CN103320158B - 一种多糖类天然高分子改性的原油破乳剂 - Google Patents
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Abstract
本发明属于涉及一种原油破乳剂,公开了一种多糖类天然高分子改性的原油破乳剂。破乳剂通过如下操作步骤制备得到:(1)将聚乙二醇单甲醚进行卤化改性、羧基化改性、氨基化改性、醛基化改性、或异氰酸酯化改性;(2)缩水甘油基二甲基烷基氯化铵的制备;(3)季铵化多糖的制备;(4)改性聚乙二醇单甲醚与季铵化多糖反应,所得产物即为多糖天然高分子改性的原油破乳剂。本发明以多糖类天然高分子化合物为原料,具有来源广泛、天然、无毒、可持续、使用安全性好等诸多优点;制备得到的破乳剂,不仅破乳脱水效果好;同时破乳剂分子上含有大量的羟基等基团,对金属离子具有一定的螯合能力,因此在破乳的同时兼具脱出一定量的金属离子。
Description
技术领域
本发明涉及一种原油破乳剂,特别涉及一种多糖类天然高分子改性的原油破乳剂。
背景技术
水从原油开采到炼制过程中,始终存在于原油中,由于原油和水不互溶,但在原油中的天然乳化剂如沥青质、胶质、粘土等的存在下,加之机械传输过程中撞击下,水和油可以形成相对稳定的乳状液。水的存在给原油的储存、运输和加工带来一定危害:(1)水的大量存在不利于储存运输;(2)在原油炼制过程中,水中大量的无机盐离子,特别是其中的氯离子对设备造成腐蚀,一些金属离子毒害下游生产过程中的催化剂,导致催化剂失活;(3)水的气化潜热比较大,导致原油炼制过程中能耗大量增加,且水汽化后体积迅速膨胀造成冲塔等现象。由此,需要找准一种快速有效的破乳方法。
原油破乳的方法主要有化学法、电法、离心分离法、超声波法、生物法等。其中化学法和电法最常用,但电法对设备及工艺条件要求较高,实施比较复杂,前期投入和后期运行费用都比较高;化学法是一种经济合理的方法。
化学法主要是通过加入破乳剂使油水达到分离的目的。破乳剂通过搅拌振荡分散到整个体系,并到达油水界面。破乳剂具有良好的表面性质,能够破坏乳化水珠的表面保护层,使乳化水珠相互聚结形成体积越来越大的水珠,在重力作用下油水两相分离。
从1914年报道的Barnickel用0.1%的FeS04溶液在35℃~60℃使乳化原油破乳起,先后开发出三代破乳剂。20世纪20年代至30年代为解决水包油型原油乳状液破乳,出现了第一代低分子离子型破乳剂,如脂肪酸盐、环烷酸盐等阴离子型破乳剂及季铵盐类阳离子型破乳剂,其优点是价格低廉,缺点是用量大,效果差,易受电解质的影响等;20世纪40年代至50年代,环氧乙烷生产的工业化促使了环氧乙烷环氧丙烷嵌段共聚物的出现,发展了第二代油包水乳化原油的破乳剂,这代破乳剂主要是低分子非离子型表面活性;自20世纪60年代以后,人们开发出第三代以高相对分子质量聚醚为主的破乳剂,国外对原油破乳剂进行了大量的研究,提出了大量的专利。最早作为破乳剂的非离子表面活性剂是以烷基酚、脂肪醇作为憎水基团,接聚一定数量的环氧乙烷制备的。随着三次采油技术的大规模现场实验,新型原油破乳剂不断涌现。进入80年代后,单纯环氧乙烷环氧丙烷嵌段聚醚破乳剂开始被聚胺类、聚合物型、两性离子型破乳剂所取代,最低用量降到了100mg/L以下。但这些破乳剂的缺点是专一性强,适应性差。因此人们又通过改性或复配研制复合破乳剂以及超高分子量高效破乳剂,从而把破乳剂的应用研究推向了一个新的台阶。
