CN106753309B - 一种纳米纤维素/聚丙烯酰胺复合乳液及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种纳米纤维素/聚丙烯酰胺复合乳液及其制备方法，该方法包括以下步骤：分散剂和乳化剂混合得到第一混合液；丙烯酰胺、物质A、微晶纤维素、过硫酸盐、N，N'‑亚甲基双丙烯酰胺和水混合得到第二混合液；在搅拌状态下，第二混合液中加入所述第一混合液得到第三混合液；第三混合液进行反应得到纳米纤维素/聚丙烯酰胺复合乳液。通过上述方法制备的纳米纤维素/聚丙烯酰胺复合乳液主要由纳米纤维素和聚丙烯酰胺类化合物组成，复合乳液兼有纳米纤维素和聚丙烯酰胺微凝胶性能，耐温抗盐性能好，能有效的提高石油采收率。
Description
技术领域
本发明涉及到石油开采技术领域，尤其涉及到一种纳米纤维素/聚丙烯酰胺复合乳液及其制备方法。
背景技术
纤维素是自然界中分布最广、蕴含量最丰富的一种可再生的、可降解的、环境友好型的天然化合物，但存在不耐化学腐蚀、强度有限等不足，纳米纤维素与纤维素相比有许多优良性能，如高纯度、高聚合度、高结晶度、高亲水性、高杨氏模量、高强度、超精细结构和高透明性等，这些优异的性能使其在食品、医药、造纸、纺织及新材料制备等方面具有很好的应用前景。
现有技术中纳米纤维素作为或制备驱油剂中的应用具体为，将纳米纤维素应用于三次采油中，相对于现有的驱油体系，该材料具有无污染，可降解等特点，并有效避免了聚表二元驱中的色谱分离效应(同时具有粘弹性能和活性)，可以有效解决当前驱油体系的两大问题，有效提高原油采收率。
发明内容
本发明提供了一种纳米纤维素/聚丙烯酰胺复合乳液及其制备方法，纳米纤维素/聚丙烯酰胺复合乳液是由聚丙烯酰胺类化合物、纳米纤维素、白油和表面活性剂等组成，具有耐温抗盐性，作为驱油材料以提高石油采收率。
本发明提供了一种纳米纤维素/聚丙烯酰胺复合乳液的制备方法，该方法包括以下步骤：
取40～400重量份分散剂和0.1～40重量份乳化剂在设定温度下混合，得到第一混合液；
取5～200重量份丙烯酰胺、0～100重量份的物质A、0.001～10重量份微晶纤维素、0.5～10重量份过硫酸盐、0.005～1重量份N，N'-亚甲基双丙烯酰胺和10～300重量份水混合，得到第二混合液；其中，所述物质A为：2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸钠、对苯乙烯磺酸钠、N-乙烯基吡咯烷酮和甲基丙烯酰氧乙基三甲基氯化铵中的一种或几种；
在搅拌状态下，向得到的所述第一混合液中加入所述第二混合液，得到第三混合液；
在搅拌状态下，所述第三混合液进行反应得到纳米纤维素/聚丙烯酰胺复合乳液。
通过上述方法制备的纳米纤维素/聚丙烯酰胺复合乳液兼有纳米纤维素和聚丙烯酰胺微凝胶性能，耐温抗盐性能好，能有效的提高石油采收率。
其中的设定温度为20～100℃。
其中的过硫酸盐为过硫酸钠、过硫酸钾或过硫酸铵中的一种或几种。
其中的亚硫酸盐为亚硫酸氢钠、亚硫酸钠或亚硫酸铵中的一种或几种；叔胺为选自由N，N-二甲基乙醇胺、N，N-二乙基乙醇胺、乙醇胺、三甲胺和三乙胺构成的组中的一种或几种。
其中的分散剂为石蜡油、环烷基油、白油和硅油中的一种或几种。
其中的乳化剂为司盘20、司盘40、司盘60、司盘65、司盘80或司盘85中的一种或几种组成。
此外，该方法还包括将得到的第一混合液降至室温，将得到的第二混合液降至室温后，再将第一混合液与第二混合液混合得到所述第三混合液。
在上述反应中，反应的温度为0～80℃。
