一种促进微生物利用废弃油藏制氢的化合物及其制备方法技术

本申请属于化合物合成技术领域，具体提供了一种促进微生物利用废弃油藏制氢的化合物及其制备方法，其中该化合物通过以下制备方法制备：（1）对羟基苯甲醇、甲醛和三亚乙基四胺反应获得中间体A；（2）中间体A与油酸进行酯化反应获得中间体B；（3）中间体B与环氧乙烷、环氧丙烷反应获得中间体C；（4）中间体C与马来酸酐进行聚合反应获得所述化合物，该化合物能够有效改善废弃油藏中的油水交界面的相容性，并且对微生物的毒害作用小，通过促进微生物与油层的接触效果，从而提高可利用原油制氢的微生物制产氢的效率。产氢的效率。产氢的效率。

【技术实现步骤摘要】
一种促进微生物利用废弃油藏制氢的化合物及其制备方法


[0001]本申请属于化合物合成领域，具体涉及一种促进微生物利用废弃油藏制氢的化合物及其制备方法和应用。

技术介绍

[0002]油井开采中，第一阶段中由于地层自身的压力就可以将油举升上来，而第二阶段多采用注水的方式将油顶出来，之后由于采油难度和成本的提升，不得不放弃开采使其变成废弃油藏。由于废弃油藏中仍旧存在大量可供利用的油资源，因此人们采用各种物理、化学方法改变原油的黏度和对岩石的吸附性，可以增加原油的流动能力，进一步提高原油采收率，例如有聚合物驱、化学驱、气驱、热力采油、微生物驱等方式。
[0003]另一种可以利用废弃油藏方式就是利用产氢微生物，产氢微生物可以依赖石油并产生氢气，而由于微生物并不能存活于石油层中，因此需要一种能够促进微生物利用废弃油藏制氢的化合物，可以改善产氢微生物所在水层与油层的接触面，从而提高产氢微生物与油层的接触效果，进而提高产氢的效率。