多糖类天然高分子来源广泛、具有极好的生物相容性和环境友好性,且分子量大、活泼氢多、具有分支结构和独特的流变学性能,在油水界面所占据的面积大,具有较好的耐温性、较高的界面活性,且对环境无污染,是破乳剂起始剂的极佳的候选对象。
发明内容
本发明针对现有技术的不足,提供一种多糖类天然高分子改性的原油破乳剂。该破乳剂的制备过程包括如下步骤:
(1)将聚乙二醇单甲醚进行卤化改性、羧基化改性、氨基化改性、醛基化改性、或异氰酸酯化改性;
(2)缩水甘油基二甲基烷基氯化铵的制备:以环氧氯丙烷、N,N-二甲基烷基(C2-C34)胺为原料,在反应釜中加入环氧氯丙烷和溶剂,不断搅拌条件下,滴加N,N-二甲基烷基(C2-C34)胺,加热回流,温度为25℃~40℃,回流时间为10~15h,反应液经分离纯化后,得到缩水甘油基二甲基烷基氯化铵;在酸性条件下,所述缩水甘油基二甲基烷基氯化铵转化为(3-氯-2-羟基丙基)二甲基烷基氯化铵;
(3)季铵化多糖的制备:将多糖和步骤(2)制备得到的缩水甘油基二甲基烷基氯化铵或(3-氯-2-羟基丙基)二甲基烷基氯化铵溶于溶剂中,调节溶液pH至碱性,加热回流,温度为60~90℃,回流时间为15~30h,反应液经分离纯化后,得到季铵化多糖;
(4)改性聚乙二醇单甲醚与季铵化多糖反应:用溶剂加热溶解步骤(3)得到的季铵化多糖,再加入步骤(1)得到的改性聚乙二醇单甲醚,调节溶液pH为碱性,加热回流,温度为70~90℃,回流时间为30~40h,反应液经分离纯化后,得到多糖改性天然高分子原油破乳剂。
上述方案中,所述聚乙二醇单甲醚改性:
所述卤化改性为:将质量份数5~10份聚乙二醇单甲醚和溶剂混合,再加入0.3~0.4份催化剂和1.5~2份卤化剂,加热回流,温度为60~90℃,加热回流反应20~50h,得到卤代聚乙二醇单甲醚;
所述羧基化改性为:将质量份数5~10份聚乙二醇单甲醚加入到溶剂中,然后加入0.3~0.5份催化剂和0.5~1份羧基化试剂,加热回流,温度为25~150℃,加热回流反应5~50h,得到羧基化聚乙二醇单甲醚;
所述氨基化改性为:首先将聚乙二醇单甲醚进行卤化改性,得到卤代聚乙二醇单甲醚;再将质量份数5~10份卤代聚乙二醇单甲醚置于高压反应釜中,加入0.5~2份氨基化试剂,在密闭条件下加热反应,温度为50~150℃,反应时间为5~30h,得到氨基化聚乙二醇单甲醚;
所述醛基化改性为:在氮气保护的条件下,将质量份数5~10份聚乙二醇单甲醚加入到溶剂中,再加入0.4~0.6份醛基化试剂,反应温度为15~35℃,搅拌条件下,反应时间为5~15h,得到醛化聚乙二醇单甲醚;
所述异氰酸酯化改性为:将质量份数5~10份聚乙二醇单甲醚溶于溶剂,在加热回流条件下,温度为20~100℃,将0.15~0.3份二异氰酸酯化试剂用少量溶剂溶解,滴加到聚乙二醇单甲醚溶液中,滴加过程为两个小时,滴加完毕后保持2~6h,得到异氰酸酯化聚乙二醇单甲醚。
