大　庆　石　油　学　院　学　报　ＪＯＵＲＮＡＬ　ＯＦ　ＤＡＱＩＮＧ　ＰＥＴＲＯＬＥＵＭ　ＩＮＳＴＩＴＵＴＥ　第３１巷　第２期　２００７年４月　Ｖｏ１．３１　Ｎｏ．２　Ａｐｒ．　２００７　

聚丙烯酰胺质量浓度的测定——浊度法　关淑霞　，范洪富　，吴　松　，宋春红。　（１．大庆石油学院化学化工学院，黑龙江大庆１６３３１ｇ；２．大庆石油学院石油工程学院，黑龙江大庆１６３３１８；　３．大庆油田有限责任公司第四采油厂，黑龙江大庆　１６３３００）　

摘要：采用浊度法对聚丙烯酰胺（ＨＰＡＭ）质量浓度进行检测，并分别测试反应时间、波长、矿化度及三价金属离子　等对吸光度豹影响，确定了最佳测试条件，提出了干扰测试因素的消除方法．实验结果表明，该方法检测的ＨＰＡＭ质量　浓度范围宽、精确度高、重现性好．　关键词：聚丙烯酰胺；质量浓度；浊度法；吸光度　中图分类号：０６３１．５　文献标识码：Ａ　文章编号：１０００—１８９１（２００７）０２—０１０６一Ｏ３　

随着聚合物驱油技术在油田上的完善和工业化推广，聚丙烯酰胺（ＨＰＡＭ）质量浓度的分析技术也日　臻成熟，ＨＰＡＭ在油田的三次开采中被大量使用．在聚合物驱油技术中，ＨＰＡＭ是化学增稠剂，少量的　ＨＰＡＭ溶于水中就能显著提高其黏度，有利于提高其波及效率，从而提高石油采出量口　］。因此，在油田　驱油过程中，经常要测定采出液中ＨＰＡＭ的质量浓度，以判断驱油过程中聚合物溶液的流动、降解情况　及估算驱油效率，对环境保护也有重要的意义．部分水解ＨＰＡＭ质量浓度的测定方法有多种，如紫外分　光光度法＿３］、黏度法＿４］、沉淀法＿５　等，但这些方法存在很多缺点，已逐渐被淘汰．文中实验采用的浊度法可　克服上述方法的缺点，是一种较好的检测聚合物质量浓度的方法．　

１　实验　１．１原理　冰醋酸与次氯酸钠反应生成ＣＩ　，Ｃｌ　再与ＨＰＡＭ反应生成不溶性的氯酸胺使溶液浑浊．在一定条　件下，其浊度值与ＨＰＡＭ的质量浓度呈线性关系，它可由分光光度计或浊度计来测定．从预先绘制的标　准工作曲线上查出，或由回归直线方程计算出所测的ＨＰＡＭ的质量浓度．反应式为　ＮａＣ１Ｏ＋ＣＨ。ＣＯＯＨ——＋Ｃ１２＋ＣＨ。Ｃ０ＯＮａ　Ｏ　Ｏ　【　【　Ｒ—Ｃ—ＮＨ２＋Ｃ１２——一Ｒ—Ｃ—ＮＨＣ１＋ＨＣ１．　

１．２仪器与试剂　仪器：７２２型可见分光光度计，上海光谱仪器有限公司生产；６５１１型电动搅拌机，上海标本模型厂生　产；ＡＬｌ０４型电子天平，上海梅特勒托利多仪器有限公司生产；ＴＧ３２８Ｂ型电光分析天平，上海天平仪器　厂生产；ＤＦ一２型集热式磁力加热搅拌器，上海浦东物理光学仪器厂生产．　试剂：ＨＰＡＭ（颗粒，相对分子质量为１　２００×１０　）；５　ｍｏｌ／Ｌ醋酸溶液；水合氯化铝；１．３１　的ＮａＣ１Ｏ　溶液；ＫＮＯ。，ＮａＣ１，ＣａＣ１２，ＭｇＣ１２，ＭｇＳＯ　等试剂均为ＡＲ级．　１．３方法　用移液管移取适量ＨＰＡＭ溶液于２５０　ｍＬ的碘量瓶中，然后按实验要求的药剂配比，加入５　ｍｏｌ／Ｌ　

收稿日期：２００６一Ｏ７—２１；审稿人：丁伟；编辑：陆雅玲　作者简介：关淑霞（１９７１一），女，讲师，主要从事油品分析与检测方面的研究　１０６－　

维普资讯 http://www.cqvip.com 第２期　关淑霞等：聚丙烯酰胺质量浓度的测定——浊度法　醋酸溶液，轻轻摇匀，静止１～２　ｍｉｎ后再按配比加入１＿３１　的ＮａＣｌＯ溶液并摇匀．约２０　ｍｉｎ后沉淀反应　完成，溶液产生混浊．用７２２型可见分光光度计，在波长４７０　ｎｍ处，１　ｃｍ比色皿中按质量浓度由小到大　的顺序测其吸光度，空白溶液作参比．　

