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近年来,卤水相关工业飞速发展,尤其是卤系精细化工的蓬勃发展,使得卤水消耗量不断增大。由于长期无限制和不合理的开采,储存于地表浅层的卤水资源日益稀少,人们逐渐将目光转移到深层地下卤水的开采和利用。深层地下卤水采输时特点明显:技术复杂、投资较大、能源消耗较大。因此,深层地下卤水开采和输运过程的节能降耗显得尤为重要。寻找能够有效降低管输阻力进而减少能耗的水溶性减阻剂为一可行之道。聚丙烯酰胺(PAM)作为当下应用最广的水溶性减阻剂在清水中减阻效果良好,但在卤水中的减阻效果却下降明显。这是因为深层地下卤水具有温度较高、矿化度高的特点。聚丙烯酰胺分子易受盐离子的影响,当其处于卤水体系中时,PAM大分子链受各种离子影响而不再伸展,导致减阻效果下降;且环境温度升高时,聚丙烯酰胺分子变得不再稳定,减阻性能亦将受到影响。为了提高聚丙烯酰胺的耐温耐盐性能,己合成二元改性共聚物减阻剂,改性单体最常用的有2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸(AMPS)和带有疏水基团的甲基丙烯酸十八酯等。二元改性共聚物在一定温度下、一定矿化度的卤水中减阻效果较好,但随着温度和矿化度的提升其减阻效果下降明显。进一步提升改性共聚物的耐温耐盐性能显得尤为重要。AMPS分子中的磺酸基在水中的溶解性能良好且拥有较强的阴离子性,可以抵抗环境中钙、镁等阳离子的攻击,使其耐盐能力大大提升,其庞大侧基可以提高减阻剂的耐温能力;丙烯酸(AA)/衣康酸(IA)分子中的羧基可以螯合卤水中的钙、镁离子,降低其对高聚物分子的攻击,提高减阻剂的耐盐能力;对苯乙烯磺酸钠(SSS)分子中含有苯环,这可以有效提高减阻剂分子链的强度,增强减阻剂的耐温能力,其上磺酸基可以提高减阻剂耐盐能力。本文以AM、AMPS为基础单体,AA、IA、SSS作为第三单体,采用氧化还原引发体系、水溶液聚合法合成三种三元共聚物,并对其在卤水中的减阻性能做了系统评价。设计正交实验确定最佳工艺条件,利用红外光谱、核磁共振氢谱、扫描电镜、热失重对减阻聚合物进行表征,利用多角激光光散射仪和黏度法测定聚合物的分子量。在一定实验条件下,利用减阻率测试环道,分别测定聚合物P(AM/AMPS/AA)、P(AM/AMPS/SSS)、P(AM/AMPS/IA)在模拟卤水中的减阻率随矿化度及温度的变化情况。实验结果表明:1.在15℃,矿化度为150g/L的模拟卤水中,当流量为950L/h、减阻剂用量为20ppm时,P(AM/AMPS/AA)减阻率为41.2%。当温度升高到60℃时,减阻率可维持在21.8%;当矿化度升高到250g/L时,减阻率可维持在30.3%。说明其具有较好的耐温性能和优良的耐盐性能。2.在22℃,矿化度为150g/L的模拟卤水中,当流量为900L/h、减阻剂用量为20ppm时,P(AM/AMPS/LA)减阻率为31.3%。当温度升高到50℃时,减阻率可维持在16.4%;当矿化度升高到250g/L时,减阻率可维持在26.5%。说明其整体效果并不突出,但却具有非常优良的耐盐性能。3.在15℃,矿化度为150g/L的模拟卤水中,当流量为800L/h、减阻剂用量为20ppm时,P(AM/AMPS/SSS)减阻率为34.6%。当温度升高到65℃时,减阻率可维持在11.5%;当矿化度升高到250g/L时,减阻率可维持在26.6%。说明其具有优良的耐盐性能但耐温性能并不突出。分别测定聚合物减阻剂减阻率和其在模拟卤水溶液中的特性粘数,发现两者存在明显的相关性,并可用拟合关系式表示。基于此,说明利用特性粘数来评价一种新的减阻聚合物的减阻性能是可行的并且可以克服室内环道费时费力地缺点。