上述卤化改性,所述溶剂为四氯化碳、二氯甲烷、氯仿、N,N-二甲基甲酰胺、及N,N-二甲基乙酰胺中的一种或多种;所述催化剂为吡啶或三乙胺;所述卤化剂为氯化亚砜、溴化亚砜、碳酰氯、草酰氯、α-溴化丙酰溴、三溴化磷、或碘甲烷;
上述羧基化改性,所述溶剂为N,N二甲基甲酰胺、氯仿、及无水甲苯中的一种或多种;所述催化剂为吡啶、或三乙胺;所述羧基化试剂为二羟基乙酸酐、溴乙酸乙酯、丁二酸、丁二酸酐、或马来酸酐;
上述氨基化改性,所述氨基化试剂为氨水;
上述醛基化改性,所述溶剂为N,N二甲基甲酰胺、二甲基亚砜、及氯仿中的一种或多种;所述醛基化试剂为醋酸酐;
上述异氰酸酯化改性,所述溶剂为***、丙酮、四氯化碳、及苯中的一种或多种;所述异氰酸酯化试剂二苯基甲烷二异氰酸酯、或甲苯-2,4-二异氰酸酯。
上述方案中,步骤(2)所述溶剂为***、甲基叔丁基醚、乙醇、及环氧氯丙烷中的一种或多种。
上述方案中,步骤(2)所述环氧氯丙烷:N,N-二甲基烷基(C2-C34)胺的质量份数比为1.38:1.5~3。
上述方案中,步骤(3)所述多糖为纤维素及其衍生物、淀粉及其衍生物、甲壳素、壳聚糖、黄原胶、瓜尔胶、凝结多糖、海藻酸钠、及透明质酸多糖中的一种。
上述方案中,步骤(3)所述溶剂为水、异丙醇、氢氧化钠溶液、N,N-二甲基甲酰胺、N,N-二甲基乙酰胺、二甲亚砜、醋酸、甲醇、及N,N二甲基甲(乙)酰胺和氯化锂混合溶液中一种或多种。
上述方案中,步骤(3)所述多糖与缩水甘油基二甲基烷基氯化铵或(3-氯-2-羟基丙基)二甲基烷基氯化铵的质量份数比为1.5~4:2~4。
上述方案中,步骤(4)所述溶剂为水、异丙醇、氢氧化钠溶液、N,N-二甲基甲酰胺、N,N-二甲基乙酰胺、二甲亚砜、醋酸、甲醇、及N,N二甲基甲(乙)酰胺和氯化锂混合溶液中的一种或多种。
上述方案中,步骤(4)所述季铵化多糖:改性聚乙二醇单甲醚的质量份数比为1:5。
本发明的合成路线如下:
1、聚乙二醇单甲醚改性:
2、缩水甘油基二甲基烷基氯化铵制备:
3、多糖季铵化改性,季铵化多糖与改性聚乙二醇单甲醚反应:
现有技术中,传统的聚醚型破乳剂通常以环氧乙烷、环氧丙烷为主要原料,选择具有活泼氢的物质为起始剂,通过聚合醚化得到嵌段聚醚破乳剂;随着油田开采进入后期,大量化合物驱在开采过程中大量使用,此过程加剧了原油乳化程度、增加破乳的难度,嵌段聚醚破乳剂的破乳性能有限。
本发明与现有技术相比,具有如下有益效果:
(1)本发明以多糖类天然高分子化合物为原料,具有来源广泛、天然、无毒、可持续、使用安全性好等诸多优点;
(2)通过聚乙二醇单甲醚和缩水甘油基二甲基烷基氯化铵的改性得到的多糖改性破乳剂具有分子量高、多支链、梳状结构,且侧链二甲基烷基氯化铵本身就属于离子型破乳剂,对负电荷的吸附及油水界面的双电层起到破坏作用,因此本发明的多糖改性天然高分子破乳剂具有很好的破乳脱水效果;
(3)同时本发明的破乳剂分子上含有大量的羟基等基团,对金属离子具有一定的螯合能力,因此在破乳的同时兼具脱出一定量的金属离子。
具体实施方式
为了更好地理解本发明,下面结合实施例进一步阐明本发明的内容,但本发明的内容不仅仅局限于下面的实例。
