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专利名称：：一种聚丙烯酰胺溶液浓度的测定方法
技术领域：
：本发明涉及一种聚丙烯酰胺溶液浓度的测定方法，属于定量分析领域。特别适合油田采出液中部分水解聚丙烯酰胺(HPAM)浓度的测定。
背景技术：
：HPAM是目前世界上生产量最大的合成水溶性高分子化学品，广泛地应用于提高石油采收率、钻井、选矿、造纸、医药、水处理等许多生产部门。迅速准确地分析注入、采出液中聚合物的浓度是生产过程中动态监测的主要内容之一，是保证生产正常运行的重要手段。浓度分析是否准确影响矿场试验方案及工业化注入方案的设计。因此，如何快速，准确定量测定油田采出液中聚合物的浓度具有重要意义。目前，采出液中聚合物(HPAM)的浓度测定方法主要有凝胶渗透色谱法、淀粉-碘化镉法、浊度法及粘度法。由于油田应用情况和条件的复杂性，凝胶渗透色谱法操作繁琐，所需仪器较多且昂贵，操作条件在生产现场很难满足。淀粉-碘化镉法和浊度法这两种方法的普适性和重现性也较差，而且还用了易于挥发的溴水和冰醋酸，对检测人员的身体健康有害。而粘度法虽然简便快速，但对油田等高矿化度工业废水测定的准确度和精确度均难以达到要求。因此，采出液中聚合物浓度的检测准确性至今无法确定。
发明内容本发明的目的是为了克服现有分析技术的不足，特提供一种所用试剂无毒、对环境无污染、对实验条件要求低、操作简便快捷、重现性好、测量精度和准确度高的聚丙烯酰胺浓度的测定方法。本发明中使用的胶体滴定法是基于正、负离子间由于静电作用形成电荷比为11的聚离子复合物的原理，用已知电荷密度的聚电解质作标准液对待测试样进行电荷测定的一种方法。对于正胶体(阳离子型聚电解质)是以负胶体(阴离子型聚电解质)标准溶液PVSK(聚乙烯硫酸钾)为滴定试剂；对于负胶体则是加入过量的标准正离子试剂PD(聚二烯丙基二甲基氯化铵)然后再用PVSK滴定过剩的正离子试剂。用变色指示剂甲苯胺蓝O(TBO)判定终点。因为TBO指示剂具有正电荷与阳离子型聚电解质不反应最初呈现兰绿色，在滴定时当负胶体PVSK与阳离子型聚电解质反应结束之后指示剂和PVSK反应产生异染现象。试样溶液立即变为紫红色。本发明解决此技术问题采用以下技术方案—种聚丙烯酰胺溶液浓度的测定方法，其特征在于对于阴离子型聚丙烯酰胺溶液的浓度测定方法，包含以下三个步骤步骤1，先取3mL0.01%的聚二甲基二烯丙基氯化铵代号PD标准溶液放入50mL三角瓶中，再滴加一滴甲苯胺蓝0代号TBO指示剂，然后用0.01%的聚乙烯硫酸钾代号PVSK标准溶液滴定至紫红色终点，所用PVSK标准溶液的体积记为Vtl；步骤2，取0.13mL系列浓度的聚合物溶液分别放入50mL三角瓶中，用氢氧化钠或盐酸调节待测液至PH值为910，再加入3mL0.01%的PD标准溶液搅拌10分钟，滴加一滴TBO指示剂，然后用0.01%的PVSK标准液滴定至紫红色终点，所用PVSK标准溶液的体积记为V1,得到胶体滴定值(Vtl-V1)，用得到的一系列胶体滴定值与对应的浓度C建立(Vtl-V1)-C标准曲线，并拟合出胶体滴定值与浓度之间的计算公式Vtl-V1=nC+ni；步骤3，按照步骤1、2对待测试样进行滴定操作，做三组平行实验取平均值，得到胶体滴定值；将步骤3所得到的胶体滴定值代入步骤2所拟合出的计算公式，计算出待测试样中聚丙烯酰胺的浓度。