Clasificación, síntesis y aplicación de poliacrilamida

Poliacrilamida clasificación y perfil

Los polímeros que contienen más del 50% de monómeros de acrilamida se denominan colectivamente poliacrilamida. Es fácil formar enlaces de hidrógeno entre los grupos amida en su estructura, por lo que tiene buena solubilidad en agua y alta actividad química.

Síntesis de poliacrilamida

1. Polilítica acuosa: a menudo se utilizan iniciadores como el sistema de persulfato (óptimo), el sistema de peróxido orgánico, el sistema de bromato o aluminato y el sistema de iones metálicos.

2. Emulsión inversa polilítica: el uso de W/O (aceite en agua) tipo emulsionante, para lograr un mejor efecto de emulsión necesita el emulsionante recompuesto HLB valor como el sistema de fase acuosa HLB valor cerca, actualmente peróxido con azo complejo como iniciador, y la cantidad de peróxido es solo un par de centés-por ciento de huevo de pareja.

3. Microemulsión inversa poly legal: importancia en la recuperación de petróleo en el mar.

4. Suspensión poly legal: nuevo enfoque.

5. Polimerización de precipitación: elija un solvente adecuado y disuelva el monómero AM en él para generar un polímero que no puede precipitarse y puede obtener directamente el polvo del producto.

Aplicación de poliacrilamida en campos petrolíferos

1.pam se utiliza como agente de desplazamiento de aceite; 2.HPAM se utiliza como un ajustador de fluido de perforación para regular su reología, llevar cortes, lubricar brocas, reducir la pérdida de fluido y controlar la pérdida de agua; 3.PAM se utiliza como agente de bloqueo de agua, puede ser utilizado sin reticulación, o con sulfatos metálicos, sales de aluminio, etc. También puede formar una red de polímero con ciertas resinas. 4.PAM como aditivo líquido de fracturación.

Poliacrilamida viscosidad factores que afectan

1. Concentración: cerca de la relación de número de pares, para poliacrilamida de polímero tanto la concentración de solo unos pocos centésimos, la solución ya es muy pegajosa. Las concentraciones por encima del 10% son difíciles de manejar. Al aumentar la temperatura, la viscosidad disminuye pero no es significativa.

2. PH: no iónico. Cuando el PH cambia demasiado de ácido a base, el grupo amida se convierte en carboxilo y la viscosidad aumenta. A PH superior a 10, se produce hidrólisis y la viscosidad aumenta rápidamente.

3. Fuerza de corte: cuando la fuerza de corte es muy baja, la viscosidad y la fuerza de corte son irrelevantes. Cuando la fuerza de corte aumenta por encima del valor crítico, la viscosidad disminuye significativamente.

4. Peso molecular: bajo peso molecular, la viscosidad no es obvia con el aumento del peso molecular. Cuando el peso molecular aumenta a un cierto valor, el aumento de la viscosidad es significativo. Diferentes concentraciones de PAM tienen un punto de inflexión con el aumento del peso molecular, es decir, cuando el peso molecular aumenta a un cierto valor, la viscosidad aumenta drásticamente.

Estabilidad de la poliacrilamida

Cuando se coloca a una temperatura de 50℃ o menos, el peso molecular no cambia significativamente y la viscosidad disminuye no es obvia. Con un peso molecular superior a 1,5x106, la pérdida de viscosidad y la reducción de peso molecular se producirán al mismo tiempo cuando se coloca a 75℃ o más.

La disminución de la viscosidad es causada por cambios en el fenómeno de la cadena que conducen a una disminución gradual del volumen hidrodinámico. Generalmente se cree que la ruptura de la cadena polimérica por la oxidación juega un papel importante. Las soluciones se exponen a altas temperaturas durante semanas o meses, con una pérdida significativa de viscosidad.

Floculación de poliacrilamida

Las cadenas moleculares son muy largas y los grupos amida formarán enlaces de hidrógeno con muchas sustancias, formando "puentes" que favorecen el hundimiento de las partículas. La viscosidad del PAM parcialmente hidrolizado aumenta rápidamente cuando se añade una solución acuosa de alúmina.

