含油废水处理用树枝型聚季铵盐的制备方法
【技术领域】
[0001] 本发明属于石油化工领域，具体涉及一种含油废水处理用树枝型聚季铵盐的制备 方法。
【背景技术】
[0002] 含油废水的处理一直是采油废水和炼油废水处理的重要难题之一，尤其是油田强 化采油技术的实施，如酸化措施、水力压裂、污水回注、表面活性剂驱、聚合物驱等方法都给 油田生产和炼油企业含油废水的处理带来巨大的挑战，因此如何低成本高效率处理含油废 水一直是石油化工企业面临的重点攻关课题。目前，开发新型水处理化学品是解决含油 废水处理最有效的手段之一，但是传统的净水剂无法经济有效解决各类含油废水处理的难 题。
【发明内容】
[0003] 本发明为解决现有技术的不足，旨在开发一种具有高电荷密度的树枝型聚季铵盐 化合物，该树枝型聚季铵盐化合物主要用于油田和炼油企业含油废水的净化处理。
[0004] 本发明的构思是这样的：设计一种具有高电荷密度的树枝型聚季铵盐，主干和侧 链含不同季胺基团和不同的亲油基团，可适用于不同的含油废水净化处理。
[0005] 本发明是这样实现的：含油废水处理用树枝型聚季铵盐的制备方法，该方法包括 以下步骤：
[0006] 1)将酚类化合物与环氧氯丙烷在有机溶剂中反应，得到式I所示结构的化合物； 酚类化合物与环氧氯丙烷摩尔比为1:1. 8-2. 0 ;反应温度为50-100°C ;反应时间为2-4小 时；有机溶剂含量20~50wt% ;
[0007]
[0008] 2)将式I所示结构的化合物与四甲基胺盐进行季铵化反应，生成式II所示结构的 线形聚季铵盐；四甲基胺盐与环氧氯丙烷摩尔比为1:〇. 4-0. 6 ;反应温度为60-90°C ;反应 时间为4-6小时；
[0009]
[0010] 3)将式II所示结构的线形聚季铵盐与醛或酮在碱性条件下羟甲化反应，生成式III 所示结构的化合物；酚类化合物与醛或酮的摩尔比为1:1. 0-2. 0 ;反应温度为30-60°C ;反 应时间为1-3小时；
[0011]
[0012] 4)将式III所示结构的化合物与环氧氯丙烷和二甲胺反应生成树枝型聚季铵盐目 标产物IV ;环氧氯丙烷与步骤3)中甲醛摩尔比为1:0. 1-0. 2 ;环氧氯丙烷与二甲胺比例为 1 :0. 8-1. 2 ;反应温度为30-70°C ;时间6-10小时；
[0013]
[0014] 优选的，所述的有机溶剂为二甲基甲酰胺、二甲基亚砜或四氢呋喃。
[0015] 优选的，所述的四甲基胺盐为四甲基乙二胺或四甲基己二胺。
[0016] 优选的，所述的酚类化合物为对苯二酚、间苯二酚、邻苯二酚、间苯三酚或双酚A。
[0017] 优选的，所述的醛或酮为含有1~3个碳原子的醛或酮，进一步优选为甲醛或丙 酮。
[0018] 本发明的有益效果：
[0019] 本发明制备的树枝型聚季铵盐因分子结构中电荷密度高，主干和侧链含不同的季 胺基团和不同的亲油基团，结构中树干由含对苯二氧基团的线形聚季铵盐组成，树枝侧链 由含烷基基团的线形聚季铵盐组成，可适用于不同的含油废水净化处理，处理含油废水效 果优于常用的净水剂。本发明的制备方法简单，原料易得，有效降低成本，适用于工业化生 产。
【附图说明】
[0020] 图1为本发明树枝型聚季铵盐化合物的反应流程图。
【具体实施方式】
[0021] 下面通过实施例对本发明做进一步描述，但不限制本发明的保护范围。
[0022] 实施例1
[0023] (1)将Imol对苯二酚与2mol环氧氯丙烷在197g二甲基甲酰胺中反应，生成中间 产物I ;反应温度为l〇〇°C ;时间为2. 5小时；
[0024]
[0025] (2)将中间产物I和4mol四甲基乙二胺在70°C下反应5小时，进行季铵化反应， 生成线形聚季铵盐中间产物II ;
[0026]
[0027] (3)将中间产物II和2mol甲醛在碱性条件下羟甲化反应，生成中间产物III ;反应 温度为50°C ;时间为2小时；
[0028]
[0029] (4)将中间产物III与20mol环氧氯丙烷和16mol二甲胺于60°C下反应6小时，生 成树枝型聚季铵盐目标产物IV ;
[0030] 经计算，所得树枝型聚季铵盐目标产物IV的产率为：81. 4%。
[0031] 实施例2
[0032] (1)将Imol间苯三酚与I. 8mol环氧氯丙烷在292g四氢呋喃溶剂中反应，生成中 间产物I ;反应温度为80°C ;反应时间为4小时；
[0033] (2)将中间产物I和3mol四甲基己二胺进行季铵化反应，反应温度为90°C ;时间 为4小时；生成线形聚季铵盐中间产物II ;
[0034] (3)将中间产物II和Imol甲醛在碱性条件下羟甲化反应，生成中间产物III ;反应 温度为30°C ;时间为3小时；
[0035] (4)将中间产物III与5mol环氧氯丙烷和4mol二甲胺溶液反应温度为70°C ;时间 6小时；反应生成树枝型聚季铵盐目标产物；
[0036] 经计算，所得树枝型聚季铵盐目标产物IV的产率为：76. 0%。
[0037] 实施例3
[0038] (1)由2mol双酸A与3. 8mol环氧氯丙烷在201. 6g二甲基亚砜溶剂中反应，反应 温度为55°C ;时间为2小时；生成中间产物I ;