实施例1
一种多糖类天然高分子改性的原油破乳剂,其合成包括如下步骤:
(1)氯化反应:取聚乙二醇单甲醚5g溶解于40mL四氯化碳中,加入0.39g吡啶和1.78g氯化亚砜,在70℃回流加热反应40h,反应液通过减压蒸馏除去溶剂,用二氯甲烷溶解蒸馏下的固体,加入少量碳酸钾过滤,滤液倒入十倍体积的冰***,过滤沉淀下的固体,冷冻干燥得到氯代聚乙二醇单甲醚;
(2)缩水甘油基二甲基十二烷基氯化铵制备:向装有搅拌器,滴液漏斗和冷凝回流装置的三口烧瓶中加入1.38g环氧氯丙烷及40mL甲基叔丁基醚,不断搅拌并用滴液漏斗滴加2.13g十二烷基二甲基叔胺,控制一定的滴加速度,保持温度25℃,恒温反应10h后,停止反应,将所得产物进行减压蒸馏,以除去溶剂,产物用丙酮洗涤,真空干燥,得到含有缩水甘油基二甲基十二烷基氯化铵的溶液。
(3)季铵化甲基纤维素:称取1.86g甲基纤维素和3.72g步骤(2)得到的缩水甘油基二甲基十二烷基氯化铵溶于60ml N,N-二甲基甲酰胺中,调节溶液pH至碱性,65℃回流反应30h,反应液减压蒸馏除去溶剂,加入少量水溶解残留固体,经过透析,透析液减压蒸馏得到固体,冷冻干燥,得到季铵化甲基纤维素。
(4)改性聚乙二醇单甲醚与季铵化甲基纤维素反应:取步骤(3)得到的季铵化甲基纤维素1g溶解于50mL N,N-二甲基甲酰胺中,并加热到50℃,待季铵化甲基纤维素完全溶解加入步骤(1)所得的氯代聚乙二醇单甲醚5g,用碳酸钾调节溶液pH值为8~9,加入碘化钾0.8g,升温至75℃,反应回流40h后减压蒸馏除去溶剂加入少量水溶解,用透过量为8000-14000的透析袋透析48h,减压蒸馏透析液得到固体,固体冷冻干燥,所得最终产物为破乳剂1。
多糖类破乳剂破乳效果实验:以中国石油化工股份有限公司武汉分公司提供原油作为本发明破乳实验用油进行实验,同时以武汉分公司正在使用的商品牌号为YL-2010的破乳剂为参照例。原油含水的百分比为75%,原油中水含量按照GB/T8929-88(蒸馏法)进行测定。脱水温度为80℃,原油中破乳剂浓度为70ppm。
参照中华人民共和国石油天然气行业标准SY/T5281-2000《原油破乳剂使用性能检测方法(瓶试法)》,对本发明的破乳剂破乳性能进行测试,试验中脱水试瓶的震荡方法采用人工震荡法。
具体步骤如下:将原油乳状液样品倒入100mL具塞量筒中,恒温水浴加热30min;用移液管向具塞量筒中加入一定量的原油破乳剂溶液;采用人工震荡法,振幅大于20cm,震荡次数均为200次,充分混匀后,将具塞量筒重新置于恒温水浴中静置沉降;开始计时,目测记录不同时间(5min,15min,30min,60min,120min)的脱水量,终止沉降时,观测记录污水颜色和油水界面状况,多糖类破乳剂的破乳实验效果见表1。
表1多糖类破乳剂的破乳实验效果
从上表可以看出,本实施例制备的破乳剂对中国石油化工股份有限公司武汉分公司提供原油有较好的破乳脱水效果。
实施例2
一种多糖类天然高分子改性的原油破乳剂,其合成包括如下步骤:
