專利名稱：一種2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸及其精制方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸粗產(chǎn)品的精制方法以及由該精制方法精制得到的2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸。
背景技術(shù)：
2_ 丙烯酸胺基 _2_ 甲基丙橫酸(2-Acrylamide-2-methylpropanesulfonic acid,AMPS)是多功能水溶性陰離子單體，由于分子結(jié)構(gòu)具有碳碳雙鍵和對鹽不敏感的磺酸基，因此易于聚合，而且其均聚和共聚物有許多特殊的性質(zhì)，具有廣闊的應用前景，可廣泛應用于油田化學、水處理齊 、化纖、塑料、印染、涂料、表面活性齊 、抗靜電齊 、陶瓷、照相、洗滌助劑、離子交換樹脂、氣體分離膜、電子工業(yè)等領(lǐng)域?，F(xiàn)有技術(shù)中，主要是通過將合成得到的粗產(chǎn)品在醋酸溶液中進行結(jié)晶，得到2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸產(chǎn)品。例如，將丙烯腈和異丁烯在硫酸的存在下進行反應，得到的2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸粗產(chǎn)品，將該粗產(chǎn)品在醋酸溶液中進行結(jié)晶，得到2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸產(chǎn)品。雖然，上述純化方法雖然可以提高2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸產(chǎn)品的純度，但是，經(jīng)過上述方法得到的2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸聚合后形成的多元聚合物的分子量較低，通常粘均分子量為100萬-800萬之間，難以滿足三次采油用耐溫和耐鹽聚合物的要求。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是為了克服現(xiàn)有技術(shù)中純化后的2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸聚合后形成的多元聚合物的分子量較低的缺陷，提供一種新的2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸粗產(chǎn)品的精制方法及由該方法精制得到的2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸。本發(fā)明的發(fā)明人經(jīng)過研究發(fā)現(xiàn)，將2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸粗產(chǎn)品與碳原子數(shù)為1-4的醇進行接觸后固液分離，進一步將固液分離得到的2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸解于醋酸水溶液中，再將溶解了所述固體的醋酸水溶液進行結(jié)晶，得到2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸，該精制后的2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸聚合形成的多元聚合物的分子量能夠大幅度提高，從而滿足油田三次采油用耐高溫耐鹽聚合物的要求。本發(fā)明提供一種2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸粗產(chǎn)品的精制方法，其中，該方法包括，在0-45°C的溫度下，將2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸粗產(chǎn)品與碳原子數(shù)為1-4的醇進行接觸后經(jīng)固液分離得到固體，將得到的固體溶解于醋酸水溶液中，再將溶解了所述固體的醋酸水溶液進行結(jié)晶。本發(fā)明還提供一種2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸，其中，所述2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸由上述的方法精制而得到。根據(jù)本發(fā)明的精制方法所制備的2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸，大大提高了精制后的2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸聚合形成的多元聚合物的分子量，使多元聚合物的粘均分子量高達2000萬以上，可滿足三次采油用聚合物耐高溫耐鹽的要求。
具體實施例方式本發(fā)明提供一種2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸粗產(chǎn)品的精制方法，其中，該方法包括，在0-45°C的溫度下，將2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸粗產(chǎn)品與碳原子數(shù)為1-4的醇進行接觸后經(jīng)固液分離得到固體，將得到的固體溶解于醋酸水溶液中，再將溶解了所述固體的醋酸水溶液進行結(jié)晶。根據(jù)本發(fā)明的精制方法，優(yōu)選地，所述2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸粗產(chǎn)品的純度為90-98重量％ ;更優(yōu)選地，所述2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸粗產(chǎn)品的純度為95-98重量％。