Способ стабилизации растворов полиакриламида в воде против окислительной деструкции

 

(и)960206

ОП ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советскик

Социапистическик

Республик (6l ) Дополнительное к авт. свил-ву (22) Заявлено 24. 11. 80(21) 3007158/23-05 (51)М, Кл.

С 08 L 33/26 с присоединением заявки,%

9кударстекннык кемнтет

CCCP. (23) Приоритет (53) УД1 678.745. .842(088.8) не делам нзебретенкй н еткрытнй

Опубликовано 23.09.82. Бюллетень № 35

Дата опубликования описания 23.09.82

P. Х. Алмаев, И. Ф. Рахимкулов, P. 3. Л

А. В. Губина и P. К. Ханов (72) Авторы . изобретения

Башкирский научно-исследовательский и и институт нефтяной промышленнос (71) Заявитель

Э (54) СПОСОБ СТАБИЛИЗАЦИИ РАСТВОРОВ

ПОЛИАКРИЛАИИДА В ВОДЕ ПРОТИВ ОКИСЛИТЕЛЬНОЙ

ДЕСТРУКЦИИ

Изобретение относится к стабилизации высокомолекулярных соедине1ний, а именно к стабилизации водных растворов полиакриламида против окислительной деструкции, и может быть

5 использовано в процессах нефтедобычи, при применении в угольной, горнодобывающей, бумажной промышленности.

Важнейшей характеристикой, определяющей экономическую целесообраз- 1о ность применения полимерных растворов, является сохранение у них высоких исходных свойств. Высокая чувствительность полимеров акриламида в водных растворах к окислительному воздействию растворенного кислорода. оказывает разрушающее действие на полимер; вследствие этого ухудшаются свойства егр растворов и снижается эффективность применения. го

Известны способы стабилизации растворов полиакриламида в воде против окислительной деструкции введением в растворы химических реагентов (не2 органических). В качестве химических реагентов используют гидроксиламин, гидрозин или их соли, частично превращающие полиакриламиды в осно". вания Ианниха (17, различные тиосуль" фаты 12).

Известен способ стабилизации растворов полиакриламида в воде против окислительной деструкции введением в растворы органических веществ. В качестве органических веществ используют цианамид, гуанидин, сукцинимид, мочевину или их смеси, ингибирующие сшивание полимера в нерастворимый продукт (3).

Однако вещества, используемые в этих способах, либо изменяют структуру и свойства полиакриламида, оказывая неблагоприятное влияние на свойства его растворов, либо недостаточно эффективны и нетехнологичны в применении.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату

960206 к предложенному способу является спо- соб стабилизации растворов полиакриламида в воде против окислительной деструкции введением в растворы органического вещества. 5

В качестве органического вещества используют глиоксаль (4g.

Недостатком известного способа является относительно низкая эффективность стабилизации (в особенности к. действию кислорода).

Целью изобретения является повышение эффективности стабилизации.

Укаэанная цель достигается тем, что согласно способу стабилизации растворов полиакриламида . в воде про1 тив окислительной деструкции введением в растворы органических веществ, в качестве органических веществ используют неионогенные оксиэтилирован- 20 ные поверхностно-активные вещества, содержащие 10- 16 оксиэтильных групп, и неионогенные оксиэтилированные поверхностно-активные вещества вводят в раствор перед введением поли- 25 мера или одновременно с ним.

Неионогенные оксиэтилированные поверхностно-активные вещества можно вводить в раствор в количестве, составляющем 1-503 от веса полиакриламида.

Эффективность стабилизации водных растворов полимера по предложенному способу определялась экспериментально по известной методике, которая заключается в следующем. Сначала готовят водные растворы полимера требуемой концентрации. Для предотвращения разрушающего влияния на полимеры .бактерий воду предва-4 рительно пропускают через биологический фильтр. После полного растворения в воде полимера в раствор вводят исследуемое количество стабилиза.тора, массу перемешивают током азо- 45 та до растворения и отбирают на ана- лиз исходную пробу раствора. Затем через исследуемую смесь пое комнатной температуре (20-25 Ñ) непрерывно пропускают воздух для поддержания

50 смеси в насыщенном растворенным кислородом состоянии и оценивают во времени стабильность раствора по изменению его свойств.

