一种含四氢吡喃环的可逆转换除油剂及其制备方法与应用技术

本发明专利技术提供一种含四氢吡喃环的可逆转换除油剂及其制备方法与应用，该可逆转换除油剂具有如说明书定义的式(I)所示的结构式。本发明专利技术式(I)所示的除油剂在常态下表现为疏水性，加入酸后转换为亲水性，再加入碱后又可转换回疏水性。利用其亲水亲油的可转换性来实现对油基钻井废弃物的除油处理，具体而言，将油基钻井废弃物与疏水性的除油转换剂混合，可将油萃取到除油剂中，再将除油剂转换为亲水性，可分离萃取得到的油分，再将除油剂转换回疏水性即可继续用于下一次的除油处理。

A reversible oil remover containing tetrahydropyran ring and its preparation method and Application

The present invention provides a reversible oil remover containing tetrahydropyran ring and its preparation method and application. The reversible oil remover has a structure as shown in formula (I) defined in the specification. The degreaser shown in the formula (I) of the present invention is hydrophobic under normal conditions, converts to hydrophilic after adding acid, and then to hydrophobic after adding alkali. Oil removal from oil-based drilling wastes can be achieved by using its hydrophilic oil-affinity convertibility. Specifically, oil can be extracted into oil removal agent by mixing oil-based drilling wastes with hydrophobic oil removal converter, then oil can be converted into hydrophilic oil, and oil extracted can be separated, and then oil removal agent can be converted back to hydrophobic oil removal agent, which can continue to be used in the next oil removal treatment.

