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聚丙烯酸胺(Poly aorylamide，簡稱PAM)是丙烯酸胺（Caoryl-amide，簡稱AM)與其所衍生出的共聚物與均聚物的總稱，在工業(yè)生產(chǎn)中，只要其中包含一半以上的丙烯酸胺單體類聚合物的物質(zhì)都可以被稱為聚丙烯酸胺。在其分子結(jié)構(gòu)中，由于包含酸胺基，較容易構(gòu)成氫鍵。故而其在實際應(yīng)用的過程中具有優(yōu)異的水溶性與化學(xué)活性，能夠引發(fā)酸胺一系列的典型反應(yīng)。此類反應(yīng)能夠取得更多形式與多種功能的衍生物，其具有相對較寬闊的調(diào)節(jié)區(qū)間。就現(xiàn)階段而言，聚丙烯酸胺的相關(guān)產(chǎn)品主要可分為三個類別，即粉狀、水溶液膠體以及乳液。無論是哪一種形式的劑型，都會根據(jù)聚丙烯酸胺內(nèi)部的官能基在水中溶解后的特質(zhì)進行分類，可分為兩性離子、CPAM、NPAM以及APAM。
聚丙烯酸胺是一種高分子聚合物，帶有酸胺基，化學(xué)活動性很高，可以通過改性處理，制備聚丙烯酸胺的衍生物，是一種重要的聚合物，被廣泛應(yīng)用于油田生產(chǎn)中。聚丙烯酸胺具有絮凝性，能夠使懸浮的物質(zhì)起到電中和的作用，達到絮凝的狀態(tài)。具有粘合性，通過機械作用、物理化學(xué)作用，增加粘度，達到更好的應(yīng)用效果。具有降阻性，能夠降低環(huán)境的摩擦阻力損失，具有極高的降阻效應(yīng)。增稠性，在中性條件下和酸液中，具有很強的增稠特點，呈現(xiàn)半網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)時，增稠效果最佳。
聚丙烯酸胺是極易溶于水的高分子工業(yè)聚合物，在對其進行分解、在結(jié)合等工作的過程中能夠衍生出多種不同形式的、具備較強功能的催化劑。PAM在實際的工業(yè)生產(chǎn)中，在大多數(shù)的領(lǐng)域與行業(yè)中都具備重要的滲透作用。近年來，我國工業(yè)化進程的發(fā)展逐步加速，也進一步強化了聚丙烯酸胺生產(chǎn)技術(shù)的發(fā)展。本文主要研究聚丙烯酸胺特性及生產(chǎn)技術(shù)，對豐富我國聚丙烯酸胺的生產(chǎn)技術(shù)具有現(xiàn)實性意義，對該項技術(shù)未來的發(fā)展具有指導(dǎo)性意義。
1.在水處理的應(yīng)用
隨著生態(tài)環(huán)境以及空氣污染口益嚴重，人們越來越重視低碳環(huán)保理念，我國也提出了可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略目標。隨之聚丙烯酞胺被應(yīng)用到水處理領(lǐng)域的需求越來越多，現(xiàn)階段，聚丙烯酞胺主要是作為絮凝劑與助凝劑使用，因為聚丙烯酞胺具有較高的絮凝性以及穩(wěn)定性，所以被廣泛應(yīng)用到水處理以及污水處理當中，而且聚丙烯酞胺對自然生態(tài)環(huán)境以及空氣產(chǎn)生的有害物質(zhì)相對較少，符合當前社會發(fā)展的需求，符合可持續(xù)發(fā)展理念。但是聚丙烯酞胺最大的特點就是溫度高、壓力高以及濃度高，最顯著的特征就是高壓與低壓并存，二者相互貫通，在實際操作中經(jīng)常由于工作人員疏忽或者人為操作失誤導(dǎo)致中毒事件。我們都知道聚丙烯酞胺具有一定的毒性與冷凍作用，給人們口常生活以及社會生產(chǎn)等多個方面帶來便利的同時，也極大威脅著人們的人身安全，所以在使用過程還需要多加注意。