对于阳离子型聚丙烯酰胺溶液浓度的测定，包含以下两个步骤，步骤1，先取0.13mL系列浓度的聚合物溶液分别放入50mL三角瓶中，用氢氧化钠或盐酸调节待测液的PH值至23，滴加一滴TBO指示剂，然后用0.01%的PVSK标准液滴定至紫红色终点，所用PVSK标准溶液的体积记为Vtl，按照前述步骤1做一空白试验所消耗PVSK标准溶液的体积记为V1,用得到的一系列胶体滴定值(Vtl-V1)与对应的浓度C建立(Vtl-V1)-C标准曲线，并拟合出胶体滴定值与浓度之间的计算公式；步骤2，按照上述步骤1对待测试样进行滴定操作，做三组平行实验取平均值，得到胶体滴定值；最后将步骤2所得到的胶体滴定值代入步骤1所拟合出的计算公式，计算出待测试样中聚丙烯酰胺的浓度。对于所述系列浓度分别是5、10、20、30、40、50、60、70、80、90、100、110、120、130、140、或150mg/L的该种聚合物标准溶液；用得到的系列胶体滴定值与对应浓度建立标准曲线，需要该种聚合物标准溶液至少为5份。对于胶体滴定值与浓度的计算公式Vtl-V1=nc+ni，常数Iun1分别为胶体滴定值浓度标准曲线的斜率与截距。本发明中需要使用的药品和仪器为a、药品聚二甲基二烯丙基氯化铵(PD)，聚乙烯硫酸钾(PVSK)，甲苯胺蓝0指示剂(TBO)，0.5%氢氧化钠或盐酸。b、仪器微量滴定管，移液管，容量瓶，锥形瓶，电磁搅拌器，PH计。本发明所用试剂配制方法为a、0.01%PVSK标准溶液的配制称取聚乙烯硫酸钾(PVSK)0.0500g，用去离子水溶于500mL容量瓶中，稀释至刻度。得到0.01%的PVSK标准溶液。b、0.01%PD标准溶液的配制准确吸取浓度为20%的聚二甲基二丙烯基氯化铵原液ImL于IOOmL容量瓶中定容，得到浓度为2000ppm的PD溶液；准确吸取5mL此2000ppm的PD溶液于IOOmL容量瓶中定容，得到0.01%的PD标准溶液。c、0.1%TBO指示剂溶液的配制将0.IOg甲苯胺蓝0粉末溶解于IOOmL蒸馏水中，保存于棕色指示剂滴管瓶中备用。d、聚合物(1000mg/L)储备液的配置在50mL烧杯中加入大约30mL蒸馏水(或配制清水)，准确称取0.IOOOg聚合物粒料，均勻地撒入烧杯中放置，全部溶胀后转移至IOOmL容量瓶中，多次冲洗烧杯，将冲洗过的水也转移到容量瓶中，摇动容量瓶使瓶内溶液均勻，向容量瓶中加水至刻度，摇勻溶液，作为聚合物储备液。本发明与现有技术比较，具有以下有益效果(1)本发明的方法不仅适合阳离子型聚丙烯酰胺浓度的测定，也适合阴离子型聚丙烯酰胺即部分水解聚丙烯酰胺浓度的测定，特别适合油田矿化度高、钙镁离子含量高环境下采出液中部分水解聚丙烯酰胺浓度的测定；(2)本测定方法所用试剂无毒、对环境无污染、对实验条件要求低、操作简便快捷、重现性好；(3)本方法测量精度和准确度高，为油田现场检验机构提供了一种方便可行和科学的检测方法，可用于油田采出液中聚丙烯酰胺浓度的测定。图1是实施例1的标准曲线图。图2是实施例2的标准曲线图。图3是实施例3的标准曲线图。图中横坐标，浓度C，单位ppm；纵坐标，胶体滴定值V，单位mL。具体实施例方式下面结合具体附图和实施例对本发明作进一步说明。实施例1水解度为35%、分子量为1200万的聚丙烯酰胺溶液浓度的测定a、将此种聚合物储备液(1000mg/L)用模拟盐水稀释成浓度分别为5、10、20、30、40、50、60、70、80、90、100、110、120、130、140和150mg/L的标准溶液。