在上述方法中，所述第三混合液进行反应得到纳米纤维素/聚丙烯酰胺复合乳液具体为：
将所述第三混合液加热至70～80℃进行反应；或加入亚硫酸盐水溶液或叔胺，进行反应。
其中的反应进行0.5～2小时，并在70℃下保温一小时。
本发明还提供了一种的纳米纤维素/聚丙酰胺复合乳液，该复合乳液为采用上述任一项所述的纳米纤维素/聚丙酰胺复合乳液的制备方法制得的复合乳液。
具体实施方式
本发明描述的实施例仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。
下面具体说明纳米纤维素/聚丙烯酰胺复合乳液及制备方法。需要说明的是，以下实施例中，所用水浴加热器为DF-101S集热式恒温加热搅拌器，所用搅拌器为HD2010W型电动搅拌器，所用白油在40℃下的运动粘度为9.8mm2/s。
本发明实施例提供了一种纳米纤维素/聚丙烯酰胺复合乳液的制备方法，该方法包括以下步骤：
取40～400重量份分散剂和0.1～40重量份乳化剂在设定温度下混合，得到第一混合液；
取5～200重量份丙烯酰胺、0～100重量份的物质A、0.001～10重量份微晶纤维素、0.5～10重量份过硫酸盐、0.005～1重量份N，N'-亚甲基双丙烯酰胺和10～300重量份水混合，得到第二混合液；其中，所述物质A为：2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸钠、对苯乙烯磺酸钠、N-乙烯基吡咯烷酮和甲基丙烯酰氧乙基三甲基氯化铵中的一种或几种；
在搅拌状态下，向得到的所述第一混合液中加入所述第二混合液，得到第三混合液；
在搅拌状态下，所述第三混合液进行反应得到纳米纤维素/聚丙烯酰胺复合乳液。
通过上述方法制备的纳米纤维素/聚丙烯酰胺复合乳液兼有纳米纤维素和聚丙烯酰胺微凝胶性能，耐温抗盐性能好，将有效的提高石油采收率。
在上述制备方法中，设定温度为20～100℃。
其中的过硫酸盐为过硫酸钠、过硫酸钾或过硫酸铵中的一种或几种。
其中的亚硫酸盐为亚硫酸氢钠、亚硫酸钠或亚硫酸铵中的一种或几种；叔胺为选自由N，N-二甲基乙醇胺、N，N-二乙基乙醇胺、三乙醇胺、三甲胺和三乙胺构成的组中的一种或几种。
其中的分散剂为石蜡油、环烷基油、白油和硅油中的一种或几种。
其中的乳化剂为司盘20、司盘40、司盘60、司盘65、司盘80或司盘85中的一种或几种组成。
此外，该方法还包括将得到的第一混合液降至室温，将得到的第二混合液降至室温后，再将第一混合液与第二混合液混合得到所述第三混合液。
在上述反应中，反应的温度为0～80℃。
在上述方法中，所述第三混合液进行反应得到纳米纤维素/聚丙烯酰胺复合乳液具体为：
将所述第三混合液加热至70～80℃进行反应；或加入亚硫酸盐水溶液或叔胺，进行反应。
其中的反应进行0.5～2小时，并在70℃下保温一小时。
在上述方法中，本发明制备的纳米纤维素/聚丙烯酰胺复合材料耐温抗盐性强，能够在140℃的油藏中稳定存在六个月以上。
为了方便理解本发明实施例提供的方法，下面结合具体的实施例对其进行详细的说明。
实施例1
将0.1g Span80和40g白油在40℃～50℃下混合，得第一混合液，冷却至室温。
室温下将5g丙烯酰胺和5g对苯乙烯磺酸钠、0.001g微晶纤维素、0.5g过硫酸钾、0.005g N,N'-亚甲基双丙烯酰胺与10g水混合，得第二混合液。
室温下在60转/min的搅拌速率下将第二混合液滴加到第一混合液中，得第三混合液，然后升温第三混合液到70℃，继续以该搅拌速率搅拌1.5小时，得纳米纤维素/聚丙烯酰胺复合乳液。