2.在石油開采工作的應(yīng)用
聚丙烯酞胺在我國石油開采領(lǐng)域的應(yīng)用是最廣泛的，石油業(yè)是我國國民經(jīng)濟的重要支柱，關(guān)系著國家根本利益以及人們的根本利益。聚丙烯酞胺主要是作為絮凝劑、稀釋劑以及降濾失劑，在石油開采的酸化、鉆井以及采油等工藝被廣泛使用。這對于提高我國石油開采作業(yè)效率，提高石油利用率，減少資源浪費以及促進我國石油業(yè)可持續(xù)發(fā)展具有深遠的現(xiàn)實意義。
2.1聚丙烯酞胺應(yīng)用于鉆并液體系中
將聚丙烯酸胺作為鉆井液的性能調(diào)節(jié)劑使用，提高鉆井液的性能，使其具有更好的攜帶巖屑的能力，有效地防止井噴事故的發(fā)生。調(diào)節(jié)鉆井液的流變特性，攜帶巖屑，潤濕鉆頭，降低鉆頭施工過程中的磨阻損失，延長鉆頭的使用壽命。防止發(fā)生卡鉆的現(xiàn)象，保證順利完成鉆探施工任務(wù)。
經(jīng)常應(yīng)用部分水解聚丙烯酸胺溶液，聚丙烯酸胺鉀鹽等，作為鉆井液的添加劑，提高機械鉆速，有利于鉆井施工的順利進行。鉆井液的性能優(yōu)異，促進鉆井施工的順利進行，防止卡鉆事故的發(fā)生，能夠提高機械鉆速，及時冷卻鉆頭，方便鉆具的起下，保持井眼的清潔，減少廢棄鉆井液對環(huán)境的污染，具有推廣使用的價值。
2.2聚合物在壓裂液體系中的應(yīng)用
水力壓裂施工是油田開發(fā)致密性油藏最有效的方式之一，也是油田開發(fā)進人后期的增產(chǎn)增注措施。在實施水力壓裂施工過程中，壓裂液的性能是非常關(guān)鍵的。將聚合物加人到壓裂液體系中，增加了壓裂液的粘度，使其具有低磨阻的特性，具有良好的懸砂能力，促進壓裂施工的順利進行，形成穩(wěn)定的人工裂縫后，提高了儲層的滲透性，達到預(yù)期的水力壓裂施工的效果。
優(yōu)化壓裂液體系，提高水力壓裂的效率。減少壓裂液對儲層的污染，具有突出的粘彈性，通過高壓泵的作用，達到高于油層破裂壓力的情況，出現(xiàn)人工裂縫，并應(yīng)用支撐劑進行支撐，使其形成永久的裂縫，達到水力壓裂的技術(shù)要求。
2.3聚合物驅(qū)油劑的使用
油田三次采油階段，為了提高油田的采收率，采取注聚開發(fā)的方式。增加了注人劑的濃度，通過聚合物的注人，調(diào)節(jié)注人劑的流變特性，改善水油的流度比，降低地層中的水相的滲透率，使聚合物波及到更多的區(qū)域，將注水開發(fā)沒有波及到的死油區(qū)的油流驅(qū)替出來，從而提高了油井的產(chǎn)能，達到增產(chǎn)的效果。
高分子聚合物使水相的粘度增大，降低水相的相對滲透率。水油流度比的下降，減少注人劑的指進現(xiàn)象。使注人的流體轉(zhuǎn)人未波及的區(qū)域，提高波及系數(shù)。聚合物的注人，增加了波及體積，增加注人水的滲流阻力，擴大水淹的程度，從而將注人水沒有波及到的區(qū)域激活，提高油層的動用程度，驅(qū)替更多的油流，提高油田的采收率。
聚合物注人技術(shù)的應(yīng)用，提高油井的生產(chǎn)能力。隨著聚合物注人技術(shù)的深人，研究和試驗了三元復(fù)合體系驅(qū)油技術(shù)措施，將聚合物、堿液和表面活性劑同時注人到油層中，擴大注人的效果，提高油田采收率的幅度增大。以聚合物為主，改變聚合物的分子量，通過堿液的水洗作用，表面活性劑的表面活性，改善儲層流體的性質(zhì)，提高了油井的生產(chǎn)能力。
2.4聚合物作為堵水劑和調(diào)剖劑使用