(1)羧基化反应:将5g聚乙二醇单甲醚加入到40mL氯仿中,然后加入0.49g三乙胺和0.5g丁二酸酐,将混合物加热到80℃回流控制反应40h,减压下蒸馏将溶剂蒸出,蒸馏残液用二氯甲烷洗涤,然后加入***沉淀产物,得到羧基化聚乙二醇单甲醚;
(2)缩水甘油基二甲基十四烷基氯化铵制备:向装有搅拌器,滴液漏斗和冷凝回流装置的三口烧瓶中加入1.38g环氧氯丙烷及40mL***,不断搅拌并用滴液漏斗滴加2.41g十四烷基二甲基叔胺,控制一定的滴加速度,保持温度28℃,恒温反应12h后,停止反应。将所得产物进行减压蒸馏,以除去溶剂。产物用丙酮洗涤,真空干燥,得到含有缩水甘油基二甲基十四烷基氯化铵的溶液。
(3)季铵化壳聚糖:称取1.5g壳聚糖和3.33g步骤(2)缩水甘油基二甲基十四烷基氯化铵溶于70mL按1:1配制的水和异丙醇溶液中,调节溶液pH至碱性,70℃回流反应25h,反应液减压蒸馏除去溶剂,加入少量水溶解残留固体。经过透析,透析液减压蒸馏得到固体,冷冻干燥,得到季铵化壳聚糖。
(4)改性聚乙二醇单甲醚与季铵化壳聚糖反应:取步骤(3)得到的季铵化壳聚糖1g溶解于50mL水中,并加热到50℃,待季铵化壳聚糖完全溶解加入步骤(1)所得的羧基化聚乙二醇单甲醚5g,用碳酸钾调节溶液pH值为8~9,升温至80℃,反应回流35h后,减压蒸馏除至残留少量溶液,用透过量为8000-14000的透析袋透析48h。减压蒸馏透析液得到固体,固体冷冻干燥,所得最终产物即为破乳剂2。
对破乳剂2进行破乳效果实验,实验过程同实施例1,实验结果见表1,从表1可以看出,本实施例制备的破乳剂对中国石油化工股份有限公司武汉分公司提供原油破乳脱水效果好,当温度为80℃,加药量为70ppm时,其最大脱水率可达到94%。
实施例3
一种多糖类天然高分子改性的原油破乳剂,其合成包括如下步骤:
(1)氨基化反应:将5g氯代聚乙二醇单甲醚置于的高压反应釜中,并将1g氨水溶于40ml水中,加入到反应釜中,在密闭条件下加热至130℃,反应25h。在减压下蒸馏将反应液蒸干,将残留物溶于水中,用二氯甲烷萃取。静置过夜,有机层无水硫酸镁干燥,过滤,蒸馏除去溶剂,残留物乙酸乙酯重结晶,得到白色固体氨基化聚乙二醇甲醚。
(2)缩水甘油基二甲基十六烷基氯化铵制备:向装有搅拌器,滴液漏斗和冷凝回流装置的三口烧瓶中加入13.8g环氧氯丙烷和40mL乙醇,不断搅拌并用滴液漏斗滴加2.69g十六烷基二甲基叔胺,控制一定的滴加速度,保持温度30℃,恒温反应10h后,停止反应。将所得产物进行减压蒸馏,以除去溶剂。产物用丙酮洗涤,真空干燥,得到含有缩水甘油基二甲基十六烷基氯化铵的溶液。
(3)季铵化黄原胶:称取3.99g黄原胶和3.57g步骤(2)缩水甘油基二甲基十六烷基氯化铵溶于水中,调节溶液pH至碱性,80℃回流反应20h,反应液减压蒸馏除去溶剂,加入少量水溶解残留固体。经过透析,透析液减压蒸馏得到固体,冷冻干燥,得到季铵化黄原胶。
(4)氨基化聚乙二醇单甲醚与季铵化黄原胶反应:取步骤(3)得到的季铵化黄原胶1g溶解于50mL水中,并加热到50℃,待季铵化黄原胶完全溶解加入步骤(1)所得的氨基化聚乙二醇单甲醚5g,用碳酸钾调节溶液pH值为8~9,升温至70℃,反应回流40h后,减压蒸馏除至残留少量溶液,用透过量为8000-14000的透析袋透析48h。减压蒸馏透析液得到固体,固体冷冻干燥,所得最终产物为破乳剂3。