实施例2
将40g Span80和400g白油在90℃～100℃下混合，得第一混合液，冷却至室温。
室温下将200g丙烯酰胺和5g对苯乙烯磺酸钠、10g微晶纤维素、10g过硫酸钾、1gN,N'-亚甲基双丙烯酰胺与300g水混合，得第二混合液。
室温下在500转/min的搅拌速率下将第二混合液滴加到第一混合液中，得第三混合液，并将其冷却至室温；室温下将5g亚硫酸钠溶解于15g去离子水，室温下把亚硫酸钠溶液加入第三混合液，继续以该搅拌速率搅拌1.5小时，得纳米纤维素/聚丙烯酰胺复合乳液。
实施例3
将40g Span80和400g白油在50℃～60℃下混合，得第一混合液，冷却至室温。
室温下将200g丙烯酰胺和5g对苯乙烯磺酸钠、95g 2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸钠、10g微晶纤维素、10g过硫酸钾、1g N,N'-亚甲基双丙烯酰胺与300g水混合，得第二混合液。
室温下在200转/min的搅拌速率下将第二混合液滴加到第一混合液中，得第三混合液，冷却至0℃～5℃；室温下将5g亚硫酸氢钠溶解于15g去离子水，0℃～5℃下把亚硫酸氢钠溶液加入第三混合液，继续以该搅拌速率搅拌1.5小时，得纳米纤维素/聚丙烯酰胺复合乳液。
实施例4
将0.1g Span80和40g白油在70℃～80℃下混合，得第一混合液，冷却至室温。
室温下将5g丙烯酰胺和5g对苯乙烯磺酸钠、0.5g过硫酸钾、0.001g微晶纤维素、0.005g N,N'-亚甲基双丙烯酰胺与10g水混合，得第二混合液。
室温下在300转/min的搅拌速率下将第二混合液滴加到第一混合液中，得第三混合液；室温下将0.05g亚硫酸钠和1g水进行混合，室温下把亚硫酸钠溶液加入第三混合液，继续以该搅拌速率搅拌1.5小时，得纳米纤维素/聚丙烯酰胺复合乳液。
实施例5
将40g Span80和400g白油在80℃～90℃下混合，得第一混合液，冷却至室温。
室温下将200g丙烯酰胺、10g过硫酸钾、10g纳米纤维素、1g N,N'-亚甲基双丙烯酰胺与300g水混合，得第三混合液。
室温下在800转/min的搅拌速率下将第二混合液滴加到第一混合液中，得第三混合液，冷却至10℃～15℃；室温下将5g亚硫酸钠和15g水进行混合，10℃～15℃下把亚硫酸钠溶液加入第三混合液，继续以该搅拌速率搅拌1.5小时，得纳米纤维素/聚丙烯酰胺复合乳液。
实施例6
将0.1g Span80和40g白油在30℃～40℃下混合，得第一混合液，冷却至室温。
室温下将5g丙烯酰胺和5g对苯乙烯磺酸钠、0.5g过硫酸钾、0.001g微晶纤维素、0.005g N,N'-亚甲基双丙烯酰胺与10g水混合，得第二混合液。
室温下在400转/min的搅拌速率下将第二混合液滴加到第一混合液中，得第三混合液；室温下把0.1g三乙醇胺滴加入第三混合液，继续以该搅拌速率搅拌1.5小时，得纳米纤维素/聚丙烯酰胺复合乳液。
实施例7
将40g Span80和400g白油在20～30℃下混合，得第一混合液，冷却至室温。
室温下将200g丙烯酰胺、10过硫酸钾、10g微晶纤维素、1g N,N'-亚甲基双丙烯酰胺与300g水混合，得第二混合液。
室温下在800转/min的搅拌速率下将第二混合液滴加到第一混合液中，得第三混合液，冷却至20℃～25℃；20℃～25℃下把10g三乙醇胺加入第三混合液，继续以该搅拌速率搅拌1.5小时，得纳米纤维素/聚丙烯酰胺复合乳液。
