丙烯酰胺(AM)共聚物研究进展

丙烯酰胺（AM）共聚物研究进展

丙烯酰胺(AM)单体的均聚物或共聚物是一类重要的水溶性聚合物，因其具有絮凝、增稠和表面活性等性能，可广泛用于造纸、纺织、印染、水处理、选矿、油田化学等领域。尤其是通过引入具有特殊结构的AMPS单体，使聚合物的应用性能得到了进一步的提高，从而使水溶性聚合物的研究迈上了一个台阶．

1、聚丙烯酰胺

聚丙烯酰胺类包括聚丙烯酰胺、部分水解聚丙烯酰胺和阳离子聚丙烯酰胺，主要用作造纸、水处理、选矿和油田化学品，其中消耗量最大的是三次采油领域，有关资料表明，我国可大规模工业化的聚合物驱油以提高原油采收率的适宜地质储量有43.6×lO5kt，按平均提高采收率8.6%计，能增加可采储量达3.8×lO5kt，需要聚合物2.24×lO3kt.日前国内有50-60家企业生产聚丙烯酰胺，规模大小不等，其中规模较大的是焦作亿生化工厂，大庆油田化学助剂厂、广州化工部聚丙烯酰胺工程技术中心、江西农科化工有限公司、河北京冀油田化学公司和胜利长安实业公司，生产能力已超过60kt/a，基本能满足国内需要，但高质量的品种尚需从国外进口，故今后应把重点放在开发用于三次采油的高质量产品上（如提高产品的相对分子质量、耐温抗盐性和溶解性等）。两性离子聚丙烯酰胺也是今后发展的方向，目前焦作亿生化工正在新建年产万吨聚丙烯酰胺生产线，在200t/a的中试装置上已经生产出高相对分子质量的产品。

2、丙烯酰胺多元共聚物

由于丙烯酰胺均聚物在使用性能上的局限性，使得丙烯酰胺多元共聚物有了大的发展，该类共聚物在油田开发中有广泛的市场，仅作为钻井液处理剂的消耗量就近60kt/a，是20世纪80年代发展起来的一类重要的钻井液处理剂，目前有20多种型号近百种产品。

2、1 钻井液用丙烯酰胺类聚合物

20世纪70年代以来，丙烯酰胺类聚合物作为钻井液的絮凝和包被剂而在钻井液中广泛应用，并逐渐发展成为一种低固相不分散钻井液体系，从而有效地控制了地层的造浆，大大地提高了井壁稳定性，在提高钻井速度方面也收到了显著的效果。这类产品从最初的水解或部分水解聚丙烯酰胺，逐渐发展到大、中、小分子量的复配，不同官能团（钙、钠、铵盐）的衍生物或接枝共聚物。

2.2驱油用丙烯酰胺类聚合物

最早开发、也是最常用的聚合物是部分水解的聚丙烯酰胺，聚丙烯酰胺虽然在大多数油田条件下可有效地用于聚合物驱油，但是只局限于较低的硬度，因为酰胺基水解后产生羧酸根，而羧酸根可与油田中存在的钙、镁离子反应，使聚丙烯酞胺沉淀。为提高聚合物的热稳定性，常添加抗氧化稳定剂，如硫脲、连二亚硫酸钠、乙酸胍、亚硫酸钠、2-巯基苯并噻唑钠等，为减少酰胺基的水解，提高

聚丙烯酰胺的热稳定性和在盐水中的溶解性，研究人员在驱油用丙烯酰胺类共聚物方面开展了一些探索工作，合成了一些耐温抗盐的聚合物驱油剂，如焦作亿生化工YSA2000。

2.3防垢阻垢用丙烯酰胺类聚合物

在油气田生产中，油田注水结垢会使油气产量降低，缩短设备使用寿命，为防止结堀就必须向系统中投加防垢剂。目前油田使用较多的是聚合物防垢剂，主要是低相对分子质量的聚丙烯酸，聚丙烯酸无毒，不污染环境，防垢率较高，但在高温、高pH值、高Ca2+含量下防垢能力变差，因此研究人员针对这个问题展开了一系列的探讨工作．如采用AM、AA、MA(顺丁烯二酸酐)合成的三元共聚物防垢剂，可于70℃水温下防垢，当Ca2+浓度为200×10-6、投放量为10×10-6时，防垢率可达90%以上，采用MAA、AA、AM合成的三元共聚物防垢剂，在高温、高pH值、高Ca2+含量下有较强的防垢能力，产品对CaCO3和CaSO4均具有较强的防垢能力，同时具有用量小、作用时间长的特点，特别是对CaS04垢表现出更好的除垢效果。

2.4堵水调剖用丙烯酰胺类共聚物

随着我国注水开发油田综合含水不断升高，堵水调剖难度越来越大，原有的堵水调剖用量逐渐增大或效果变差。特别是对老油田高含水开发阶段适时的开发新型调剖堵水剂非常必要。邀方面开展的研究工作有：由AM/AA共聚物与多价金属硫酸盐、多价金属离子多羟基配合物等构成的新型双液法调剖堵水。了有机聚合物类和无机类调剖堵水剂的特点，可用于注水调剖、采油井堵水，具有良好的封堵效果和稳定疏松砂岩、抑制黏土膨胀的作用，该剂先后在胜利油田的孤岛、孤东和桩西采油厂推广应用；并已经取得良好的堵水增油效果，以非水解聚丙烯酰胺和乙酸铬组成的凝胶堵剂，既解决了3价铬盐与聚丙烯酰胺反应过快、在现场施工中不易控制的问题，又解决了6价铬毒性大而造成的环境污染问题，用含阳离子基团的二甲基二烯丙基氯化铵单体与AM、丙烯酸钠、含阴离子磺酸基团的单体共聚合成的两性离子共聚物，具有易泵送、易注入、耐盐性好、堵水率高和堵油率低的特点；以淀粉与AM接枝共聚物SPA和有机复合交联剂MC、促凝剂L为主要成分的堵水调剖剂则具有堵水调剖强度高、耐冲刷、良好的选择性堵水作用等特点，可满足中原油田高含水期和特高含水期堵水调剖作业的需要．

概述

水溶性的AM共聚物具有广泛的应用领域；目前国内可与AM共聚的AMPS单体已经具有2000t/a的工业化生产能力，而且已经在水处理工业和油田化学领域推广。今后应在已有工作的基础上，在AM多元共聚物方面进一步开展工作,以提高产品的综合性能，并尽快使研究成果转化为生产力，同时适时开发可用于印染、涂料、表面活性剂、陶瓷、照相、洗涤助剂等领域的新型丙烯酰胺共聚物，并考虑可再生的天然资源如淀粉、纤维素等的利用，以满足工业发展的需要。以丙烯酰胺（AM）为单体合成聚丙烯酰胺（PAM）等其他聚合物，未来会有更大需求。