２　结果与讨论　２．１　反应时间对吸光度Ａ的影响　浊度法检测ＨＰＡＭ质量浓度是基于反应体系产生使溶　液浑浊沉淀的机理．为确定反应时间（指从加入ＮａＣｌＯ开始　直至测定吸光度数值之间的时间差）与吸光度的关系，对质量　浓度为５００，３００，１００’ｍｇ／Ｌ的ＨＰＡＭ溶液，分别按体积配比　（　（ＨＰＡＭ）：Ｖ（ＣＨ３ＣＯＯＨ）：　（ＮａＣ１Ｏ））为２：５：５，１：　２：２，１：１：１进行测试，结果见图１．由图１可知，随着反应　时间的延长，生成氯酸胺沉淀的量逐渐增加，所以吸光度不断　增大．当反应时间达２０　ｍｉｎ时，吸光度随反应时间的延长变　化很小，说明此时反应已经基本完成．当反应完成后，其吸光　度值保持恒定．因此，当ＨＰＡＭ溶液样品加入１．３１　ＮａＣ１Ｏ　

０．３０　０．２８　０．２６　０．２４　０．２２　０．２０　０．１８　０．１６　０．１４　０．１２　Ｏ．１Ｏ　０．０８　５　１０　１５　２０　２５　３０　３５　４０　４５　５０　５５　６０　ｔ／ｎｆｌｎ　

图１　反应时间与吸光度的关系曲线　

（漂白液），２０　ｍｉｎ后测试吸光度，可得到满意的结果，同时可以降低总反应时间，提高检测效率．　２．２波长对吸光度的影响　保持其它条件不变，在不同的波长下进行测试，结果见图２．由图２可知，随着波长的增大吸光度值也　随之增大，当波长为４７０　ｎｍ时反应体系吸光度最大，随波长继续增大吸光度值呈下降趋势．因此采用分　光光度计进行测试时，最佳波长为４７０　ｎｍ．　２．３测试温度对吸光度的影响　当其它条件不变，在不同温度下对ｐ（ＨＰＡＭ）为１００　ｍｇ／Ｌ的溶液按体积配比为ｌ：ｌ：ｌ进行测试，　结果见图３．由图３可知，随温度的升高，吸光度呈下降的趋势，当温度上升到约１８℃时，吸光度趋于稳　定；随温度继续升高至２５℃左右，吸光度又开始下降．因此在１８＂－－２５℃之间进行测试，吸光度值基本不　受温度的影响．　

图２　波长与吸光度的关系曲线　２．４矿化度对吸光度的影响　

０．１３　０．１２　Ｏ．１１　≮Ｏ．１０　０．０９　０．０８　０．０７　１６　１８　２０　２２　２４　２６　２７　

Ｔｆ　ｃ　

图３　温度与吸光度的关系曲线　

油田注入、采出液中都具有一定的矿化度，主要含有一、二价金属离子和三价金属离子，这些离子对吸　光度都有一定的影响．按体积配比为１：１：１，』Ｄ（ＨＰＡＭ）分别为４０，８０　ｍｇ／Ｌ进行测试，水中一、二价金　属离子如Ｋ　，Ｎａ　，Ｍｇ　，Ｃａ　等阳离子和部分酸根离子对测试结果基本无影响，只有三价离子对吸光　度有影响．图４为ｐ（ＨＰＡＭ）为８０　ｍｇ／Ｌ时，ｐ（Ａ１抖）与Ａ的关系曲线．由图４可知，随着ｐ（Ａ１抖）的增　加，吸光度逐渐降低，当ｐ（Ａ１¨）大于８０　ｍｇ／Ｌ时，吸光度才趋于稳定．因此测试含有Ａｌ抖等三价金属离　１０７·　

维普资讯 http://www.cqvip.com 大庆石油学院学报　第３１卷２００７年　子的试样时，必须在标准溶液中加入与被测试样质量浓度相同的三价离子，以避免干扰．在标准溶液和被　测试样中加入一定量的三价金属离子，使ｐ（Ａ１。　）大于８０　ｍｇ／Ｌ，同样可以消除干扰．　

