地增强聚丙烯酰胺的水溶性、增稠性、耐盐性等物理化学性能，针对特高温油藏特点，研发了一种特高温抗水解聚合物驱油剂，由于引入抗水解功能单体磺酸基，使得该类聚合物在特高温油藏条件下，依然具有良好的增粘及稳定性能。磺化度反映了聚合物含有磺酸基团的多少，磺化度对于含有磺酸基团的聚合物的结构和性能都有着重要的影响。因此，亟需针对该类聚合物产品，建立聚合物中磺化度的测量方法，指导该类聚合物筛选及质量控制，为抗水解聚合物驱油剂在特高温油藏的应用提供重要的理论支持。

2、专利cn110596257a公开了一种石油磺酸盐样品中单磺酸盐和多磺酸盐含量的测定方法。该测定方法包括：将石油磺酸盐样品中的单磺酸盐和多磺酸盐进行分离，得到含有单磺酸盐的第一产物、含有单磺酸盐和多磺酸盐的第二产物以及含有多磺酸盐的第三产物；分别检测第一产物中单磺酸盐的含量w1、第二产物中单磺酸盐和多磺酸盐的含量w2，以及第三产物中多磺酸盐的含量 w3。此方法测定表面活性剂中磺酸盐的含量，不适用于聚合物中磺酸盐含量的测定。

3、专利cn109709261b公开了含磺酸根聚丙烯酰胺类聚合物水解度的测定方法和测定仪该方法包括：测定磺酸根含量，计算理论上所含磺酸根需消耗的盐酸标准溶液的体积v1；使用盐酸标准溶液滴定含磺酸根聚丙烯酰胺类聚合物的水解度分析体系；在滴定过程中使用ph传感器实时监测水解度分析体系的变化，ph为4.10时即为滴定终点，记录实际消耗的盐酸标准溶液的体积v2；计算羧酸根消耗的盐酸标准溶液的体积v＝v2-v1；计算水解度：hd＝ c·v·71/(1000m·s-23c·v)×100％。本发明的测定方法避免了磺酸根对测定结果的干扰，并且使用ph计指示滴定终点，提高了测试的灵敏度和准确度。此方法用于测试聚合物的水解度，不适用于磺化度的测试。

4、目前，聚合物中磺化度的测定方法主要有沉淀法、元素分析法和核磁共振谱法等。采用沉淀法测定磺化度方法简单，不需要特殊的分析仪器设备，成本低。但不能排除少量其他杂质如水中co32-、ca2+、mg2+等与溶液中ba2+和 so42-形成的baco3、caso4、mgso4沉淀的影响，因此，通过沉淀法测定产物中磺化剂的百分含量存在一定的误差,导致计算出的磺化度的精确度有限。元素分析法和核磁共振谱法简捷方便，但需要借助于元素分析仪和核磁共振仪，成本较高，尤其是当需要系统测定多个不同磺化剂加量的共聚物的磺化度时，费用昂贵。因此，元素分析法和核磁共振谱法测定磺酸基含量并未得到推广利用。因此亟需开发一种能够快速、简便、准确测定特高温抗水解聚合物磺化度的方法。

技术实现思路

1、为解决以上所述问题，本发明提供一种特高温抗水解聚合物磺化度的快速测定方法。本发明所述方法采用滴定法进行测定，准确度高，分析速度快，操作简便，安全可靠。

2、为实现上述目的，本发明采用以下技术方案：

3、本发明提供一种特高温抗水解聚合物磺化度的快速测定方法，所述方法包括以下步骤：配制特高温抗水解聚合物溶液，并进行预处理，得溶液a；采用溶液a对阳离子表面活性剂溶液进行滴定，记录滴定终点所用溶液a的体积；计算特高温抗水解聚合物的磺化度：

4、

5、其中，h：特高温抗水解聚合物的磺化度；vx：滴定终点所用聚合物溶液的滴定体积，l；cx：特高温抗水解聚合物的浓度，g/l；vq：阳离子表活剂溶液的浓度，mol/l；cq：阳离子表活剂溶液的体积，l；ms：磺酸盐基团分子量；mi：非磺酸盐基团分子量。