Стойкость полимерных растворов

55 по отношению к разрушающему действию кислорода оценивают по изменению скрин-фактора, комплексно характеризующего вязкость раствора и уровень

4 вязко-упругих свойств полимерной системы. Скрин-фактор численно равен отношению времени истечения данного объема раствора полимера через скрин-виксозиметр ко времени истечения такого же объема воды.

Стойкость полимерного раствора вычисляют по формуле

Сфк- 1

К =--- — -- — -100ж, С СФ-1 где Сф - скрин-фактор исходного полимерного раст вора;

Сф — скрин-фактор полимерного раствора после стабилизации.

Пример, В стеклянный цилиндр емкостью t,5 л загружают 500: л свежеприготовленного полимерного

0,05 -ного раствора. Добавляют стабилизатор при весовом соотношении к полимеру 0,01-0,5:1. После полного растворения указанной смеси отбирают на анализ исходную пробу раствора и включают подачу в исследуемую смесь сжатого воздуха для поддержания ее в насыщенном растворенным кислородом состоянии (25 мг/л).. По истечении

5 суток отбирают пробу раствора, определяют ее скрин-фактор и оценивают стойкость полимерного раствора.

Пареллельно в таких же условиях определяют стойкость полимерного раствора к действию кислорода без добавки стабилизатора.

Для наглядности эффективности предлагаемого реагента в таблице приведены результаты стабилизации

0,05l-ных растворов высокомолекулярного полиакриламида (мол. вес.

10 млн, содержание акрилатных звеньев 16 ) неионогенными оксиэтилированными поверхностно-активными веществами со средним числом групп окиси этилена от 10 до 16 в пресной воде.

Поверхностно-активные вещества могут использоваться как в свободном виде, так и в виде водных растворов при нетехнологичности их исполь1 зования паста, твердое вещество и т.д.). Малая концентрация исходных поверхностно-активных веществ в растворе, например 5Ф и ниже, в этом случае экономически нецелесообразна ввиду применения больших объемов воды на разбавление, Концентрация полимера в водном растворе может быть 0,020,2 вес.3, а весовое отношение полимер: стабилизатор - 1,0:0,01960206

1,0:0,5. Меньшее отношение снижает эффективность применения стабилиза тора, а более высокие соотношения экономически. нецелесообразны ввиду незначительного относительного повышения эффекта стабилизации.

Данные опытов показывают, что предлагаемым способом можно стабилизировать различные полимеры и сополимеры акриламид - акриловая кислота, имеющие различный молекулярный вес, который для промышленных полимеров может иметь значения 1,5-16 млн. Однако наиболее эффективно использование указанных реагентов для стаби- лизации сополимеров, имеющих больший молекулярный вес, которые обладают наибольшей эффективностью при применении и в большей степени подвержены окислительной деструкции.

Специальными опытами установлено, что в указанных условиях используемые реагенты-стабилизаторы не вступают в химическое взаимодействие с полимерами акриламида с изменением 25 их структуры и не оказывают отрицательного влияния на свойства полимерных растворов.

Предлагаемый способ может быт,ь использован как в пресных, так и в минерализованных" водах. Присутствие различных водорастворимых минеральных солей способствует более высокому проявлению эффективности стабилизации полимерных растворов предлагаемым способом.

Процесс обработки полимеров акриламида стабилизатором производят в водном растворе. При этом очень важен способ введения стабилизатора в полимерный раствор. Дпя того, чтобы избежать возможного контакта раствора полимеров с кислородом воздуха, стабилизатор должен вводиться в раствор перед введением полимера или одновременно с полимером (при быстром его растворении).

0 этом случае будет достигнута наибольшая эффективность стабилизации полимера в растворе.