b、先取3mL0.01%的聚二甲基二烯丙基氯化铵代号PD标准溶液放入50mL三角瓶中，再滴加一滴甲苯胺蓝0代号TBO指示剂，然后用0.01%的聚乙烯硫酸钾代号PVSK标准溶液滴定至紫红色终点，所用PVSK标准溶液的体积记为Vc^c、取3mLa中系列浓度的聚合物溶液分别放入50mL三角瓶中，用氢氧化钠或盐酸调节待测液至的PH值为910，再加入3mL0.01%的PD标准溶液搅拌10分钟，滴加一滴TBO指示剂，然后用0.01%的PVSK标准液滴定至紫红色终点，所用PVSK标准溶液的体积记为V1，得到胶体滴定值(Vtl-V1Kd、将得到的系列胶体滴定值(Vtl-V1)与对应的浓度利用绘图软件建立(Vtl-V1)-C标准曲线(图1)，并拟合出胶体滴定值与浓度C的表达式为=Vtl-V1=0.012C+0.0201。表1<table>tableseeoriginaldocumentpage5</column></row><table><table>tableseeoriginaldocumentpage6</column></row><table>e、将浓度为10、30、50、70、100、120和140mg/L时所得到的胶体滴定值代入表达式"V0-V1=0.012C+0.0201”中，得到对应的计算浓度。将得到的计算浓度与实际浓度对比以验证该表达式的合理性，结果对比见表1。从表1中计算浓度与实际浓度的对比说明拟合的很接近实际情况，表明本发明测试结果具有很好的准确性。实施例2水解度为42%、分子量为1200万的聚丙烯酰胺溶液浓度的测定a、将聚合物储备液(1000mg/L)用模拟盐水稀释成浓度分别为5、10、20、30、40、50、60、70、80、90、100、110、120、130、140和150mg/L的标准溶液。b、重复实例1中操作步骤b、cC、将得到的系列胶体滴定值(VcrV1)与对应的浓度利用绘图软件建立(VcrV1)-C标准曲线(图2)，并拟合出胶体滴定值与浓度C的表达式为=Vtl-V1=0.0167C+0.0157。d、将浓度为10、30、50、70、100、120和140mg/L时所得到的胶体滴定值代入表达式"V0-V1=0.0167C+0.0157”中，得到对应的计算浓度。将得到的计算浓度与实际浓度对比以验证该表达式的合理性，结果对比见表2。表2<table>tableseeoriginaldocumentpage6</column></row><table>从表2中计算浓度与实际浓度的对比说明拟合的很接近实际情况，表明本发明测试结果具有很好的准确性。实施例3水解度为45%、分子量为1200万的聚丙烯酰胺溶液浓度的测定a、将聚合物储备液(1000mg/L)用模拟盐水稀释成浓度分别为5、10、20、30、40、50、60、70、80、90、100、110、120、130、140和150mg/L的标准溶液。b、重复实例1中操作步骤b、cC、将得到的系列胶体滴定值(VcrV1)与对应的浓度利用绘图软件建立(VcrV1)-C标准曲线(图3)，并拟合出胶体滴定值与浓度C的表达式为=Vtl-V1=0.0179C+0.0435。d、将浓度为10、30、50、70、100、120和140mg/L时所得到的胶体滴定值代入表达式"V0-V1=0.0179C+0.0435”中，得到对应的计算浓度。将得到的计算浓度与实际浓度对比以验证该表达式的合理性，结果对比见表3。表3<table>tableseeoriginaldocumentpage7</column></row><table>从表3中计算浓度与实际浓度的对比说明拟合的很接近实际情况，表明本发明测试结果具有很好的准确性。从以上三组实验数据可以看出，本发明的相对误差均在5%以内，符合滴定实验的精度要求。