該2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸粗產(chǎn)品可以通過商購得到，例如購于山東泉鑫公司；也可以通過合成得到，例如，將丙烯腈和異丁烯在硫酸的存在下進行反應，得到的2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸粗產(chǎn)品。根據(jù)本發(fā)明的精制方法，所述碳原子數(shù)為1-4的醇的用量可以根據(jù)所述2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸粗產(chǎn)品的量來選擇。優(yōu)選地，以每克所述2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺 酸粗產(chǎn)品計，碳原子數(shù)為1-4的醇的用量為O. 5-4毫升；更優(yōu)選地，以每克所述2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸粗產(chǎn)品計，碳原子數(shù)為1-4的醇的用量為1-3毫升。根據(jù)本發(fā)明的精制方法，所述2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸粗產(chǎn)品與碳原子數(shù)為1-4的醇進行接觸的溫度可以為0-45°C，雖然提高溫度有利于2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸粗產(chǎn)品中雜質(zhì)的溶解，但是溫度過高也有可能導致2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸在上述醇中的溶解量增加。因此，從2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸的收率上考慮，優(yōu)選所述2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸粗產(chǎn)品與碳原子數(shù)為1-4的醇進行接觸的溫度為10-40°C。根據(jù)本發(fā)明的精制方法，一般情況下，所述2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸粗產(chǎn)品與碳原子數(shù)為1-4的醇進行接觸的時間只要大于O. 3小時即可，優(yōu)選地，所述接觸的時間為
1-4小時。根據(jù)本發(fā)明的精制方法，所述醇可以碳原子數(shù)為1-4的一元醇和/或多元醇，優(yōu)選地，所述碳原子數(shù)為1-4的醇為甲醇、乙醇、異丙醇和乙二醇中的一種或多種；更優(yōu)選地，所述碳原子數(shù)為1-4的醇為甲醇和/或乙醇；進一步優(yōu)選為乙醇。根據(jù)本發(fā)明的精制方法，該方法包括將2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸粗產(chǎn)品與碳原子數(shù)為1-4的醇進行接觸后經(jīng)固液分離得到固體，所述固液分離的的方法可以為本領(lǐng)域所公知的各種方法。例如過濾、離心等。所述固體為初步精制過的2-丙烯酰胺基-2-甲基
丙磺酸。根據(jù)本發(fā)明的精制方法，該方法包括將上述得到的固體溶解于醋酸水溶液中，所述醋酸水溶液中醋酸的濃度可以在寬的范圍內(nèi)選擇。優(yōu)選地，所述醋酸水溶液中醋酸的濃度可以為75-98重量％ ;更優(yōu)選地，所述醋酸水溶液中醋酸的濃度可以為85-95重量％。上述醋酸水溶液的用量可以根據(jù)所述分離得到的固體的量來選擇。優(yōu)選地，以每克分離得到的固體計，所述醋酸水溶液的用量為2-5毫升；更優(yōu)選地，以每克分離得到的固體計，所述醋酸水溶液的用量為2-4暈升。根據(jù)本發(fā)明的精制方法，該方法包括將溶解了所述固體的醋酸水溶液進行結(jié)晶。所述結(jié)晶的方法可以為本領(lǐng)域所公知的各種方法。例如，可以將溶解了所述固體的醋酸水溶液在常溫下溶解后直接在更低的溫度下結(jié)晶；也可以根據(jù)需要，將溶解了所述固體的醋酸水溶液經(jīng)濃縮和/或降溫結(jié)晶，所述濃縮和/或降溫結(jié)晶可以采用本領(lǐng)域技術(shù)人員所公知的方法進行。例如，一般濃縮至出現(xiàn)晶體后進行降溫結(jié)晶。濃縮的溫度可以為55-100°C，降溫結(jié)晶的終點溫度可以為5-30°C，降溫結(jié)晶所需時間可以為6-10小時。然后，在結(jié)晶后經(jīng)固液分離、干燥，得到本發(fā)明的2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸。上述固液分離、干燥的方法為本領(lǐng)域所公知。 本發(fā)明還提供一種2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸，其中，所述2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸由上述的方法精制而得到。以下通過具體實施例對本發(fā)明進行進一步的說明，但本發(fā)明并不僅限于下述實施例。以下實施例中的2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸粗產(chǎn)品購于山東泉鑫公司，純度為95-98 重量％。2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸純度的測定方法使用高效液相色譜進行測定。液相色譜的分析條件為=Zorbax SAX色譜柱，流動相為O. lmol/L KH2PO4溶液，流速為LOmL/min，紫外檢測器。聚合物分子量的測定方法聚合物分子量為粘均分子量，使用烏式粘度計采用一點法進行測定。