一种树状大分子衍生物及其制备与应用制造技术

技术编号:24881790 阅读:26 留言:0更新日期:2020-07-14 18:08
本发明专利技术公开了一种树状大分子衍生物及其制备与应用。该树状大分子衍生物作为处理废弃水基钻井液的絮凝剂,可在较小的加量下实现对废弃水基钻井液中有害固相的高效絮凝,且在高矿化度环境中依旧具备良好絮凝效能。该树状大分子衍生物通过在溶液中逐次进行加成与缩合反应而得,其制备方法操作简单,条件温和,收率较高。本发明专利技术的树状大分子衍生物的结构式为式1,其中的R单独的为式2或式3。

【技术实现步骤摘要】
一种树状大分子衍生物及其制备与应用
本专利技术属于石油化工领域,具体涉及一种树状大分子衍生物及其制备与应用。
技术介绍
钻井过程中产生的废弃水基钻井液为含有黏土、加重材料、化学处理剂、污水、油污及钻屑的多相稳态胶体悬浮体系,其中含有对环境危害较大的烃类、各种聚合物及某些重金属离子(如汞、砷、锌及铅等),这些组分难以自然分解、降解,若钻井废液得不到有效的无害化处理,则会严重破坏当地生态环境,并危及生物生命安全。使用有针对性的絮凝剂,如合适的有机高聚物等,对钻井废液中的可沉降组分进行絮凝-沉降,进而实现固相与液相的高效分离,是对废液进行无害化处理的主要方式。但目前使用的有机高聚物多为由C-C键构成分子主链的线性大分子,由于C-C键固有的内旋转作用,其分子链段较为柔顺,导致其在高矿化度的废液环境中易蜷曲成团,进而被废液中的聚合物组分所包裹,絮凝剂分子因难以吸附待絮凝的物质而发生“中毒”失效,结果表现出用量大、絮凝效果差等问题。单纯加大絮凝剂加量,不仅会增加使用成本,亦会导致废液显著增黏,絮凝剂分子的空间扩散受限,亦限制了其絮凝效果。作本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种树状大分子衍生物,其特征在于,其结构式如下:/n

【技术特征摘要】
1.一种树状大分子衍生物,其特征在于,其结构式如下:



其中的R单独的为:



x为≤24的正整数,24≤[(m+n)*x+i(24-x)]≤5000。


2.一种权利要求1所述树状大分子衍生物的制备方法,其特征在于,包括以下步骤:
S100、季戊四胺与丙烯酸甲酯进行迈克尔加成反应,得到中间产物G0.5PATAM,其结构如下:



S200、中间产物G0.5PATAM与季戊四胺进行酯的氨解反应,得到中间产物G1.0PATAM,其结构是如下:



S300、中间产物G1.0PATAM与二甲基二烯丙基氯化铵进行迈克尔加成反应,而后余量的二甲基二烯丙基氯化铵再与接在端胺基上的二甲基二烯丙基氯化铵进行烯类加成反应,得到最终产物。


3.根据权利要求2所述的制备方法,其特征在于,所述季戊四胺通过以下步骤得到:
S110、将季戊四醇氧化生成四甲醛基甲烷;
S120、四甲醛基甲烷进行刘卡特反应,得到季戊四胺。


4.根据权利要求3所述的制备方法,其特征在于,S110中使用PCC试剂将季戊四醇氧化生成四甲醛基甲烷。


5.根据权利要求4所述的制备方法,其特征在于,使用PCC试剂将季戊四醇氧化生成四甲醛基甲烷的步骤包括:
将PCC试剂溶于第一溶剂中,在室温搅拌条件下向其中滴加季戊四醇的溶液进行反应,反应结束后进行后处理,得到四甲醛基甲烷。


6.根据权利要求5所述的制备方法,其特征在于,所述季戊四醇中的羟基与PCC试剂间的摩尔比为1:(1~2)。


7.根据权利要求5所述的制备方法,其特征在于,所述后处理包括:将反应体系中的上层溶液分出,下层固体物质使用第二溶剂进行洗涤;将上层溶液和洗涤液合并,合并后的溶液用饱和NaHCO3水溶液洗涤,分出有机相并用无水Na2SO4干燥,过滤后减压蒸馏除去溶剂,即得到四甲醛基甲烷。


8.根据权利要求7所述的制备方法,其特征在于,所述第一溶剂、第二溶剂和季戊四醇的溶液中的溶剂均为二氯甲烷。


9.根据权利要求3所述的制备方法,其特征在于,S120中所述刘卡特反应包括:
将甲酸铵与甲酸加入过量第三溶剂中,升温至第一预定温度后滴加四甲醛基甲烷的溶液,待滴加完毕后继续升温至第二预定温度进行反应,反应结束后得到黑色焦油状液体即为含有季戊四胺的混合液;对混合液进行后处理得到季戊四胺。


10.根据权利要求9所述的制备方法,其特征在于,所述甲酸铵与甲酸的摩尔比为1:(1~2)。


11.根据权利要求9所述的制备方法,其特征在于,所述甲酸铵与四甲醛基甲烷的摩尔比为(6~8):1。


12.根据权利要求9所述的制备方法,其特征在于,所述第三溶剂和四甲醛基甲烷的溶液的溶剂均为甲苯。


13.根据权利要求9所述的制备方法,其特征在于,所述第一预定温度为80℃,所述第二预定温度为160℃。


14.根据权利要求9所述的制备方法,其特征在于,所述后处理包括:对混合液进行减压抽滤除去黑色焦质杂质,得到的滤清液先后用饱和NaHCO3和饱和NaCl水溶液进行洗涤,分出有机相并用无水Na2SO4干燥,过滤后对滤液进行减压蒸馏,得到的白色针状晶体即为季戊四胺。


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【专利技术属性】
技术研发人员:罗霄韩午丽任晗庄庆佐
申请(专利权)人:中国石油天然气集团有限公司中国石油集团安全环保技术研究院有限公司
类型:发明
国别省市:北京;11

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