Таким образом, предлагаемый способ позволяет повысить эффективность стабилизации водных растворов полиакриламида по сравнению-с известным способом.

960206

I . .д Р

1 л .Р

° I

СЧ

LA О л

СЧ О

О. о

1» х

m >x е з х х у х Q

Q. J х о

o y.! м л л

СЧ

00 л» л л

ОЪ 00

СЧ -4

1.1\

° л

СЧ м

Ю сО

СЧ (1 I

1.а; о,, 1- х

СЛ 00 л л м а

Э >Х в з

1 Х х о ха х х v

С> л м

° а

° !

СЭ О

С>

D а С>>

D D

° л

D О О

С> л

С>

>«!! О

С) л

Ю м л

° LA л л

С> О л

С>

° °

° ° °

° °

1 1! с

1 с

>х з с

z o х х

m o

dl Q о *

X !

z o

1- х

C>I Э е !»

V С. -1. х ze о х<

Iс о

z х сО хз х с> а хм

3(л

>х з

1О

Э

Ф

Я

Лл

1 1

Э

Х m 1

I ZEO

Q z

3 с 1 о х х !О о

I I» ,-o unl

1 V ° ° O! э а1-! о э

1 X I

X о с

1ОО

Э с

1 I.

1 1

1 I ! !

1 I

1 1

О 1

1 С>Х

1 V Э

1 X О .I

1 Х S I

) х 1 э о

I Э 1

1 J C 1

1СЕС I

1 Э О> 1 а а ! О ! !! !

I 1

1 1

1 I I о ! I- 1

1 m I

I C>) 1

I X I

I С 1 ! z i

I Io m 1

I Я Cl I

1 I- 1

I.О I

I 1 с

1 S 1

I t- !

О С> D С> LA л л л .л .;1 СЧ СЧ N D О О О 0>

М\ 00 - 1 л л О Еа

СЧ СЧ

ОО D a л >! a e

° СЧ -Ф М

«4 -Ф -0 ССЪ

m >z а з

О JD !

»

m m I

Ф С

z oo с .а.

X ! о э хо!

I- I- J:

О . C>I Э 1

x e

CO V

Э Х X

С0 О Y

- Ф, v3 л л сп л

lA LA

LA 00 л л м C>I

-з а е

З >Х СО С>!

L 3СЧ х х >х

m ac- .у опх э а о с

z>zQ о

З х гл

Х Х Ñ4 Х с

LOS!-1

z аал

voz- .с х1- см о оФО с

1 1

z o

Х О.Х осе аz с э о

zmv

X Z X сэйпс о сс z о 1- m оcoх

Q т»

o>z с

Э Х

L0VC

960206

Формула изобретения

Составитель И. Стояченко

Техред М.Тепер Корректор С. Шек"ар

Редактор О. Половка

Тираж 514 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Заказ 7142/29

Филиал ППП "Патент.", г. Ужгород, ул. Проектная. 4

1. Способ стабилизации растворов полиакриламида в воде, против окислительной деструкции введением в растворы. органических веществ, о тл и ч а ю шийся тем, что,с целью повышения эффективности c àáèëèзации, в качестве органических веществ используют неионогенные оксиэтилированные поверхностно-активные вещества, содержащие 10-16 оксивтильных групп, и неионогенные оксиэтилированные поверхностно-активные вещества вводят в раствор перед вве дением полимера или одновременно с ним.

2, Способ по и. 1, о т л и ч а юшийся тем, что неионогенные ок . сиэтилированные поверхностно-активные вещества вводят в раствор в количестве, составляющем 1-504 от веса полиакриламида.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1, Патент США 11 3953341, кл. Е 21 В 43/20, опублик. 1976.

2. Патент США 1 3753939. кл. С 08 f 29/00, опублик. 1973.

3. Патент США t 3622533, кл. С 08 f 29/00, опублик. 1971.

4. Патент США 1т 3953342, кл. Е 21 В 43/20, опублик. 19тб (прототип).