2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸的收率為精制后的2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸的重量與2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸粗產(chǎn)品的重量的比值。2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸與丙烯酰胺的聚合將丙烯酰胺3. 5g和2_丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸6. 5g加入到聚合反應瓶中，加入去離子水溶解后，再加入氫氧化鈉調(diào)節(jié)PH為7. 0，然后依次加入濃度為I重量％的EDTA-2Na水溶液I. Og和濃度為I重量％的尿素水溶液O. 5g。將聚合反應瓶放入10°C的恒溫水浴中，通氮氣驅(qū)氧30分鐘后，再加入濃度為O. I重量％的過硫酸鉀水溶液I. Og和濃度為O. I重量％的亞硫酸氫鉀水溶液I. Og,于5°C引發(fā)聚合，繼續(xù)通氮氣五分鐘后停止，聚合反應2小時后，升溫至50°C繼續(xù)反應3小時，得到膠塊。取出膠塊，切割、造粒、粉碎、過篩得白色聚合物。實施例I在10升玻璃反應釜中加入5升無水乙醇，攪拌下加入2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸粗產(chǎn)品(產(chǎn)品純度95重量％) 2千克，控制溫度為40°C，攪拌2小時后進行過濾分離出固體，將得到的固體真空干燥后，得到1980克干燥后的固體。將該固體溶于7升的醋酸濃度為88重量％的醋酸水溶液中后,在5°C下進行結(jié)晶4小時,將結(jié)晶后的溶液過濾、在80°C下真空干燥10小時后，得到I. 52千克2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸產(chǎn)品，收率為76%，產(chǎn)品純度為99. 7重量％。采用上述方法將精制后的2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸與丙烯酰胺聚合，測定得到的聚合物的粘均分子量見表I。實施例2在10升玻璃反應釜中加入6升無水乙醇，攪拌下加入2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸粗產(chǎn)品(產(chǎn)品純度96重量％ ) 2千克，控制溫度為20°C，攪拌2小時后進行過濾分離出固體，將得到的固體真空干燥后，得到1980克干燥后的固體。將該固體溶于7升醋酸濃度為88重量％的的醋酸水溶液中后,在5°C下進行結(jié)晶4小時,將結(jié)晶后的溶液過濾、在90°C下真空干燥10小時后，得到I. 54千克2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸產(chǎn)品，收率為77%，產(chǎn)品純度為99. 65重量％。采用上述方法將精制后的2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸與丙烯酰胺聚合，測定得到的聚合物的粘均分子量見表I。實施例3
在10升玻璃反應釜中加入5升無水乙醇，攪拌下加入市售2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸粗產(chǎn)品(產(chǎn)品純度95重量％ ) 2千克，控制溫度為40°C，攪拌I小時后進行過濾分離出固體，將得到的固體真空干燥后，得到1970g干燥后的固體。將該固體溶于7. 5升醋酸濃度為92重量％的的醋酸水溶液中后，在5°C下進行重結(jié)晶6小時，將結(jié)晶后的溶液過濾、在80°C下真空干燥8小時后，得到I. 62千克2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸產(chǎn)品，收率為81%，產(chǎn)品純度為99. 5重量％。采用上述方法將精制后的2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸與丙烯酰胺聚合，測定得到的聚合物的粘均分子量見表I。實施例4在10升玻璃反應釜中加入2升無水乙醇，攪拌下加入市售2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸粗產(chǎn)品(產(chǎn)品純度98重量％ ) 2千克，控制反應溫度為10°C，攪拌4小時后進行過濾分離出固體，將得到的固體真空干燥后，得到1990克干燥后的固體。將該固體溶于7升醋酸濃度為94重量％的的醋酸水溶液中后，在5°C下進行重結(jié)晶6小時，將結(jié)晶后的溶液過濾、在80°C下真空干燥6小時后，得到I. 54千克2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸產(chǎn)品，收率為77%，產(chǎn)品純度為99. 6重量％。采用上述方法將精制后的2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸與丙烯酰胺聚合，測定得到的聚合物的粘均分子量見表I。實施例5在10升玻璃反應釜中加入6升無水乙醇，攪拌下加入市售2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸粗產(chǎn)品(產(chǎn)品純度95重量％ ) 2千克，控制反應溫度為30°C，攪拌3小時后進行過濾分離出固體，將得到的固體真空干燥后，得到1980g干燥后的固體。將該固體溶于4. 5升醋酸濃度為86重量％的的醋酸水溶液中后，在5°C下進行重結(jié)晶6小時，將結(jié)晶后的溶液過濾、在90°C下真空干燥12小時后，得到I. 58千克2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸產(chǎn)品，收率為79%，產(chǎn)品純度為99. 