【技术实现步骤摘要】
一种含四氢吡喃环的可逆转换除油剂及其制备方法与应用
本专利技术涉及一种除油剂及其制备方法与应用，尤其涉及一种含四氢吡喃环的可逆转换除油剂及其制备方法与应用，属于油基钻井废弃物处理领域。
技术介绍
随着页岩气等非常规油气资源的开发，油基钻井液的使用规模逐渐增加。油基钻井液以柴油或工业白油作为连续相，添加乳化剂、润湿剂、降滤失剂等药剂，具有良好的流变性能、滤失控制性能和润滑性。钻井过程中，固控循环系统会产生大量油基钻屑，在油基钻屑中，矿物油含量可达20％。钻井作业结束，或多次循环后的废油基钻井液中，油含量高达40％以上。油基钻屑、废油基钻井液内，除了高含量的矿物油外，乳化剂等药剂的作用导致它们性质稳定，处理困难，已被列入国家危险废物名录中。同时，如此高的含油率，具有极大的资源回收价值。直接委托外部单位处理，浪费资源。目前，国内外油基钻井废弃物(包括油基钻屑、废油基钻井液)的处理方法主要有填埋、固化、固液分离法、萃取法和热处理法等。填埋、固化法有赖于固液分离、萃取和热处理法，其主要是将这些方法处理分离后的残渣进行填埋或固化。热处理法回收是直接采用蒸馏等热处理方法回收废油，该方法由于热的作用会使回收的油受到一定影响，如该油被用于进一步制备油基钻井液，那么油基钻井液品质则会受到影响。萃取法是使用萃取剂先将废油萃取出来，然后通过加热或加压等手段回收萃取剂，其相对于热处理法回收而言，不会破坏油品，因而较为常用，但现有萃取剂存在如下技术问题：(1)萃取剂加量大，萃取率低，回收困难，成本高；(2)萃取剂回收需要加热或加压等复杂手段，需要增加较大的设备投入，不利于工业应用；(3)萃取剂的适应性不强；(4)萃取剂的沸点低(30～40℃)，使用安全性低等问题。综上可知，现有油基钻井废弃物处理剂及处理方法的诸多缺陷，本领域亟需开发新的油基钻井废弃物处理剂及新的处理方法，以满足现实需要。
技术实现思路
有鉴于现实需要，本专利技术的主要目的在于提供一种含四氢吡喃环的可逆转换除油剂，该除油剂可应用于油基钻井废弃物处理领域，其能有效克服现有萃取剂的缺陷中的一种或多种。本专利技术的另一目的在于提供前述含四氢吡喃环的可逆转换除油剂的制备方法，采用该方法可有效制备该除油剂。本专利技术的再一目的在于提供前述含四氢吡喃环的可逆转换除油剂的应用。为实现上述目的，本专利技术提供一种含四氢吡喃环的可逆转换除油剂，其具有式(I)所示的结构式：其中，式(I)中R1、R2各自独立地选择甲基或乙基。优选地，式(I)选自：本专利技术式(I)所示的除油剂在常态下表现为疏水性，加入酸后转换为亲水性，再加入碱后又可转换回疏水性。利用其亲水亲油的可转换性来实现对油基钻井废弃物的除油处理，具体而言，将油基钻井废弃物与疏水性的除油转换剂混合，可将油萃取到除油剂中，再将除油剂转换为亲水性，可分离萃取得到的油份，再将除油剂转换回疏水性即可继续用于下一次的除油处理。该除油剂处理油基钻井废弃物除油率高，油回收率超过95％，除油后剩余废水含油量小于5mg/L，剩余固体残渣含油率低于0.3％。该除油剂具有广谱性，可广泛用于石油石化企业不同油基钻井废液、钻屑等含油钻井废弃物的处理。此外，该除油剂自身具有良好的回收率，可重复利用，其沸点高在78℃左右，使用安全性好等优点。另一方面，本专利技术提供前述含四氢吡喃环的可逆转换除油剂的制备方法，其包括首先采用式(A)所示的四氢吡喃酮与有机胺缩合反应形成式(B)所示的酮胺，再加氢还原该酮胺，随后分离出上层液体得所述含四氢吡喃环的可逆转换除油剂；具体而言，本案是按如下路线进行：上述制备方法中，优选地，所述有机胺包括二甲胺、二乙胺和甲乙胺中的一种或多种。上述制备方法中，优选地，所述加氢还原该酮胺是在金属催化剂存在下通入氢气还原该酮胺。更优选地，所述金属催化剂包括铍、铑、镍和钯中的一种或多种。进一步优选地，所述金属催化剂与所述酮胺的质量比为1～100：1～800。更优选地，所述加氢还原该酮胺是于氢气压力为20～40MPa，温度为50～140℃条件下反应2～8h。例如在20～25MPa，温度为50～70℃条件下反应2～4。上述制备方法中，优选地，所述四氢吡喃酮与所述有机胺的体积比为120～150：200～300。更优选地，该缩合反应是于50～140℃反应2～8h。作为上述制备方法的具体实施例，其包括如下步骤：(1)取500mL三口烧瓶1个，放入加热套内，室温，称取120～150mL四氢吡喃酮加入烧瓶中，开始搅拌；(2)同时加入200～300mL有机胺，继续搅拌，充分溶解；(3)反应7～10h；(4)反应后的溶液转入1000mL的反应釜中，通入H2，加入0.2g金属催化剂，在20～25MPa压力和50～70℃条件下，反应2～4h；(5)分离出的上层液体即为目标产物含四氢吡喃环的可逆转换除油剂；所述有机胺选自二甲胺、二乙胺和甲乙胺中的1种或2种；所述金属催化剂选自铍、钋和钯中的1种或2种。另一方面，本专利技术提供前述含四氢吡喃环的可逆转换除油剂作为萃取剂在回收油基钻屑中的油的应用。另一方面，本专利技术提供一种处理油基钻屑的方法，其包括如下步骤：(1)将前述含四氢吡喃环的可逆转换除油剂与所述油基钻屑充分混合，加入水；(2)在步骤(1)所得液体中加入酸；(3)将步骤(2)所得液体静置，然后分离回收上层的油；(4)在步骤(3)提取油后的剩余液体中加入碱，静置分层分离得到含四氢吡喃环的可逆转换除油剂。优选地，步骤(4)之后以其获得的含四氢吡喃环的可逆转换除油剂循环重复进行步骤(1)至步骤(3)。优选地，所述油基钻屑的含油率为5～30％。在上述处理油基钻屑的方法的步骤(1)中，优选地，所述含四氢吡喃环的可逆转换除油剂与所述油基钻屑、水的质量比为2：1～4：1。在上述处理油基钻屑的方法的中，优选地，步骤(2)中所述酸与步骤(1)中所述的含四氢吡喃环的可逆转换除油剂的摩尔比为1：5～2：1。更优选地，所述酸包括氯化氢、硫酸、磷酸中的一种或多种。进一步优选地，所述酸以水溶液的形式加入。例如以质量分数为36％的盐酸。在上述处理油基钻屑的方法的中，优选地，步骤(4)中所述碱与步骤(1)中所述的含四氢吡喃环的可逆转换除油剂的摩尔比为1：2～3：1。更优选地，所述碱包括氢氧化钠、氢氧化钾、氢氧化钙中的一种或多种。进一步优选地，所述碱以水溶液的形式加入。例如以质量分数为10％的氢氧化钠。另一方面，本专利技术提供前述含四氢吡喃环的可逆转换除油剂作为萃取剂在回收废油基钻井液中的油的应用。另一方面，本专利技术提供一种处理废油基钻井液的方法，其包括如下步骤：(1)将前述含四氢吡喃环的可逆转换除油剂与所述废油基钻井液充分混合，加入水；(2)在步骤(1)所得液体中加入酸；(3)将步骤(2)所得液体静置，然后分离回收上层的油；(4)在步骤(3)提取油后的剩余液体中加入碱，静置分层分离得到所述含四氢吡喃环的可逆转换除油剂。优选地，步骤(4)之后以其获得的含四氢吡喃环的可逆转换除油剂循环重复进行步骤(1)至步骤(3)。在上述处理废油基钻井液的方法的步骤(1)中，优选地，所述废油基钻井液中含油率为20～75％。在上述处理废油基钻井液的方法的步骤(1)中，优选地，所述含四氢吡喃环的可逆转换除油剂与所述废油基钻井液、水的质量比为1：1～3：本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种含四氢吡喃环的可逆转换除油剂，其具有式(I)所示的结构式：