对破乳剂3进行破乳效果实验,实验过程同实施例1,实验结果见表1,从表1可以看出,本实施例制备的破乳剂对中国石油化工股份有限公司武汉分公司提供原油破乳脱水效果好。
实施例4
一种多糖类天然高分子改性的原油破乳剂,其合成包括如下步骤:
(1)醛基化:在氮气保护的条件下,将5g聚乙二醇单甲醚加入到40mL二甲基亚砜与氯仿按1:1比例配制溶剂中,待混合物溶解后,加入0.55g醋酸酐,在一定温度条件下搅拌反应,反应温度为35℃,反应时间为12h。然后将反应物加入到过量的冰***中沉析,沉析产物用少量氯仿溶解后继续用冰***沉析,如此重复三次后,减压抽滤得到醛化聚乙二醇单甲醚。
(2)缩水甘油基二甲基十八烷基氯化铵制备:向装有搅拌器,滴液漏斗和冷凝回流装置的三口烧瓶中加入1.38g环氧氯丙烷及40mL甲基叔丁基醚和乙醇按1:1比例配制溶剂中,不断搅拌并用滴液漏斗滴加2.97g十八烷基二甲基叔胺,控制一定的滴加速度,保持温度35℃,恒温反应13h后,停止反应。将所得产物进行减压蒸馏,以除去溶剂。产物用丙酮洗涤,真空干燥,得到含有缩水甘油基二甲基十八烷基氯化铵的溶液。
(3)季铵化瓜尔胶:称取3.99g瓜尔胶和3.81g步骤(2)缩水甘油基二甲基十八烷基氯化铵溶于水中,调节溶液pH至碱性,90℃回流反应15h,反应液减压蒸馏除去溶剂,加入少量水溶解残留固体。经过透析,透析液减压蒸馏得到固体,冷冻干燥,得到季铵化瓜尔胶。
(4)醛基化聚乙二醇单甲醚与季铵化瓜尔胶反应:取步骤(3)得到的季铵化瓜尔胶1g溶解于50mL水中,并加热到50℃,待季铵化瓜尔胶完全溶解加入步骤(1)所得的醛基化聚乙二醇单甲醚5g。用碳酸钾调节溶液pH值为9~10,升温至90℃,反应回流30h后,减压蒸馏除至残留少量溶液,用透过量为8000-14000的透析袋透析48h。减压蒸馏透析液得到固体,固体冷冻干燥,所得最终产物为破乳剂4。
对破乳剂4进行破乳效果实验,实验过程同实施例1,实验结果见表1,从表1可以看出,本实施例制备的破乳剂对中国石油化工股份有限公司武汉分公司提供原油破乳脱水效果好。
实施例5
一种多糖类天然高分子改性的原油破乳剂,其合成包括如下步骤:
(1)异氰酸酯化:将5g聚乙二醇单甲醚溶于50ml丙酮中,在磁力搅拌器加热到40℃回流条件下。0.174g甲苯二异氰酸酯用少量丙酮溶解,通过滴液漏斗滴加到聚乙二醇单甲醚溶液中,滴加过程控制在两个小时。滴加完毕后保持四小时,即得到二异氰酸酯化聚乙二醇单甲醚。
(2)缩水甘油基二甲基正辛基氯化铵制备:向装有搅拌器,滴液漏斗和冷凝回流装置的三口烧瓶中加入1.38g环氧氯丙烷及40mL甲基叔丁基醚和乙醇按1:1配制的溶剂中,不断搅拌并用滴液漏斗滴加1.57g N,N-二甲基正辛基胺,控制一定的滴加速度,保持温度40℃,恒温反应15h后,停止反应。将所得产物进行减压蒸馏,以除去溶剂。产物用丙酮洗涤,真空干燥,得到含有缩水甘油基二甲基正辛基氯化铵的溶液。