5重量％。采用上述方法將精制后的2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸與丙烯酰胺聚合，測定得到的聚合物的粘均分子量見表I。實施例6在10升玻璃反應釜中加入6升無水乙醇，攪拌下加入市售2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸粗產(chǎn)品(產(chǎn)品純度97重量％ ) 2千克，控制反應溫度為30°C，攪拌I小時后進行過濾分離出固體，將得到的固體真空干燥后，得到1950g干燥后的固體。將該固體溶于7升醋酸濃度為90重量％的的醋酸水溶液中后，在8°C下進行重結(jié)晶4小時，將結(jié)晶后的溶液過濾、在70°C下真空干燥8小時后，得到I. 60千克2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸產(chǎn)品，收率為80%，產(chǎn)品純度為99. 6重量％。采用上述方法將精制后的2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸與丙烯酰胺聚合，測定得到的聚合物的粘均分子量見表I。對比例I按照實施例I的方法精制2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸，不同的是，不使用乙醇，直接將2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸粗產(chǎn)品在醋酸水溶液中溶解后，冷卻析出結(jié)晶，得到
I.6千克2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸產(chǎn)品，收率為80%，產(chǎn)品純度為99. 3重量％。采用上述方法將精制后的2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸與丙烯酰胺聚合，測定得到的聚合物的粘均分子量見表I。表I
權(quán)利要求
1.一種2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸粗產(chǎn)品的精制方法，其特征在于，該方法包括，在0_45°C的溫度下，將2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸粗產(chǎn)品與碳原子數(shù)為1-4的醇進行接觸后經(jīng)固液分離得到固體，將得到的固體溶解于醋酸水溶液中，再將溶解了所述固體的醋酸水溶液進行結(jié)晶。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的精制方法，其中，所述2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸粗產(chǎn)品的純度為90-98重量％，優(yōu)選為95-98重量％。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的精制方法，其中，以每克2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸粗產(chǎn)品計，碳原子數(shù)為1-4的醇的用量為O. 5-4毫升。
4.根據(jù)權(quán)利要求I所述的精制方法，其中，將2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸粗產(chǎn)品與碳原子數(shù)為1-4的醇進行接觸的溫度為10-40°C，接觸的時間大于O. 3小時，優(yōu)選為1-4小時。
5.根據(jù)權(quán)利要求1、3和4中任意一項所述的精制方法，其中，所述碳原子數(shù)為1-4的醇為甲醇、乙醇、異丙醇和乙二醇中的一種或多種。
6.根據(jù)權(quán)利要求I所述的精制方法，其中，所述醋酸水溶液中醋酸的濃度為85-95重量％。
7.根據(jù)權(quán)利要求I或6所述的精制方法，其中，以每克所述分離得到的固體計，所述醋酸水溶液的用量為2-5暈升。
8.—種2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸，其特征在于，所述2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸由權(quán)利要求1-7中任意一項所述的方法精制而得到。
全文摘要
本發(fā)明提供一種2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸粗產(chǎn)品的精制方法以及由該方法制備的2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸，其中，該方法包括，在0-45℃的溫度下，將2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸粗產(chǎn)品與碳原子數(shù)為1-4的醇進行接觸后經(jīng)固液分離得到固體，將得到的固體溶解于醋酸水溶液中，再將溶解了所述固體的醋酸水溶液進行結(jié)晶。根據(jù)本發(fā)明的精制方法所制備的2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸，能夠大大提高了精制后的2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸聚合形成的多元聚合物的分子量。
文檔編號C07C309/15GK102952049SQ201110252798
公開日2013年3月6日 申請日期2011年8月30日 優(yōu)先權(quán)日2011年8月30日
發(fā)明者齊蘭芝, 黃鳳興, 穆曉蕾, 賈春革, 李斗星, 趙冬 申請人:中國石油化工股份有限公司, 中國石油化工股份有限公司北京化工研究院