Reacción de hidrólisis de poliacrilamida

La hidrólisis se convierte en un polímero que contiene un grupo carboxilo llamado poliacrilamida parcialmente hidrolizada. La tasa es muy baja en medio neutro y generalmente se realiza bajo alcalinidad (carbonato de sodio, hidróxido de sodio). La producción industrial de PAM a menudo utiliza la adición de una base a la solución antes de la polimerización de acrilamida, o la adición de una base a un coloide PAM polimerizado para producir poliacrilamida parcialmente hidrolizada. Se obtiene fácilmente el anión PAM con un grado de hidrólisis del 30% molar. Para la preparación de productos con alto grado de hidrólisis (más del 70%), se utiliza el método de copolimerización de acrilamida y acrilato de sodio.

Hidroximetilación de poliacrilamida

La poliacrilamida y el formaldehído reaccionan para producir poliacrilamida hidrometilada. La hidroximetilación de PAM y formaldehído se puede realizar en condiciones ácidas y básicas, con una tasa de reacción rápida en condiciones básicas (PH= 8-10) y mucho más lenta en condiciones ácidas. Ajuste el PH de la solución PAM a 10,2, agregue formaldehído, agite en (32±2) ℃ durante 2h, luego ajuste a PH7.5, agregue a

El producto obtenido es PAM hidrometilado calentado en un secador de tambor a 165 ° c durante 15 minutos.

Sulfometilación de poliacrilamida

La reacción de PAM con NaHSO3 y formaldehído en condiciones alcalinas puede dar un derivado aniónico, la poliacrilamida sulfometilada. También se puede agregar NaHSO3 a la inyección soluble de poliacrilamida hidrometilada para obtener sulfometilpoliacrilamida por reacción. Esta reacción se llama sulfometilación. La reacción se realiza en medio alcalino (PH=10 a 13) a una temperatura de 50 a 68 ° c.

Reacción de metilación de amina de poliacrilamida

La reacción de la poliacrilamida con dimetilamina y formaldehído produce un polímero dimetilamina n-metilacrilamida. La reacción se llama reacción de maniki.

Reacción de degradación de hoffmann de poliacrilamida

La polietilenimida catiónica se puede producir por reacción en condiciones alcalinas entre poliacrilamida e hipoclorito de sodio o hipobromato de sodio. La reacción consiste en añadir una solución diluida de poliacrilamida a una solución que contiene NaOH y NaClO bajo agitación, manteniéndola a temperatura ambiente durante 1h y después neutralizándola con ácido clorhídrico hasta PH=8. En este punto, la polietilamina se separa por precipitación gelatinosa debido a la alta concentración de sales en la solución. Se puede utilizar para mejorar la resistencia en seco del papel.

Reacción de reticulación de poliacrilamida

Calentar una solución acuosa de poliacrilamida en condiciones ácidas produce un gel PAM reticulado insoluble en agua a través de una reacción de iminización. Esta reticulación puede romperse mediante la adición de una base (PH= 10-12), produciendo hidrólisis. El reticulado se produce por calentamiento de poliacrilamida o formaldehído en condiciones ácidas o por reacción con metileno bisacrilamida.

El efecto de la impulsión de polímero para mejorar la recuperación de petróleo (EOR) es obvio. La poliacrilamida puede desempeñar un papel importante en la mediación de la reología del agua inyectada, aumentar la viscosidad del líquido de conducción y mejorar la eficiencia de la impulsión de agua.

El agua es un buen solvente para la poliacrilamida parcialmente hidrolizada. La adición de sal a este reduce la solubilidad de HPAM. También se puede agregar metanol en diferentes concentraciones para regular la solubilidad de HPAM.

1. El efecto de apantallamiento de carga de las sales inorgánicas monovalentes sobre el HPAM provoca una contracción del tamaño de su masa lineal. Este efecto tiende a un valor límite cuando la concentración de sal aumenta. Para electrolitos fuertes, el efecto salino es independiente del tipo de anión.

2. El ion Ca para HPAM ocurre simultáneamente el efecto de blindaje de carga y el efecto de reticulación. En un cierto rango de concentración de iones Ca, el peso molecular aparente aumenta mientras que el tamaño de la masa de alambre continúa contraerse. La acción de reticulación intramolecular tiene un efecto más importante en el tamaño de la masa de alambre que el efecto de blindaje.