此外，本发明方法所用试剂无毒、对环境无污染、对实验条件要求低、操作简便快捷、重现性好、测量精度和准确度高，为现场检验机构提供了方便可行和科学的检测方法。权利要求一种聚丙烯酰胺溶液浓度的测定方法，其特征在于对于阴离子型聚丙烯酰胺溶液浓度的测定，包含以下三个步骤步骤1，先取3mL0.01％的聚二甲基二烯丙基氯化铵代号PD标准溶液放入50mL三角瓶中，再滴加一滴甲苯胺蓝O代号TBO指示剂，然后用0.01％的聚乙烯硫酸钾代号PVSK标准溶液滴定至紫红色终点，所用PVSK标准溶液的体积记为V0；步骤2，取0.1～3mL系列浓度的聚合物溶液分别放入50mL三角瓶中，用氢氧化钠或盐酸调节待测液至pH值为9～10，再加入3mL0.01％的PD标准溶液搅拌10分钟，滴加一滴TBO指示剂，然后用0.01％的PVSK标准液滴定至紫红色终点，所用PVSK标准溶液的体积记为V1，得到胶体滴定值(V0-V1)，用得到的一系列胶体滴定值与对应的浓度C建立(V0-V1)-C标准曲线，并拟合出胶体滴定值与浓度之间的计算公式V0-V1＝nC+n1；步骤3，按照步骤1、2对待测试样进行滴定操作，做三组平行实验取平均值，得到胶体滴定值；将步骤3所得到的胶体滴定值代入步骤2所拟合出的计算公式，计算出待测试样中聚丙烯酰胺的浓度。2.一种如权利要求1所述聚丙烯酰胺溶液浓度的测定方法，其特征在于对于阳离子型聚丙烯酰胺溶液浓度的测定，包含以下两个步骤，步骤1，先取0.13mL系列浓度的聚合物溶液分别放入50mL三角瓶中，用氢氧化钠或盐酸调节待测液的pH值至23，滴加一滴TBO指示剂，然后用0.01%的PVSK标准液滴定至紫红色终点，所用PVSK标准溶液的体积记为Vtl，按照前述步骤1做一空白试验所消耗PVSK标准溶液的体积记为V1,用得到的一系列胶体滴定值(Vtl-V1)与对应的浓度C建立(Vtl-V1)-C标准曲线，并拟合出胶体滴定值与浓度之间的计算公式；步骤2，按照上述步骤1对待测试样进行滴定操作，做三组平行实验取平均值，得到胶体滴定值；最后将步骤2所得到的胶体滴定值代入步骤1所拟合出的计算公式，计算出待测试样中聚丙烯酰胺的浓度。3.根据权利要求1或2所述聚丙烯酰胺溶液浓度的测定方法，其特征是所述系列浓度是5、10、20、30、40、50、60、70、80、90、100、110、120、130、140、或150mg/L的该种聚合物标准溶液；用得到的系列胶体滴定值与对应浓度建立标准曲线，需要该种聚合物标准溶液至少为5份。4.根据权利要求1或2所述聚丙烯酰胺溶液浓度的测定方法，其特征是胶体滴定值与浓度的计算公式Vtl-V1=nC+ni，常数Iun1分别为胶体滴定值浓度标准曲线的斜率与截距。全文摘要本发明涉及一种用于油田采出液中部分水解聚丙烯酰胺浓度的测定方法。该方法所用试剂无毒、对实验条件要求低、操作简便快捷、重现性好。其技术方案是采用胶体滴定法测得一系列胶体滴定值，建立胶体滴定值V与对应浓度C的标准曲线，并拟合出计算公式；对于待测定浓度的部分水解聚丙烯酰胺溶液，首先加入过量的标准正离子试剂PD，再用负离子试剂PVSK的标准溶液滴定过剩的正离子试剂，以TBO为指示剂，测得滴定终点时所需的胶体滴定值；将待测试样做三组平行实验取平均值，代入所拟合出的计算公式，求出聚丙烯酰胺的浓度。本方法测量精度和准确度高，为油田现场提供了方便可行的检测方法，可用于油田采出液中部分水解聚丙烯酰胺浓度的测定。文档编号G01N21/79GK101825579SQ20101017835公开日2010年9月8日申请日期2010年5月13日优先权日2010年5月13日发明者何萍,张健,段明,赵文森申请人:西南石油大学