大庆炼化公司质检中心 黑龙江大庆 163411
摘要：为满足不同油田地质对聚丙烯酰胺水解度的要求，在不改变生产工艺的条件下，以实验室数据为依据，在溶解工序中逐渐减少碳酸钠的用量，降低产品的水解度。，本文采用均聚前水解法，以丙烯酰胺为主要原料自主合成低水解度的聚丙烯酰胺。根据产品质量检测数据调整碳酸钠的用量，循环持续调整，实现降低产品水解度的目的。丙烯酰胺，脱盐水，氢氧化钠及链转移剂和催化剂做出相应调整，保证正常反应及产品质量合格。
关键词：聚丙烯酰胺；水解度；碳酸钠
一、生产目的
聚丙烯酰胺是丙烯酰胺的聚合产物，是一种线型水溶性高分子化合物。聚丙烯酰胺以其良好的增稠性、絮凝性、剪切性、降阻性和分散性，被广泛应用于钻井、堵水调剖和三次采油等领域。聚合物可增加注入水的粘度，降低油层的水相渗透率，改善水油流度比，提高驱油剂的波及体积和驱替效率，进而提高原油采收率。为满足油田采油市场的需求，通过调整生产工艺及原料配比等措施使分子量及各水解度等指标符合要求。按照新疆油田检测及计算方法，产品水解度要求达到23%～27%（以下水解度数值均按新疆油田检测及计算方法），现产品水解度值偏高，生产线依据实验室提供的数据生产出满足新疆油田质量要求的产品。
二、生产方案
2.1 原料
丙烯酰胺（AM）；脱盐水（DMW）；碳酸钠；氢氧化钠；链转移剂；催化剂。
2.2 生产工序
溶解工序—聚合反应工序—胶体预研磨及造粒工序—干燥工序—研磨与筛分工序
2.3 生产调整思路
本生产以实验室数据为依据，不改变生产工艺，主要调整溶解工序中各原料的配比；聚合反应工序中链转移剂和催化剂的用量。在溶解工序中逐渐减少碳酸钠的用量，降低产品的水解度，依据产品质量检测数据调整碳酸钠的用量，循环持续调整，实现降低产品水解度的目的。丙烯酰胺、脱盐水、氢氧化钠以及链转移剂和催化剂做出相应调整，保证聚合反应正常及产品质量合格。
三、生产过程
（一）、溶解工序各原料比例调整
（1）依据实验室数据碳酸钠初始量定为为5300升，进行第一批实验溶解，采样检测产品质量，产品水解度为28.03％。
（2）水解度超出范围，二次溶解时碳酸钠调整为5000升，采样检测产品质量，产品水解度为27.00％。
（3）产品水解度仍然偏高，溶解时碳酸钠调整为4800升。PH值为12.38，为保证PH值满足生产要求，需提高PH值，氢氧化钠由原来的25升调整为30升，测量PH值为12.60，采样检测产品质量，产品水解度为26.87％。
（4）产品水解度仍然偏高，碳酸钠调整为4500升，采样检测产品质量，产品水解度为25.95％。
（5）由表3可以看出，碳酸钠的比例降低，产品粘度也相应降低。由于产品粘度接近40.0mPa.s，为保证粘度合格，碳酸钠调整为4600升，水解度为26.04％。
（6）综合产品各项质量指标，丙烯酰胺为13027L（43.5%），碳酸钠为4550L（20％），脱盐水为4992L，氢氧化钠为30L（15％）时确定为最终生产配方。
（二）、链转移剂及催化剂调整
碳酸钠用量逐渐减少，聚合反应速率降低，产品粘度降低。为保证聚合正常进行，增加了催化剂的用量，为保证产品质量，减少链转移剂用量。由于不同反应釜的保温、吹氮量等因素对聚合反应的影响，所以链转移剂及催化剂调整幅度均有所不同，次磷酸钠、过硫酸铵、甲醛合次硫酸氢钠具体调整量产品质量数据及分析
可以看出，碳酸钠用量做出调整后水解度变化较为缓慢，由于生产的连续性，每次碳酸钠用量调整后，上一批的物料都不能完全排空，产品采集的样品中难免会有上一批物料的残余。在调整碳酸钠用量时应该考虑到上一批物料对水解度的影响。
表1可以看出，碳酸钠用量从5300L逐渐降到4500L，产品水解度由28.03%降低到25.68%，产品水解度随着碳酸钠用量的减少而降低，当碳酸钠用量为5000L时，水解度为27%左右，接近指标要求。随着碳酸钠用量的减少，产品粘度随之降低，碳酸钠用量为4500L时，粘度接近40.0mPa.s，水解度为25%左右。为保证产品的合格率，最后生产中产品水解度确定为25％左右。因此，碳酸钠用量介于5000L和4500L时，才能满足产品质量要求。
表1 产品各项质量指标
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四、总结
此次生产要求产品水解度达到23%～27%（新疆油田检测及计算方法），保证其他产品质量指标合格的情况下，用降低溶液中碳酸钠比例的方法达到降低水解度的目的，总结如下：
1、综合各项质量指标，溶解配方为丙烯酰胺为13027L（43.5%），碳酸钠为4550L（20％），脱盐水为4992L，氢氧化钠为30L（15％）时，能够生产出低水解度要求的合格产品。
2、碳酸钠用量减少，溶液PH值降低，必须增大氢氧化钠的用量保证PH满足溶液反应要求。
3、随着产品水解度降低，分子量也降低，导致粘度下降，通过调整链转移剂和催化剂的用量提高分子量，保证粘度指标合格。
4、产品质量指标在测定时，固含量过低会导致测定的粘度较低，建议不固含量不易过低。