技术实现思路

[0004]为了解决上述问题，提供了一种促进微生物利用废弃油藏制氢的化合物及其制备方法和应用，该化合物可以改善油层与产氢微生物所在水层的接触效果，其非极性基团可以有效吸附油层，而极性基团则可以吸附在水层并且利于微生物的吸附和附着，从而提高产氢微生物与油层的接触效果，提高产氢的效率。
[0005]根据本申请的一个方面，提供了一种促进微生物利用废弃油藏制氢的化合物，所述化合物的结构式如式Ⅰ所示：式Ⅰ；
其中R1如式Ⅱ所示，R2如式Ⅲ所示，a选自2~10之间的整数，b选自2~6之间的整数，n选自20~100之间的整数；式Ⅱ，式Ⅲ。
[0006]可选的，所述a选自3~6之间的整数，b选自2~4之间的整数，n选自30~50之间的整数。
[0007]可选的，所述a为4，b为3。
[0008]根据本申请的另一个方面，提供上述的化合物的制备方法，包括下述步骤：（1）对羟基苯甲醇、甲醛和三亚乙基四胺反应获得中间体A；（2）中间体A与油酸进行酯化反应获得中间体B；（3）中间体B与环氧乙烷、环氧丙烷反应获得中间体C；（4）中间体C与马来酸酐进行聚合反应获得所述化合物。
[0009]可选的，所述步骤（1）中，将对羟基苯甲醇、甲醛和三亚乙基四胺溶于溶剂中，在100~120℃温度条件下反应1~2h，升温蒸发溶剂后获得中间体A，所述对羟基苯甲醇、甲醛和三亚乙基四胺的摩尔比为1:（2~4）:（2~3），甲醛和三亚乙基四胺的用量稍过量可以促进对羟基苯甲醇的反应转化率，由于甲醛的挥发性比较强，甲醛的用量稍过量添加有助于反应的正向进行。
[0010]可选的，所述步骤（2）中，将中间体A与油酸溶于溶剂中，140~150℃回流反应4~6h获得中间体B，所述对羟基苯甲醇与油酸的摩尔比为1：（1~1.5），通过过量添加油酸的用量提高反应物中间体A的转化率，同时油酸方便在反应后去除因此可以稍微过量。
[0011]可选的，所述步骤（3）中，先将中间体B与环氧丙烷和氢氧化钾加入高压反应器，以氮气为保护气在120~140℃温度条件下反应8~10h，再加入氢氧化钾和环氧乙烷在相同条件下反应4~6h获得中间体C。
[0012]可选的，所述对羟基苯甲醇与所述环氧丙烷的摩尔比为1：（4~8），所述环氧丙烷与所述环氧乙烷的摩尔比为（2~3）：1。
[0013]可选的，所述步骤（4）中，将中间体C与马来酸酐和引发剂溶于溶剂中，在85~95℃温度条件下搅拌反应18~22h，过滤、洗涤干燥后获得所述化合物，所述对羟基苯甲醇与马来酸酐的摩尔比为1：（1~1.5）。
[0014]根据本申请的又一个方面，提供上述的化合物或上述的制备方法制备得到的化合物在利用废弃油藏制氢中的应用。
[0015]本申请的有益效果包括但不限于：1．根据本申请的促进微生物利用废弃油藏制氢的化合物，其中采用了油酸与马来酸酐进行聚合形成非极性基团长链，该包含油酸的非极性基团长链与原油具有较好的相容性，可以均匀分散在原油中，并且还能增加原油的流动性，从而可以提高化合物对原油的吸附效果，而其中的马来酸酐水解后可形成两个羧基，具有较好的亲水性，能够促进油层与水层的交界面的相容性。
[0016]2．根据本申请的促进微生物利用废弃油藏制氢的化合物，采用三亚乙基四胺、甲醇与苯酚中酚羟基邻位两侧的位置进行反应，可以使得三亚乙基四胺接枝于酚羟基邻位两侧，并通过使用环氧乙烷、环氧丙烷与三亚乙基四胺进行聚合反应，进一步提高三亚乙基四胺的极性，使得该化合物可以有效吸附在水层，并且由于化合物中的极性基团形成类似树杈状的结构，而羟基和N分布于各个树杈上，更加有利于微生物的附着，从而进一步提高微生物与油层的接触效果。
[0017]3．根据本申请的促进微生物利用废弃油藏制氢的化合物，该化合物对微生物的毒害作用小，能够与微生物配合使用，促进微生物与油层的接触效果，从而提高微生物的制氢效率。
[0018]4．根据本申请的促进微生物利用废弃油藏制氢的化合物，非极性基团之间以聚合方式进一步组成长链，该长链可以有效吸附原油，并且组成该长链的每个聚合单元中的苯环均连接有三亚乙基四胺，并且三亚乙基四胺还经环氧乙烷、环氧丙烷聚合改性，不仅可以有效吸附水层，而且由于其较大的接触面积和接触位点，非常有利于微生物的附着，从而可以提高微生物与油层的接触效果，并且改善油层与水层的接触面，从而提高微生物的制氢效率。
[0019]5．根据本申请的促进微生物利用废弃油藏制氢的化合物，步骤（3）中对羟基苯甲醇与环氧丙烷的摩尔比为1：（4~8），环氧丙烷与环氧乙烷的摩尔比为（2~3）：1，可以使得R1极性集团的长度合适，既能够有足够多的羟基，又能避免因R1基团过长而导致中间体C之间的极性作用过强，而影响步骤（4）中油酸与马来酸酐的聚合，导致制备的化合物链长过短而影响其对油层和水层的作用效果。
附图说明
[0020]此处所说明的附图用来提供对本申请的进一步理解，构成本申请的一部分，本申请的示意性实施例及其说明用于解释本申请，并不构成对本申请的不当限定。在附图中：图1为本申请实施例涉及的步骤（1）的化学反应示意图；图2为本申请实施例涉及的步骤（2）的化学反应示意图；
图3为本申请实施例涉及的步骤（3）的化学反应示意图；图4为本申请实施例涉及的步骤（4）的化学反应示意图；图5为本申请实施例涉及的R1基团的结构示意图；图6为本申请实施例涉及的R2基团的结构示意图。
具体实施方式
[0021]下面结合实施例详述本申请，但本申请并不局限于这些实施例。
[0022]如无特别说明，本申请的实施例中的原料和试剂均通过商业途径购买。本申请提供的促进微生物利用废弃油藏制氢的化合物，其制备方法包括下述步骤，各步骤的反应原理如图1~4所示，其中R1基团如图5所示，R2基团如图6所示。
[0023]（1）如图1所示，将对羟基苯甲醇、甲醛和三亚乙基四胺溶于溶剂中，在100~120℃温度条件下反应1~2h，升温蒸发溶本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种促进微生物利用废弃油藏制氢的化合物，其特征在于，所述化合物的结构式如式Ⅰ所示：式Ⅰ；其中R1如式Ⅱ所示，R2如式Ⅲ所示，a选自2~10之间的整数，b选自2~6之间的整数，n选自20~100之间的整数；式Ⅱ，式Ⅲ。2.根据权利要求1所述的促进微生物利用废弃油藏制氢的化合物，其特征在于，所述a选自3~6之间的整数，b选自2~4之间的整数，n选自30~50之间的整数。3.根据权利要求1所述的促进微生物利用废弃油藏制氢的化合物，其特征在于，所述a为4，b为3。4.权利要求1~3任一项所述的化合物的制备方法，其特征在于，包括下述步骤：（1）对羟基苯甲醇、甲醛和三亚乙基四胺反应获得中间体A；（2）中间体A与油酸进行酯化反应获得中间体B；（3）中间体B与环氧乙烷、环氧丙烷反应获得中间体C；（4）中间体C与马来酸酐进行聚合反应获得所述化合物。5.根据权利要求4所述的制备方法，其特征在于，所述步骤（1）中，将对羟基苯甲醇、甲醛和三亚乙基四胺溶于溶剂中，在100~120℃温度条件下反应1~2h，升温蒸发溶剂后获得中间体A，所述对羟基苯甲醇、甲醛和三亚乙基四胺的摩尔比为1:（2...

【专利技术属性】
技术研发人员：崔仕章，王黎明，宋新旺，刘小芳，郑志微，徐佳慧，公斌，高琪琪，
申请(专利权)人：山东德仕化工有限公司德仕能源科技集团股份有限公司青岛分公司，
类型：发明
国别省市：