一种多分支磺化甜菜碱型离子液体及其制备方法与应用技术

本发明专利技术公开一种多分支磺化甜菜碱型离子液体及其制备方法与应用，其制备方法如下，S1.以三乙醇胺及环氧卤代烃为原料，在碱性条件下，进行亲核取代反应，得到取代产物；S2.以取代产物与胺类化合物为原料进行反应，得到具有亲水中心和三条疏水长链的产物；S3.将具有亲水中心和三条疏水长链的产物与磺酸内酯混合，于溶剂中搅拌反应，即得多分支磺化甜菜碱型离子液体，该多分支磺化甜菜碱型离子液体作为破乳剂提高了破乳性能。乳剂提高了破乳性能。乳剂提高了破乳性能。

【技术实现步骤摘要】
一种多分支磺化甜菜碱型离子液体及其制备方法与应用


[0001]本专利技术涉及油水乳液处理
，尤其涉及一种多分支磺化甜菜碱型离子液体及其制备方法与应用。

技术介绍

[0002]在涂料工业、石油工业以用燃料化工等多个领域中，油水乳液均普遍存在并广受关注，油水乳液的存在给工业生产带来了诸多的问题。比如，原油中含有天然表面活性剂诸如沥青质、树脂、羧酸和固体(如粘土和蜡)等，这此天然表面活性剂吸附在油/水界面而阻止液滴的絮凝和聚结，导致难以实现油水的自然分离。这些稳定的油水乳液可能持续几分钟到几年，取决于油的特性和水的比例。稳定乳状液的存在可能导致管道腐蚀、下游炼油厂作业中催化剂失活、运输费用增加等。因此，对乳状液进行破乳是至关重要的一环。乳状液的破乳方法通常可以分为物理、生物和化学三种，化学破乳法因其具有快速高效和成本低廉等优点而被广泛使用，化学破乳的关键是在油水乳液中加入破乳剂。
[0003]化学破乳剂是一种兼有亲水性和疏水性的两亲性化合物，可吸附在油水界面。破乳剂通常表现出与乳化剂相似的行为，但可能在水相和油相中取代位于油水界面的乳化剂，使液滴絮凝和聚结。为了破坏由乳化剂形成的界面膜，破乳剂通常需要有比乳化剂具有更强的表面活性和更低的界面张力。化学破乳剂主要有聚合物表面活性剂、纳米颗粒和离子液体等，例如，环氧乙烷
‑
环氧丙烷(EO
‑
PO)嵌段共聚物，硅聚醚，树状聚合物，可生物降解的聚合物表面活性剂和基于纳米颗粒的破乳剂。
[0004]然而，这些破乳剂存在制备过程复杂，原料成本高，破乳性能较差，而且对环境存在着潜在的污染风险等问题。