３　标准曲线绘制及检测限确定　根据上述实验确定的反应条件对不同１０（ＨＰＡＭ）试样，按不同的药剂体积配比进行测试，结果见图５．　由图５可知，１０（ＨＰＡＭ）与药剂（ＣＨ。ＣＯＯＨ和ＮａＣｌＯ）的体积配比对测试结果有较大影响．测试时采用　的体积配比不同，标准曲线中的直线部分对应的１０（ＨＰＡＭ）范围也不同．当ＨＰＡＭ、ＣＨ。ＣＯＯＨ和Ｎａ—　Ｃ１０溶液的体积配比为１：１：１时，呈直线关系的１０（ＨＰＡＭ）范围为８～１００　ｍｇ／Ｌ；体积配比为１：２：２　时，呈直线关系的１０（ＨＰＡＭ）范围为２０￣４００　ｍｇ／Ｌ；体积配比为２：５：５时，呈直线关系的范围为３Ｏ～　５００　ｍｇ／Ｌ；体积配比为１：３：３时，呈直线关系的范围为４０￣６００　ｍｇ／Ｌ；体积配比为３：１Ｏ：１Ｏ时，呈直　线关系的范围为４０￣７００　ｍｇ／Ｌ．另外，随着体积配比的增加，相同１０（ＨＰＡＭ）的测试吸光度减少，但呈直　线关系的范围增加．　Ｏ．６　Ｏ．５　Ｏ．４　Ｏ．３　Ｏ．２　Ｏ．１　

Ｏ　

图４　Ａｌ。　质量浓度与吸光度的关系曲线　图５　标准曲线——ＨＰＡＭ的质量浓度与吸光度的关系　标准曲线是为测试未知试样的１０（ＨＰＡＭ）而绘制的，对ＨＰＡＭ、ＣＨ。ＣＯＯＨ和ＮａＣ１０溶液的体积配　比进行适当的调整，即可在较宽质量浓度范围内对未知ＨＰＡＭ含量的试样进行检测，结果见表１．由表１　中的回归吸光度与１０（ＨＰＡＭ）的数学表达式，可计算出１０（ＨＰＡＭ）．然后结合配制试样质量浓度，计算相　对平均误差．由表１可知，浊度法测试精度较高．因此，在检测油田注入、采出液中１０（ＨＰＡＭ）时，宜选择　浊度法．　表１标准曲线的数据处理结果　

４　结论　（１）浊度法操作简单、易掌握、测试范围宽、精度高、重现性好，适用于油田注入、采出液中聚合物质量　浓度的分析及检测，其最佳检测时间为２０　ｍｉｎ．　（２）浊度法中一、二价金属离子和部分酸根离子的矿化度对吸光度基本无影响，三价金属离子的矿化　度影响最大．　（３）采用浊度法测定ＨＰＡＭ质量浓度时，加入ＮａＣｌＯ溶液时要轻轻摇匀，否则生成的沉淀小颗粒很　快会聚集成大颗粒而影响测定结果．　

维普资讯 http://www.cqvip.com 第２期　关淑霞等：聚丙烯酰胺质量浓度的测定——浊度法　参考文献：　［１］王志武，刘恒，高树棠．三次采油技术矿场应用［Ｍ］．上海：上海交通大学出版社，１９９５：４３－－５８．　［２］高树棠，苏树林，杨景纯，等．聚合物驱提高石油采收率［Ｍ］．北京：石油工业出版社，１９９６：１８—３５．　［３］黄彦，毕颖丽，甄开吉．聚丙烯酰胺在油砂中滞留量的测定［Ｊ］．吉林大学学报：自然科学学报，１９９７，７（３）：７６－－７８．　［４］ＭＵＮＡＮ　Ｎ．Ｒｈｅｏｌｏｇｙ　ａｎｄ　ａｄｓｏｒｐｔｉｏｎ　ｏｆ　ａｑｕｅｏｕｓ　ｐｏｌｙｍａｒ　ｓｏｌｕｔｉｏｎｓ［Ｊ］．Ｊ．Ｃａｎ．ＰｅｌＴｅｃｈｎ，１９６９，１５（８）：４５－－５０．　ｒ５］ＨＵＮＴ　Ｊ　Ａ，ＬＥＵＮＧ　Ｗ　Ｍ，ＡＬＬＩＳＯＮ　Ｊ　ｎ　Ｓｉｚｅ－ｅｘｃｌｕｓｉｏｎ　ｃｈｒｏｍａｔｏｇｒａｐｈｙ　ｉｎ　ｔｈｅ　ｍｅａｓｕｒｅｍｅｎｔ　ｏｆ　ｃｏｎｃｅｎｔｒａｔｉｏｎ　ａｎｄ　ｍｏｌｅｃｕｌａｒ　ｗｅｉｇｈｔ　ｏｆ　ｓｏｍｅ　ＥＯＲ　ｐｏｌｙｍｅｒｓ［Ｊ］．Ｓｏｃ．Ｐｅｔ．Ｅｎｇ．Ｒｅｓ．Ｅｎｇ，１９８８，３（３）：８３５—８４１．　

（上接第１０５页）　ｃ　ｆ　＋　』瓦ｄＳ）　

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３　结束语　理论和应用结果都表明，将非线性非保守系统的广义拟变分原理和计算方法退化到保守系统，可得　到非线性保守系统的广义变分原理和相应的计算方法．将其退化到线性非保守系统，可得线性非保守系　统的广义变分原理和相应的计算方法．