3. En agua HPAM es mejor solubilidad que PAM. HPAM después de rechazar el efecto de rechazo de carga causado por el efecto de eliminación de sal, la conformación de la masa de alambre se extiende más que PAM.

Mecanismo de propulsión de poliacrilamida

El mecanismo es principalmente mediante la reducción de la relación de fluidificación del agua y el aceite (aumentar la viscosidad del agua, reducir la fluidificación del agua), reducir la entrada del dedo del agua y lograr un desplazamiento de pistón, para mejorar el índice de propagación del agente de desplazamiento de aceite, y así mejorar la recuperación de la capa de aceite.

Cambiar la humectación de la superficie de la roca: el polímero tiene una base más hidrofílica, de modo que la tensión de humectación y la cohesión del aceite se reducen, para lograr el efecto de desplazamiento de aceite; Acción de corte y estiramiento; Beneficios viscoelásticos; Emulsión y acción de arrasamiento.

Degradación de polímeros durante la conducción subterránea de aceite

1.HPAM es muy sensible a la región de la tasa de cizallamiento por encima de 5000 RPM, y también es bastante sensible al tiempo. Bajo la acción de cizallamiento, la cadena se rompe fácilmente y se degrada a aproximadamente 1∕4 en el original.

2. Con el aumento de la velocidad de flujo, la viscosidad del polímero muestra una tendencia obvia a la disminución, la razón principal es que hay menos y menos moléculas grandes que contribuyen a la viscosidad. Las moléculas de polímero están sujetas a una fuerza más fuerte, la fractura produce más moléculas pequeñas, lo que lleva a una mayor disminución de la viscosidad. Después de pasar a través del núcleo, hay un cierto grado de retención y adsorción, y la concentración disminuye inevitablemente, lo que a su vez afecta a la viscosidad.

3. A mayor velocidad de flujo, la cadena se rompe más rápido. La ruptura ocurre en el medio de la cadena.

4. La temperatura no tiene mucha influencia en la degradación del polímero, pero teniendo en cuenta la ley de cambio de HPAM con la temperatura, se cree que en condiciones de temperatura más bajas, la cadena molecular del polímero tiende a estirarse, la cadena molecular es rígida y más fácil bajo la acción de la fuerza externa, la fractura.

5. El grado de degradación está relacionado con la velocidad de inyección de la solución de HPAM.

La principal causa de degradación sólo puede ser la acción de estiramiento. Los polímeros a cierta temperatura, sometidos a cierta fuerza externa ocurrirá el fenómeno de arrasamiento, y cuando los polímeros en el núcleo a una tasa más alta, debido a que el diámetro del agujero del núcleo es muy desigual. Algunos pueden permitir que el polímero pase, otros no pueden o son difíciles de pasar. Al mismo tiempo, la dirección del canal es aleatoria, y la pared interna del canal también es áspera e irregular, por lo que la dirección del flujo de polímero cambia constantemente en varios ángulos. , polímero de repente a verse diferentes, la tensión más estrés provoca la oscilación y en el polímero XingBian, mientras que para los de cadena relativamente suave de polipropileno en corto tiempo dentro de la cadena de moléculas de amida, XingBian siempre lejos por el estrés, también en la cadena continua de impacto en cada vez más fuerte, Por lo tanto, bajo un choque continuo de grandes tensiones, la tensión aumenta hasta el punto de que la cadena molecular se rompe. Al mismo tiempo debido al mayor grado de libertad y relajación mecánica más rápida en ambos extremos de la cadena. Por lo tanto, los enlaces en las partes intermedias se romperán primero. Si el tamaño del polímero sigue siendo lo suficientemente grande después de la ruptura, se producirá una segunda ruptura hasta que pueda pasar a través del orificio del núcleo sin problemas o a una velocidad cada vez más lenta, causando una menor tensión.

Para la misma fuerza de corte, cuanto mayor sea la concentración de polímero, mayor será la viscoelasticidad y mayor será la eficiencia de desplazamiento de aceite.