由于地層的非均質(zhì)性的影響，注水開發(fā)的油田，會出現(xiàn)高滲透層過早見水或者被水淹的情況。采取堵水的方式，選擇聚合物堵水劑，改變水在地層中的滲流狀態(tài)，達到水驅(qū)開發(fā)的效率。選擇聚丙烯酸胺作為堵水劑，對油和水具有選擇性，只堵水不堵油，提高聚合物的耐溫特性，達到最佳的堵水效果。將聚合物和交聯(lián)劑組合使用，如與改性的交聯(lián)樹脂結(jié)合起來，達到更好的堵水效果。
應(yīng)用聚合物的注人能夠調(diào)整吸水剖面，封堵大孔道，達到調(diào)剖的狀態(tài)，滿足油田注水和聚合物注人的技術(shù)要求，獲得更好的驅(qū)替能量，促使油井增產(chǎn)，達到油田開發(fā)的產(chǎn)能指標。
聚丙烯酸胺生產(chǎn)技術(shù)是Moureu等研發(fā)人員在1893年利用AM與氨氣在低溫環(huán)境中研制而成的，并由1954年在美國完成工業(yè)化形式的全面生產(chǎn)，我國該技術(shù)的應(yīng)用與美國相差不多，在上海于1962年完成首套聚丙烯酸胺生產(chǎn)裝置的建設(shè)，并開始生產(chǎn)水溶膠等多類產(chǎn)品，在進行該種產(chǎn)品的生產(chǎn)時，所應(yīng)用的方式是多元化的，以下主要介紹的方式方法有懸浮聚合法與反向乳液聚合法。
1.懸浮聚合法
懸浮聚合法在現(xiàn)實應(yīng)用的過程中，主要的工作方式是應(yīng)用較強的力進行攪拌，將其中的單體、單體混合物等都打散至介質(zhì)當中，最終在形成較為細致的微粒再重新聚合。該項技術(shù)在應(yīng)用中的核心部分是控制各個粒子分散尺寸，但是尺寸把握的關(guān)鍵在于攪拌的力度與分散穩(wěn)定劑等的運用。例如，在進行聚合時，若加人氯化鈉等無機鹽進行調(diào)節(jié)，其對懸浮的穩(wěn)定性的破壞力度較強，但對聚合部分的影響較微弱，但若在其中增添部分梭酸鹽，會減緩其聚合速率。該種方式的聚合反應(yīng)主要發(fā)生在液體中。因此，也可以單純的認為每滴液體都是一個獨立形式的本體聚合性質(zhì)的反應(yīng)器。該種技術(shù)具有較為明顯的優(yōu)勢，主要表現(xiàn)為操作簡單、容易排除，能夠較方便的分離、清洗以及干燥其聚合物，最終得出的產(chǎn)品相對來說也較純，能夠直接用于工業(yè)生產(chǎn)。但是該技術(shù)也存在較為明顯的問題，即操作過程存在較為明顯的危險，且回收工藝較難，投人成本偏高。因此，沒有得到普遍應(yīng)用。
2.反向乳液聚合法
反向乳液聚合法的工作原理是將含有單體的水，按照既定的比例與油結(jié)合，并借助二者互斥的原理將其分散在介質(zhì)中，并利用引發(fā)劑的作用，使其達成乳液聚合的效果，最終形成相對穩(wěn)定的、能夠被水溶脹的膠體形式的分散體。就目前反向乳液聚合法的應(yīng)用而言，其在發(fā)展的進程中，被工作人員所熟知的體系有:水溶性的陰、陽離子的功能單體、水相、乳化劑、引發(fā)劑等。
通過該種技術(shù)得到的聚合物所具備的自身特質(zhì)是由乳化劑、引發(fā)劑的濃度、種類、溫度以及攪拌速度等決定的。該種技術(shù)在實際應(yīng)用的過程中主要具備的優(yōu)勢包括，在聚合過程中，能夠剩余的單體極少，且在該過程中其具備的私度相對較低，聚合速度較快，能夠輕松控制，并快速散熱，能夠在工廠中大規(guī)模應(yīng)用。主要的弊端在于其需要投人的成本較高，且應(yīng)用的技術(shù)較為復(fù)雜。
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