(3)季铵化甲基纤维素:称取1.87g淀粉和2.19g步骤(2)缩水甘油基二甲基正辛基氯化铵溶于70mL的1%氯化锂N,N-二甲基甲酰胺溶液中,调节溶液pH至碱性,85℃回流反应20h,反应液减压蒸馏除去溶剂,加入少量水溶解残留固体。经过透析,透析液减压蒸馏得到固体,冷冻干燥,得到季铵化甲基纤维素。
(4)异氰酸酯化聚乙二醇单甲醚与季铵化甲基纤维素反应:取步骤(3)得到的季铵化甲基纤维素1g溶解于50mL的1%氯化锂N,N-二甲基甲酰胺溶液中,并加热到50℃,待季铵化甲基纤维素完全溶解加入步骤(1)所得的异氰酸酯化聚乙二醇单甲醚5g,三乙胺0.25g,用碳酸钾调节pH值至8~9,升温至85℃,反应回流35h后,减压蒸馏除至残留少量溶液,用透过量为8000-14000的透析袋透析48h。减压蒸馏透析液得到固体,固体冷冻干燥,既得到最终产物破乳剂5。
对破乳剂5进行破乳效果实验,实验过程同实施例1,实验结果见表1,从表1可以看出,本实施例制备的破乳剂对中国石油化工股份有限公司武汉分公司提供原油破乳脱水效果好。
显然,上述实施例仅仅是为清楚地说明所作的实例,而并非对实施方式的限制。对于所属领域的普通技术人员来说,在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。而因此所引申的显而易见的变化或变动仍处于本发明创造的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种多糖类天然高分子改性的原油破乳剂,其特征在于所述破乳剂通过如下操作步骤制备得到:
(1)将聚乙二醇单甲醚进行卤化改性、羧基化改性、氨基化改性、醛基化改性、或异氰酸酯化改性;
(2)缩水甘油基二甲基烷基氯化铵的制备:以环氧氯丙烷、N,N-二甲基烷基胺为原料,在反应釜中加入环氧氯丙烷和溶剂,不断搅拌条件下,滴加N,N-二甲基烷基胺,加热回流,温度为25℃~40℃,回流时间为10~15h,反应液经分离纯化后,得到缩水甘油基二甲基烷基氯化铵;在酸性条件下,所述缩水甘油基二甲基烷基氯化铵转化为(3-氯-2-羟基丙基)二甲基烷基氯化铵;所述烷基为C2-C34烷基;
(3)季铵化多糖的制备:将多糖和步骤(2)制备得到的缩水甘油基二甲基烷基氯化铵或(3-氯-2-羟基丙基)二甲基烷基氯化铵溶于溶剂中,调节溶液pH至碱性,加热回流,温度为65℃~90℃,回流时间为15~30h,反应液经分离纯化后,得到季铵化多糖;
(4)改性聚乙二醇单甲醚与季铵化多糖反应:用溶剂加热溶解步骤(3)得到的季铵化多糖,再加入步骤(1)得到的改性聚乙二醇单甲醚,调节溶液pH为碱性,加热回流,温度为70℃~90℃,回流时间为30~40h,反应液经分离纯化后,得到多糖改性天然高分子原油破乳剂。
2.根据权利要求1所述原油破乳剂,其特征在于步骤(1)所述
卤化改性为:将质量份数5~10份聚乙二醇单甲醚和溶剂混合,再加入0.3~0.4份催化剂和1.5~2份卤化剂,加热回流,温度为60~90℃,加热回流反应20~50h,得到卤代聚乙二醇单甲醚;
羧基化改性为:将质量份数5~10份聚乙二醇单甲醚加入到溶剂中,然后加入0.3~0.5份催化剂和0.5~1份羧基化试剂,加热回流,温度为25~150℃,加热回流反应5~50h,得到羧基化聚乙二醇单甲醚;