[0039] (2)将中间产物I和9. 5mol四甲基乙二胺进行季铵化反应，生成线形聚季铵盐中 间产物II ;反应温度为60°C ;时间为6小时；
[0040] (3)将中间产物II和4mol丙酮在碱性条件下羟甲化反应，反应温度为60°C ;时间 为1小时生成中间产物III;
[0041] (4)将中间产物III与20mol环氧氯丙烷和16mol二甲胺溶液反应温度为40°C ;时 间10小时；反应生成树枝型聚季铵盐目标产物；
[0042] 经计算，所得树枝型聚季铵盐目标产物IV的产率为：89. 2%。
[0043] 实施例4
[0044] (1)由Imol邻苯二酚与2mol环氧氯丙烷在295g二甲基甲酰胺溶剂中反应，反应 温度为95°C ;时间为2小时；生成中间产物I ;
[0045] (2)将中间产物I和4mol四甲基乙二胺进行季铵化反应，生成线形聚季铵盐中间 产物II ;反应温度为80°C ;时间为4. 5小时；
[0046] (3)将中间产物II和2mol丙酮在碱性条件下羟甲化反应，反应温度为60°C ;时间 为1小时生成中间产物III;
[0047] (4)将中间产物III与IOmol环氧氯丙烷和8mol二甲胺溶液反应温度为60°C;时间 8小时；反应生成目标产物树枝型聚季铵盐；
[0048] 经计算，所得树枝型聚季铵盐目标产物IV的产率为：80. 1%。
[0049] 应用例：
[0050] 将大连某炼油厂含油废水采用溶气气浮处理工艺进行除油和除悬浮物，进水含油 30-80mg/L，悬浮物含量50-150mg/L，根据国家标准GB8978-2002,处理后指标要求为含油 小于l〇mg/L，悬浮物含量小于15mg/L。但是经传统的聚合氯化铝处理，难以满足出水指标 要求，将本发明所得树枝型聚季铵盐处理后出水含油小于5mg/L，悬浮物含量小于10mg/L， 符合国家标准；将该树枝型聚季铵盐与聚合氯化铝混合后协同处理含油废水，不仅可以去 除废水中含油量，而且可明显降低悬浮物含量，有效提高了气浮单元的处理效果，提升了炼 油废水处理的技术水平。
[0051] 以上所述，仅为本发明较佳的【具体实施方式】，但本发明的保护范围并不局限于此， 任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明披露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其 发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。
【主权项】
1. 一种含油废水处理用树枝型聚季铵盐的制备方法，其特征在于，该方法包括以下步 骤： 1) 将酚类化合物与环氧氯丙烷在有机溶剂中反应，得到式I所示结构的化合物；酚类 化合物与环氧氯丙烷摩尔比为I: I. 8-2. O ;反应温度为50-100°C ;反应时间为2-4小时；有 机溶剂含量20~50wt% ;2) 将式I所示结构的化合物与四甲基胺盐进行季铵化反应，生成式II所示结构的线形 聚季铵盐；四甲基胺盐与环氧氯丙烷摩尔比为1:0. 4-0. 6 ;反应温度为60-90°C ;反应时间 为4-6小时；3) 将式II所示结构的线形聚季铵盐与醛或酮在碱性条件下羟甲化反应，生成式III所示 结构的化合物；酚类化合物与醛或酮的摩尔比为1:1. 0-2. 0 ;反应温度为30-60°C ;反应时 间为1-3小时；4) 将式III所示结构的化合物与环氧氯丙烷和二甲胺溶液反应生成树枝型聚季铵盐目 标产物IV ;环氧氯丙烷与步骤3)中醛或酮摩尔比为1:0. 1-0. 2 ;环氧氯丙烷与二甲胺比例 为1 :0. 8-1. 2 ;反应温度为30-70°C ;时间6-10小时；2. 根据权利要求1所述的含油废水处理用树枝型聚季铵盐的制备方法，所述的有机溶 剂为二甲基甲酰胺、二甲基亚砜或四氢呋喃。3. 根据权利要求1所述的含油废水处理用树枝型聚季铵盐的制备方法，所述的四甲基 胺盐为四甲基乙二胺或四甲基己二胺。4. 根据权利要求1所述的含油废水处理用树枝型聚季铵盐的制备方法，所述的酚类化 合物为对苯二酚、间苯二酚、邻苯二酚、间苯三酚或双酚A。5. 根据权利要求1所述的含油废水处理用树枝型聚季铵盐的制备方法，所述的醛或酮 为含有1~3个碳原子的醛或酮。
【专利摘要】本发明属于石油化工领域，具体涉及一种含油废水处理用树枝型聚季铵盐的制备方法。该方法包括以下步骤：将酚类化合物与环氧氯丙烷在有机溶剂中反应，所得中间产物Ⅰ与四甲基胺盐进行季铵化反应，生成中间产物Ⅱ，中间产物Ⅱ再与醛或酮在碱性条件下羟甲化反应，生成中间产物Ⅲ，中间产物Ⅲ与环氧氯丙烷和二甲胺溶液反应生成树枝型聚季铵盐目标产物；本发明制备的树枝型聚季铵盐因分子结构中电荷密度高，主干和侧链含不同的季胺基团和不同的亲油基团，可适用于不同的含油废水净化处理，处理含油废水效果优于常用的净水剂；本发明的制备方法简单，原料易得，有效降低成本，适用于工业化生产。
【IPC分类】C08G73/00, C02F1/00
【公开号】CN105061758
【申请号】CN201510564458
【发明人】邓万军, 付佐尧
【申请人】邓万军
【公开日】2015年11月18日
【申请日】2015年9月8日