Способ стабилизации растворов полиакриламида в воде против окислительной деструкции Советский патент 1982 года по МПК C08L33/26 

(5) СПОСОБ СТАБИЛИЗАЦИИ РАСТВОРОВ ПОЛИАКРИЛАМИДА В ВОДЕ ПРОТИВ ОКИСЛИТЕЛЬНОЙ

1

Изобретение относится к стабилизации высокомолекулярных соедине)ний, а именно к стабилизации водных растворов полиакриламида против окислительной деструкции, и может быть использовано в процессах нефтедобычи, при применении в угольной, горнодобывающей, бумажной промышленности.

Важнейшей характеристикой, определяющей экономическую целесообраз- IQ ность применения полимерных растворов, является сохранение у них высоких исходных свойств. Высокая чувствительность полимеров акриламида в водных растворах к окислительному is воздействию растворенного кислорода оказывает разрушающее действие на полимер; вследствие этого ухудшаются свойства егр растворов и снижается эффективность применения. 20

Известны способы стабилизации растворов полиакриламида в воде против окислительной деструкции введением в растворы химических реагентов (не- . ДЕСТРУКЦИИ

органических). В качестве химических реагентов используют гидроксил- . амин, гидрозин или их соли, частично превращашчие полиакриламиды в осно-. вания Манниха LlJ, различные тиосульфаты f 2 J.

Известен способ стабилизации растворов полиакриламида в воде против окислительной деструкции введением в ра.створы органических веществ. В качестве органических веществ используют цианамид, гуанидин, сукцинимид, мочевину или их смеси, ингибирующие сшивание полимера в нерастворимый продукт Г З.

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 396 к предложенному способу является спо соб стабилизации растворов полиакрил амида в воде против окислительной деструкции введением в растворы орга нического вещества. В качестве органического вещества используют глиоксаль }. Недостатком известного способа яв ляется относительно низкая эффективность стабилизации (в особенности к действию кислорода). Целью изобретения является повышение эффективности стабилизации. Указанна цель достигается тем, Ч7О согласно способу стабилизации растворов полиакриламида - в воде про ,тив окислительной деструкции введени ем в рас-творы органических веществ, в качестве органических веществ используют неионогенные оксиэтилирован ные поверхностно-активные вещества, содержащие 10-16 оксиэтильных групп, и неионогенные оксиэтилированные поверхностно-активные вещества вводят в раствор перед введением полимера или одновременно с ним. Неионогенные оксиэтилированные поверхностно-активные вещества можно вводить в раствор в количестве, составляющем 1-501 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 рительно пропускают через биологический фильтр. После полного растворения в воде полимера в растрор вводят исследуемое количество стабилиза тора, массу перемешивают током азота до растворения и отбирают на анализ исходную пробу раствора. Затем через исследуемую смесь пои комнатной температуре (2Q-2S CJ непрерывно пропускают воздух для поддержания смеси в насыщенном растворенным кис лородом состоянии и оценивают во вре мени стабильность раствора по измене нию его свойств. Стойкость полимерных растворов по отношению к разрушающему действию кислорода оценивают по изменению скрин-фактора, комплексно характеризующего вязкость раствора и уровень 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 . где СФр - скрин-фактор исходного полимерного раствора; СФ| - скрин-фактор полимерного раствора после стабилизации, Пример. В стеклянный цилиндр емкостью 1,5 л загружают 500 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 мс/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, растворов высокомолекулярного полиакриламида (мол, вес. 10 млн, содержание акрилатных звеньев 1б) неионогенными оксиэтилированными поверхностно-активными вещестчами со средним числом групп окиси этилена от 10 до 1б в пресной воде. Поверхностно-активные вещества могут использоваться как в свободном виде, так и в виде водных растворов при нетехнологичности их использования (паста, твердое вещество и т.д.). Малая концентрация исходных поверхностно-активных веществ в растворе, например 5 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.,а весовое отношение полимер: стабилизатор - 1,0:0,015, 96 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 стабилизации 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 их структуры и не оказывают отрицательного влияния на свойства полимер ных растворов. Предлагаемый способ может быть 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. Для того, чтобы избежать возможного контакта раствора полимеров с КИСЛОРОДОМ воздуха, стабилизатор должен вводиться в р аствор перед введением полимера или одновременно с полимером (при быстром его растворении). В этом случае будет достигнута наибольшая .эффективность стабилизации полимера в растворе. Таким образом, предлагаемый способ прзволяет повысить эффективность стабилизации водных растворов полиакриламида по сравнению-с известным способом.

о о о 1/4

см 04 Гх о -sO vO О ГЧ

%0

so (М

г. OD О ил

ш 1г

со -:Г ОО «-

Г ОО CN| -3О о

- ем

ff . -

1Л

- 1Л

- 1Г

о о

о о

го

1Л 1Л

«л гм

о

t

CM

оо

и ОО

(М

-я- го -3- 1Л

JчО о

f

ч

о

м

о 9 96020 Формула изобретения 1. Способ стабилизации растворов полиакриламида в воде против окислительной деструкции введением в ра- створы.органических веществ, о т личающийся тем, что,с целью повышения эффективности сТабилизации, в качестве органических ееществ используют неионогенные окси- этилированные поверхностно-активные вещества, содержащие 10-16 оксиэтильных групп, и неионогенные оксиэтилированные поверхностно-активные |вещества вводят в раствор перед вве- дением полимера или одновременно с ним. 10 2. Способ по п. 1, о т л и ч а ющ и и с я тем, что неионогенные ок сиэтилированные поверхностно-активные вещества вводят в раствор в количестве, составляющем 1-50% от веса полиакриламида. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1. Патент США № 39533 1, кл. Е 21 В , опублик. 1976. 2. Патент США ff 3753939, кп. С 08 f 29/00, опублик, 1973. 3. Патент США № 3622533 кл. С 08 f 29/00, опублик. 1971. . Патент США ff З9533 2, кл. Е 21 В 3/20, опублик. 19-76 (прототип).