技术实现思路

[0005]有鉴于此，本申请提供一种多分支磺化甜菜碱型离子液体及其制备方法与应用，提高了破乳性能。
[0006]为达到上述技术目的，本申请采用以下技术方案：
[0007]第一方面，提供一种多分支磺化甜菜碱型离子液体的制备方法，包括以下步骤：
[0008]S1.以三乙醇胺及环氧卤代烃为原料，在碱性条件下进行亲核取代反应，得到取代产物；
[0009]S2.以取代产物及胺类化合物为原料进行反应，得到具有亲水中心和三条疏水长链的产物；
[0010]S3.将具有亲水中心和三条疏水长链的产物与磺酸内酯混合，于溶剂中搅拌反应，即得多分支磺化甜菜碱型离子液体。
[0011]优选地，环氧卤代烃包括环氧氯丙烷，环氧溴丙烷，环氧溴丁烷中的一种或几种。
[0012]优选地，碱性条件通过氢氧化钠，氢氧化钾，碳酸钾，氢化钠，三乙胺中的一种或几种实现。
[0013]优选地，磺酸内酯包括1,3
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丙烷磺酸内酯，1,4
‑
丁磺酸内酯，1,3
‑
丙烯磺酸内酯中的一种或多种。
[0014]优选地，胺类化合物包括苯胺，苄胺，十二胺，二正己胺中的一种或几种。
[0015]优选地，取代反应及末端开环反应的温度均为50
‑
130℃，反应时间均为12
‑
24h。
[0016]优选地，步骤S3中，溶剂为非质子溶剂。
[0017]第二方面，提供一种多分支磺化甜菜碱型离子液体。
[0018]第三方面，提供一种多分支磺化甜菜碱型离子液体在原油乳液破乳中的应用。
[0019]优选地，应用步骤包括：将多分支磺化甜菜碱型离子液体溶解于溶剂中，再与原油乳液进行混合，溶剂包括水、乙醇、二甲苯中的一种或多种。
[0020]本申请的有益效果如下：本方案的多分支磺化甜菜碱型离子液体的表面活性高、热稳定性好，在油相中分散性好，适用于原油乳状液，破乳效率高，注入剂量少，破乳温度低、破乳速率快；本方案制备多分支磺化甜菜碱型离子液体的方法步骤简单、原料成本低、绿色环保。
附图说明
[0021]图1为实施例1所制备的多分支磺化甜菜碱型离子液体的红外光谱图。
具体实施方式
[0022]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。
[0023]本申请提供一种多分支磺化甜菜碱型离子液体的制备方法，包括以下步骤：
[0024]S1.以三乙醇胺及环氧卤代烃为原料，在碱性条件下，进行亲核取代反应后过滤除去杂质，通过该步骤，三乙醇胺的醇羟基上接枝有环氧卤代烃的环氧基，即取代产物；
[0025]S2.以取代产物及胺类化合物为原料进行反应，在胺类化合物的作用下，上述枝接产物的环氧基团进行开环，得到具有亲水中心和三条疏水长链的产物；
[0026]S3.将具有亲水中心和三条疏水长链的产物与磺酸内酯混合，于溶剂中搅拌反应，即得多分支磺化甜菜碱型离子液体。
[0027]通过上述方法制备得到的多分支磺化甜菜碱型离子液体解决了现有技术中对原油的破乳性能差、破乳剂原料成本高，适应性差的问题。
[0028]本方案中，多分支磺化甜菜碱型离子液体具有合成步骤简单，破乳温度低，破乳速率快，破乳效率高等优点。多分支磺化甜菜碱型离子液体是一类新型绿色两性表面活性剂，可以改变润湿性、表面张力和原油/水界面张力。且具有更高的热稳定性、不燃性、解决了原油乳状液破乳时间长、化学破乳剂注入剂量大、破乳温度高等化学破乳问题。多分支磺化甜菜碱型离子液体，具有多个离子部位，与传统单离子液体相比具有更高的表面活性。多分支的疏水端使其在油相中具有更好的分散性和与天然界面活性物质更强的作用力。多个磺化内盐结构赋予其极强的亲水性，使多分支磺化甜菜碱型离子液体具有两亲性，且亲水端同时具有正电荷和负电荷，能够快速地迁移到油水界面降低油水界面张力并吸附沥青质，进而破坏由沥青质组成的界面膜，促进破乳过程的发生。
[0029]为方便理解本方案的反应过程，以环氧氯丙烷作为环氧卤代烃，以十二胺作为胺类化合物，以1,3
‑
丙烷磺酸内酯作为磺酸内酯制备多分支磺化甜菜碱型离子液体，具体步骤如下：
[0030]在常温条件下均匀混合三乙醇胺，二氧六环和氢氧化钠水溶液，然后滴加环氧氯丙烷，滴加完毕后升温反应，反应结束后旋蒸出水和环氧氯丙烷，然后过滤除去氯化钠和未反应的氢氧化钠，得到取代产物，其结构式如式I所示，
[0031][0032]之后在枝接产物中加入十二胺加热反应，得到具有亲水中心和三条疏水长链的产物如式II所示，
[0033][0034]反应结束后加入1,3
‑
丙烷磺酸内酯，反应得到多分支磺化甜菜碱型离子液体，如式III所示，
[0035][0036]在一些实施例中，三乙醇胺，环氧卤代烃和碱催化剂的摩尔比为1：(3
‑
5)：(3
‑
5)，具体的，三乙醇胺，环氧卤代烃和碱的摩尔比可以为1:3:3、1:3:4、1:3:5、1:4:3、1:4:5、1:5:5。
[0037]在一些实施例中，环本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种多分支磺化甜菜碱型离子液体的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：S1.以三乙醇胺及环氧卤代烃为原料，在碱性条件下，进行亲核取代反应，得到取代产物；S2.以所述取代产物及胺类化合物为原料进行反应，得到具有亲水中心和三条疏水长链的产物；S3.将所述具有亲水中心和三条疏水长链的产物与磺酸内酯混合，于溶剂中搅拌反应，即得所述多分支磺化甜菜碱型离子液体。2.根据权利要求1所述的多分支磺化甜菜碱型离子液体的制备方法，其特征在于，所述环氧卤代烃包括环氧氯丙烷，环氧溴丙烷，环氧溴丁烷中的一种或几种。3.根据权利要求1所述的多分支磺化甜菜碱型离子液体的制备方法，其特征在于，所述碱性条件通过添加氢氧化钠，氢氧化钾，碳酸钾，氢化钠，三乙胺中的一种或几种实现。4.根据权利要求1所述的多分支磺化甜菜碱型离子液体的制备方法，其特征在于，所述磺酸内酯包括1,3
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丙烷磺酸内酯，1,4
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丁磺酸内酯，1,3
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丙烯磺酸...

【专利技术属性】
技术研发人员：余兵，刘宝营，崔园园，
申请(专利权)人：麦加芯彩新材料科技上海股份有限公司，
类型：发明
国别省市：