氨基化改性为:首先将聚乙二醇单甲醚进行卤化改性,得到卤代聚乙二醇单甲醚;再将质量份数5~10份卤代聚乙二醇单甲醚置于高压反应釜中,加入0.5~2份氨基化试剂,在密闭条件下加热反应,温度为50~150℃,反应时间为5~30h,得到氨基化聚乙二醇单甲醚;
醛基化改性为:在氮气保护的条件下,将质量份数5~10份聚乙二醇单甲醚加入到溶剂中,再加入0.4~0.6份醛基化试剂,反应温度为15~35℃,搅拌条件下,反应时间为5~15h,得到醛化聚乙二醇单甲醚;
异氰酸酯化改性为:将质量份数5~10份聚乙二醇单甲醚溶于溶剂,在加热回流条件下,温度为20~100℃,将0.15~0.3份异氰酸酯化试剂用少量溶剂溶解,滴加到聚乙二醇单甲醚溶液中,滴加过程为两个小时,滴加完毕后保持2~6h,得到异氰酸酯化聚乙二醇单甲醚。
3.根据权利要求2所述原油破乳剂,其特征在于,
在卤化改性中,所述溶剂为四氯化碳、二氯甲烷、氯仿、N,N-二甲基甲酰胺、及N,N-二甲基乙酰胺中的一种或多种;所述催化剂为吡啶或三乙胺;所述卤化剂为氯化亚砜、溴化亚砜、碳酰氯、草酰氯、α-溴化丙酰溴、三溴化磷、或碘甲烷;
在羧基化改性中,所述溶剂为N,N二甲基甲酰胺、氯仿、及无水甲苯中的一种或多种;所述催化剂为吡啶、或三乙胺;所述羧基化试剂为二羟基乙酸酐、溴乙酸乙酯、丁二酸、丁二酸酐、或马来酸酐;
在氨基化改性中,所述氨基化试剂为氨水;
在醛基化改性中,所述溶剂为N,N二甲基甲酰胺、二甲基亚砜、及氯仿中的一种或多种;所述醛基化试剂为醋酸酐;
在异氰酸酯化改性中,所述溶剂为***、丙酮、四氯化碳、及苯中的一种或多种;所述异氰酸酯化试剂二苯基甲烷二异氰酸酯、或甲苯-2,4-二异氰酸酯。
4.根据权利要求1所述原油破乳剂,其特征在于步骤(2)所述溶剂为***、甲基叔丁基醚、乙醇、及环氧氯丙烷中的一种或多种。
5.根据权利要求1所述原油破乳剂,其特征在于步骤(2)所述环氧氯丙烷:N,N-二甲基烷基胺的质量份数比为1.38:1.5~3。
6.根据权利要求1所述原油破乳剂,其特征在于步骤(3)所述多糖为纤维素及其衍生物、淀粉及其衍生物、甲壳素、壳聚糖、黄原胶、瓜尔胶、凝结多糖、海藻酸钠、及透明质酸多糖中的一种。
7.根据权利要求1所述原油破乳剂,其特征在于步骤(3)所述溶剂为水、异丙醇、氢氧化钠溶液、N,N-二甲基甲酰胺、N,N-二甲基乙酰胺、二甲亚砜、醋酸、甲醇、及N,N-二甲基甲酰胺和氯化锂混合溶液中一种或多种。
8.根据权利要求1所述原油破乳剂,其特征在于步骤(3)所述多糖与缩水甘油基二甲基烷基氯化铵或(3-氯-2-羟基丙基)二甲基烷基氯化铵的质量份数比为1.5~4:2~4。
9.根据权利要求1所述原油破乳剂,其特征在于步骤(4)所述溶剂为水、异丙醇、氢氧化钠溶液、N,N-二甲基甲酰胺、N,N-二甲基乙酰胺、二甲基亚砜、醋酸、甲醇、及N,N-二甲基甲酰胺和氯化锂混合溶液中的一种或多种。
10.根据权利要求1所述原油破乳剂,其特征在于步骤(4)所述季铵化多糖:改性聚乙二醇单甲醚的质量份数比为1:5。
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