一种含油废水破乳剂及其制备方法和应用技术

本发明专利技术公开了一种含油废水破乳剂，所述含油废水破乳剂为以对苯二胺为中心，丙烯酸甲酯和乙二胺为支链链段，胺基为端基的超支化聚合物，所述超支化聚合物的重均分子量Mw为20878，PDI为5.09。该超支化聚合物以对苯二胺为中心，丙烯酸甲酯和乙二胺为支链链段，胺基为端基，其在中心核的位置引入了刚性基团苯环，能实现对原油乳液的常温破乳，实现油‑水的有效分离，且具有破乳速率快、用量少以及破乳效率高的特点，60mg/L的该破乳剂在30min时破乳效率可达97.43％。本发明专利技术还提供了一种含油废水破乳剂的制备方法及其应用。

【技术实现步骤摘要】
一种含油废水破乳剂及其制备方法和应用
本专利技术属于石油添加剂
，具体涉及一种含油废水破乳剂及其制备方法和应用。
技术介绍
随着原油开采越发困难，近年来采用水-聚合物驱的三次采油技术已被各大油田普遍采用，开采出来的原油均以油包水(W/O)或水包油(O/W)的形式存在，从而会导致含油废水的数量大幅度增加。由于油水界面中存在着沥青质等天然界面活性物质形成致密的薄膜，使得含油废水高度稳定，从而严重影响到石油运输和后续的精炼过程。因此，含油废水的油水分离研究具有重要的意义。化学破乳是通过向乳液中加入一定量的化学药剂从而达到破乳的目的，因其是一种具有高效、快速等特征的破乳方法而被广泛使用。破乳剂在破乳进程中是至关重要的，按其性质可以分为阳离子型、阴离子型和非离子型。对比离子型破乳剂，非离子型破乳剂因为具有双亲结构而不容易受到电解质的影响。化学破乳剂的选择是化学破乳的关键，传统的破乳剂存在破乳效率不高，破乳剂用量大，破乳时间过长以及水相不清澈等问题，对环境等敏感，容易造成环境污染。因此，急切需要专利技术一种快速、高效、环境友好的破乳剂。超支化聚合物是具有几何和拓朴结构的高度支化的非离子型破乳剂，是一种特殊设计的大分子，具有一定的大小、形状和反应活性。由于特殊设计的具有一定界面活性的超支化聚合物能使油滴表面原有的界面物质迅速溶解，因此其打破油水乳状液的可能性极大。超支化聚合物因为增加了分支，更高的界面活性，更好的穿透性，以及更多的活性末端基团，末端氨基随代数的增加而增加，表现出比线性高分子表面活性剂更好的性能。研究表明，胺基树枝状聚合物的性能明显优于现有的商业破乳剂。超支化作为一项成熟的研究方向，专利和文章已有许多关于超支化聚合物类似结构的报道。例如中国专利CN105601941B中公开了一种含油废水破乳剂作为破乳剂的应用，其中超支化聚合物中心为乙二胺，端基为胺基，分子量为6000～12000，其在80mg/L浓度时对柴油为油相的水包油类乳液进行破乳，在60℃下沉降30min时除油率为87％。其破乳剂用量仍有待进一步降低。但是目前提供的破乳剂在较高的温度下才具有良好的破乳效果，且这些破乳剂对原油乳液并无效果。
技术实现思路
本专利技术的目的在于克服上述技术不足，提出一种含油废水破乳剂，该含油废水破乳剂在常温条件下就能对含油废水进行破乳，且破乳效率较高；本专利技术第二方面的目的在于，提供一种含油废水破乳剂的制备方法；本专利技术第三方面的目的在于，提供一种含油废水破乳剂的应用。为达到上述技术目的，本专利技术的技术方案提供一种含油废水破乳剂，所述含油废水破乳剂为以对苯二胺为中心，丙烯酸甲酯和乙二胺为支链链段，胺基为端基的超支化聚合物，所述超支化聚合物的重均分子量Mw为20878，PDI为5.09。本专利技术的技术方案还提供了该含油废水破乳剂的制备方法，包括如下步骤：S1、将对苯二胺溶于溶剂中，向其中加入丙烯酸甲酯，在常温下反应得到中间体1；S2、向所述中间体1中加入丙烯酸甲酯和乙二胺，在常温下反应后，再通过减压蒸馏除去溶剂及未完全反应的单体，得到中间体2；S3、在减压条件下，将所述中间体2从60～140℃梯度升温反应8～10h，得到目标产物。本专利技术的技术方案还提供了该含油废水破乳剂在破乳中的应用。与现有技术相比，本专利技术的有益效果包括：1、本专利技术提供的超支化聚合物以对苯二胺为中心，丙烯酸甲酯和乙二胺为支链链段，胺基为端基，其在中心核的位置引入了刚性基团苯环，能实现对原油乳液的常温破乳，实现油-水的有效分离，且具有破乳速率快、用量少以及破乳效率高的特点，60mg/L的该破乳剂在30min时破乳效率可达97.43％；2、该含油废水破乳剂的合成方法简单，反应条件温和，反应安全；3、本专利技术提供的含油废水破乳剂与现有的其它超支化聚合物相比，能用于原油乳液的破乳，而现有的超支化聚酰胺-胺类聚合物仅能用于柴油乳液的破乳，不能用于原油乳液的破乳。附图说明图1是本专利技术提供的含油废水破乳剂的合成简略图；图2为本专利技术实施例1中制得的含油废水破乳剂的1HNMR图；图3为本专利技术实施例1中制得的含油废水破乳剂的红外谱图；图4为原油乳液中加入不同含量的本专利技术实施例1中制得的含油废水破乳剂在25℃和60℃下破乳30min后的破乳效果示意图，该图中从左至右的实验瓶中依次加入0、20、40、60、80、100mg/L(ppm)的实施例1中制得的含油废水破乳剂；需要说明的是：图1中以小写字母a～n标示出分子结构中不同位置的H，图2中用小写字母标示出不同出峰位置来自分子结构中不同的H。具体实施方式为了使本专利技术的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本专利技术进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本专利技术，并不用于限定本专利技术。本专利技术提供了一种含油废水破乳剂，该含油废水破乳剂为以对苯二胺为中心，丙烯酸甲酯和乙二胺为支链链段，胺基为端基的超支化聚合物，该超支化聚合物的重均分子量Mw为20878，PDI为5.09，其结构示意如下(需要说明的是，超支化结构多变且复杂，如下结构为理论上的分子结构示意)：该含油废水破乳剂具体制备方法包括如下步骤：(1)将对苯二胺溶于溶剂中，向其中加入丙烯酸甲酯，在常温下反应得到中间体1；(2)向中间体1中加入丙烯酸甲酯和乙二胺，在常温下反应后，再通过减压蒸馏除去溶剂及未完全反应的单体，得到中间体2；(3)在减压条件下，将中间体2从60～140℃梯度升温反应8～10h，得到目标产物。在本专利技术的一些优选实施方式中，步骤(1)中对苯二胺与丙烯酸甲酯的摩尔比为1：4。在本专利技术的一些优选实施方式中，步骤(1)中所用的溶剂为甲醇。在本专利技术的一些优选实施方式中，步骤(1)中对苯二胺和丙烯酸甲酯在常温下搅拌反应20～30h，搅拌速度为250～350r/min。在本专利技术的一些优选实施方式中，乙二胺与对苯二胺的摩尔比为1：27～29；更优选地，乙二胺与对苯二胺的摩尔比为1：28。在本专利技术的一些优选实施方式中，步骤(1)和步骤(2)中丙烯酸甲酯的总加入量与乙二胺的摩尔比1：0.8～1.2；更优选地，丙烯酸甲酯的总加入量与乙二胺的摩尔比为1：1。在本专利技术的一些优选实施方式中，步骤(2)中中间体1、丙烯酸甲酯和乙二胺在常温搅拌反应20～30h，搅拌速度为250～350r/min。在本专利技术的一些优选实施方式中，步骤(3)中具体采用如下方法梯度升温：在60℃反应1h，升至80℃反应1h，升至100℃反应2h，再升至120℃反应2h，最后升至140℃反应2h。本专利技术中通过梯度升温以保证反应的迭代进行，减少反应过程中副反应的发生机率，提高目标产物的纯度。本专利技术中通过优化各反应物的加入量、反应过程中的搅拌速度以及采用梯度升温的方式进行反应，使反应过程中的副产物更少，制得的产物结果更可控，也有利于提本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种含油废水破乳剂，其特征在于，所述含油废水破乳剂为以对苯二胺为中心，丙烯酸甲酯和乙二胺为支链链段，胺基为端基的超支化聚合物，所述超支化聚合物的重均分子量Mw为20878，PDI为5.09。/n