6、进一步地，滴定时，滴定终点为溶液由乳白色变透明的突变点，即为表活剂与聚合物大分子链上磺酸根离子等摩尔量反应的等当点。

7、阳离子表面活性剂溶液电离出阳离子和阴离子，使得表活剂链带上正电荷。特高温抗水解聚合物中的磺酸基在水溶液中发生电离，随着聚合物溶液的加入，聚合物链上的阴离子通过静电离子自组装与带相反电荷的表活剂形成聚电解质-表面活性剂复合物沉淀，随着滴定的进行，整个滴定体系产生复合物沉淀，溶液呈乳白色。当滴定体系中的表活剂阳离子和聚合物上的磺酸根等摩尔复合后，溶液会变为透明。此时滴定体系中磺酸根和表活剂的阳离子是等摩尔复合的，所以将此突变点定为滴定终点。

8、与现有技术相比，本发明具有以下优势：

9、本发明采用滴定法测定特高温抗水解聚合物磺化度，具有分析速度快，操作简便，成本低，准确度高，重复性好的特点。

技术特征：

1.一种特高温抗水解聚合物磺化度的快速测定方法，其特征在于，包括以下步骤：配制特高温抗水解聚合物溶液，并进行预处理，得溶液a；采用溶液a对阳离子表面活性剂溶液进行滴定，记录滴定终点所用溶液a的体积；计算特高温抗水解聚合物的磺化度：

2.根据权利要求1所述特高温抗水解聚合物磺化度的快速测定方法，其特征在于，所述特高温抗水解聚合物是由烯丙基磺酸、甲基烯丙基磺酸、苯乙烯磺酸、2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸、2-丙烯酰胺基-2-苯基乙磺酸等含有阴离子磺酸盐的任意一种和n,n-二甲基丙烯酰胺、丙烯酰胺、n,n-二乙基丙烯酰胺、n-异丙基丙烯酰胺、n-叔丁基丙烯酰胺、n,n-二丁基丙烯酰胺、n,n-二辛基丙烯酰等非离子基团中的任意一种合成的含磺酸盐基团的聚合物。

3.根据权利要求1所述特高温抗水解聚合物磺化度的快速测定方法，其特征在于，配制得到的特高温抗水解聚合物溶液的浓度为0.05-0.50g/l。

4.根据权利要求1所述特高温抗水解聚合物磺化度的快速测定方法，其特征在于，对特高温抗水解聚合物溶液进行预处理步骤包括：将配制好的特高温抗水解聚合物溶液倒入尾段密封好的透析袋中，将透析袋进行水浴加热和磁力搅拌，使聚合物溶液中残余的小分子电解质完全透析出来。

5.根据权利要求1所述特高温抗水解聚合物磺化度的快速测定方法，其特征在于，所述阳离子表面活性剂为季铵盐类阳离子表面活性剂。

6.根据权利要求5所述特高温抗水解聚合物磺化度的快速测定方法，其特征在于，所述阳离子表面活性剂为聚二甲基二烯丙基氯化铵、十二烷基硫酸四乙铵、十二烷基三甲基溴化铵、十四烷基三甲基溴化铵、十六烷基三甲基溴化铵中的任意一种。

7.根据权利要求1所述特高温抗水解聚合物磺化度的快速测定方法，其特征在于，所述阳离子表面活性剂溶液浓度为0.0005-0.0006mol/l；阳离子表面活性剂溶液体积为10-100ml。

8.根据权利要求1所述特高温抗水解聚合物磺化度的快速测定方法，，其特征在于，滴定时，滴定终点为溶液由乳白色变透明的突变点。

技术总结
本发明涉及油田化学分析技术领域，具体涉及一种特高温抗水解聚合物磺化度的快速测定方法。所述方法包括以下步骤：配制特高温抗水解聚合物溶液，并进行预处理，得溶液A；采用溶液A对阳离子表面活性剂溶液进行滴定，记录滴定终点所用溶液A的体积；计算特高温抗水解聚合物的磺化度。本发明所述方法采用滴定法进行测定，准确度高，分析速度快，操作简便，安全可靠。

技术研发人员：曹小朋,孙秀芝,季岩峰,元福卿,庞雪君,徐辉,窦立霞,董雯,何冬月,李海涛
受保护的技术使用者：中国石油化工股份有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/3/4