本发明还提供了一种的纳米纤维素/聚丙酰胺复合乳液，该复合乳液为采用上述所述的纳米纤维素/聚丙酰胺复合乳液的制备方法制得的复合乳液。
该复合乳液以丙烯酰胺、丙烯酸钠、N,N'-亚甲基双丙烯酰胺、2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸钠、对苯乙烯磺酸钠等为聚合单体，以白油为分散相，加入微晶纤维素，反应得到纳米纤维素/聚丙烯酰胺复合乳液。该方法制备的纳米纤维素/聚丙烯酰胺复合乳液可用作提高石油采收率材料。
显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求的等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。
Claims (10)
1.一种纳米纤维素/聚丙烯酰胺复合乳液的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
取40～400重量份分散剂和0.1～40重量份乳化剂在设定温度下混合，得到第一混合液；
取5～200重量份丙烯酰胺、0～100重量份的物质A、0.001～10重量份微晶纤维素、0.5～10重量份过硫酸盐、0.005～1重量份N，N'-亚甲基双丙烯酰胺和10～300重量份水混合，得到第二混合液；其中，所述物质A为：2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸钠、对苯乙烯磺酸钠、N-乙烯基吡咯烷酮和甲基丙烯酰氧乙基三甲基氯化铵中的一种或几种；
在搅拌状态下，向得到的所述第一混合液中加入所述第二混合液，得到第三混合液；
在搅拌状态下，将所述第三混合液加热至70～80℃进行反应；或加入亚硫酸盐水溶液或叔胺，进行反应；得到纳米纤维素/聚丙烯酰胺复合乳液。
2.如权利要求1所述的纳米纤维素/聚丙烯酰胺复合乳液的制备方法，其特征在于，所述设定温度为20～100℃。
3.如权利要求1所述的纳米纤维素/聚丙烯酰胺复合乳液的制备方法，其特征在于，所述过硫酸盐为过硫酸钠、过硫酸钾或过硫酸铵中的一种或几种。
4.如权利要求1所述的纳米纤维素/聚丙烯酰胺复合乳液的制备方法，其特征在于，所述亚硫酸盐为亚硫酸氢钠、亚硫酸钠或亚硫酸铵中的一种或几种；叔胺为选自由N，N-二甲基乙醇胺、N，N-二乙基乙醇胺、三乙醇胺、三甲胺和三乙胺构成的组中的一种或几种。
5.如权利要求1所述的纳米纤维素/聚丙烯酰胺复合乳液的制备方法，其特征在于，所述分散剂为环烷基油、白油和硅油中的一种或几种。
6.如权利要求1所述的纳米纤维素/聚丙烯酰胺复合乳液的制备方法，其特征在于，所述乳化剂为司盘20、司盘40、司盘60、司盘65、司盘80或司盘85中的一种或几种组成。
7.如权利要求1所述的纳米纤维素/聚丙烯酰胺复合乳液的制备方法，其特征在于，还包括将得到的第一混合液降至室温，将得到的第二混合液降至室温后，再将第一混合液与第二混合液混合得到所述第三混合液。
8.如权利要求1所述的纳米纤维素/聚丙烯酰胺复合乳液的制备方法，其特征在于，所述反应的温度为0～80℃。
9.如权利要求1所述的纳米纤维素/聚丙烯酰胺复合乳液的制备方法，其特征在于，所述反应进行0.5～2小时，并在70℃下保温一小时。
10.一种纳米纤维素/聚丙烯酰胺复合乳液，其特征在于，采用如权利要求1～9任一项所述的纳米纤维素/聚丙烯酰胺复合乳液的制备方法制得的复合乳液。
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