【技术特征摘要】
1.一种含油废水破乳剂，其特征在于，所述含油废水破乳剂为以对苯二胺为中心，丙烯酸甲酯和乙二胺为支链链段，胺基为端基的超支化聚合物，所述超支化聚合物的重均分子量Mw为20878，PDI为5.09。


2.一种如权利要求1所述的含油废水破乳剂的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
S1、将对苯二胺溶于溶剂中，向其中加入丙烯酸甲酯，在常温下反应得到中间体1；
S2、向所述中间体1中加入丙烯酸甲酯和乙二胺，在常温下反应后，再通过减压蒸馏除去溶剂及未完全反应的单体，得到中间体2；
S3、在减压条件下，将所述中间体2从60～140℃梯度升温反应8～10h，得到目标产物。


3.根据权利要求2所述的超支化聚合物的制备方法，其特征在于，所述步骤S1中对苯二胺与丙烯酸甲酯的摩尔比为1：4。


4.根据权利要求2所述的超支化聚合物的制备方法，其特征在于，所述步骤S1中对苯二胺和丙烯酸甲酯在常温下搅拌反应20～30h，搅拌速度为250～350r/min。


5.根据权利要求2所述的超支化聚合物的制备方法，其...

【专利技术属性】
技术研发人员：米远祝，张泽俊，叶泛，袁怀奎，罗跃，
申请(专利权)人：长江大学，
类型：发明
国别省市：湖北;42