【技术特征摘要】
1.一种含四氢吡喃环的可逆转换除油剂，其具有式(I)所示的结构式：其中，式(I)中R1、R2各自独立地选择甲基或乙基。2.根据权利要求1所述的含四氢吡喃环的可逆转换除油剂，其中，式(I)选自：3.权利要求1或2所述的含四氢吡喃环的可逆转换除油剂的制备方法，其包括首先采用式(A)所示的四氢吡喃酮与有机胺缩合反应形成式(B)所示的酮胺，再加氢还原该酮胺，随后分离出上层液体得所述含四氢吡喃环的可逆转换除油剂；4.根据权利要求3所述的制备方法，其中，所述有机胺包括二甲胺、二乙胺和甲乙胺中的一种或多种。5.根据权利要求3或4所述的制备方法，其中，所述加氢还原该酮胺是在金属催化剂存在下通入氢气还原该酮胺。6.根据权利要求5所述的制备方法，其中，所述金属催化剂包括铍、铑、镍和钯中的一种或多种。7.根据权利要求6所述的制备方法，其中，所述金属催化剂与所述酮胺的质量比为1～100：1～800。8.根据权利要求7所述的制备方法，其中，所述加氢还原该酮胺是于氢气压力为20～40MPa，温度为50～140℃条件下反应2～8h。9.根据权利要求3所述的制备方法，其中，所述四氢吡喃酮与所述有机胺的体积比为120～150：200～300；优选地，该缩合反应是于50～140℃反应2～8h。10.权利要求1或2所述的含四氢吡喃环的可逆转换除油剂作为萃取剂在回收油基钻屑中的油的应用。11.一种处理油基钻屑的方法，其包括如下步骤：(1)将权利要求1或2所述的含四氢吡喃环的可逆转换除油剂与所述油基钻屑充分混合，加入水；(2)在步骤(1)所得液体中加入酸；(3)将步骤(2)所得液体静置，然后分离回收上层的油；(4)在步骤(3)提取油后的剩余液体中加入碱，静置分层分离得到含四氢吡喃环的可逆转换除油剂。12.根据权利要求11所述的处理油基钻屑的方法，其中，步骤(4)之后以其获得的含四氢吡喃环的可逆转换除油剂重复循环进行步骤(1)至步骤(3)。13.根据权利要求11所述的处理油基钻屑的方法，其中，所述油基钻屑的含油率为5～30％。14.根据权利要求11～13中任一项所述的处理油基钻屑的方法，...

【专利技术属性】
技术研发人员：孙静文，谢水祥，邓皓，仝坤，张明栋，刘晓辉，任雯，李树森，
申请(专利权)人：中国石油天然气集团公司，中国石油集团安全环保技术研究院，
类型：发明
国别省市：北京,11