含油廢水處理用樹枝型聚季銨鹽的制備方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明屬于石油化工領(lǐng)域，具體涉及一種含油廢水處理用樹枝型聚季銨鹽的制備 方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 含油廢水的處理一直是采油廢水和煉油廢水處理的重要難題之一，尤其是油田強 化采油技術(shù)的實施，如酸化措施、水力壓裂、污水回注、表面活性劑驅(qū)、聚合物驅(qū)等方法都給 油田生產(chǎn)和煉油企業(yè)含油廢水的處理帶來巨大的挑戰(zhàn)，因此如何低成本高效率處理含油廢 水一直是石油化工企業(yè)面臨的重點攻關(guān)課題。目前，開發(fā)新型水處理化學(xué)品是解決含油 廢水處理最有效的手段之一，但是傳統(tǒng)的凈水劑無法經(jīng)濟有效解決各類含油廢水處理的難 題。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003] 本發(fā)明為解決現(xiàn)有技術(shù)的不足，旨在開發(fā)一種具有高電荷密度的樹枝型聚季銨鹽 化合物，該樹枝型聚季銨鹽化合物主要用于油田和煉油企業(yè)含油廢水的凈化處理。
[0004] 本發(fā)明的構(gòu)思是這樣的：設(shè)計一種具有高電荷密度的樹枝型聚季銨鹽，主干和側(cè) 鏈含不同季胺基團和不同的親油基團，可適用于不同的含油廢水凈化處理。
[0005] 本發(fā)明是這樣實現(xiàn)的：含油廢水處理用樹枝型聚季銨鹽的制備方法，該方法包括 以下步驟：
[0006] 1)將酚類化合物與環(huán)氧氯丙烷在有機溶劑中反應(yīng)，得到式I所示結(jié)構(gòu)的化合物； 酚類化合物與環(huán)氧氯丙烷摩爾比為1:1. 8-2. 0 ;反應(yīng)溫度為50-100°C ;反應(yīng)時間為2-4小 時；有機溶劑含量20~50wt% ;
[0007]
[0008] 2)將式I所示結(jié)構(gòu)的化合物與四甲基胺鹽進行季銨化反應(yīng)，生成式II所示結(jié)構(gòu)的 線形聚季銨鹽；四甲基胺鹽與環(huán)氧氯丙烷摩爾比為1:〇. 4-0. 6 ;反應(yīng)溫度為60-90°C ;反應(yīng) 時間為4-6小時；
[0009]
[0010] 3)將式II所示結(jié)構(gòu)的線形聚季銨鹽與醛或酮在堿性條件下羥甲化反應(yīng)，生成式III 所示結(jié)構(gòu)的化合物；酚類化合物與醛或酮的摩爾比為1:1. 0-2. 0 ;反應(yīng)溫度為30-60°C ;反 應(yīng)時間為1-3小時；
[0011]
[0012] 4)將式III所示結(jié)構(gòu)的化合物與環(huán)氧氯丙烷和二甲胺反應(yīng)生成樹枝型聚季銨鹽目 標(biāo)產(chǎn)物IV ;環(huán)氧氯丙烷與步驟3)中甲醛摩爾比為1:0. 1-0. 2 ;環(huán)氧氯丙烷與二甲胺比例為 1 :0. 8-1. 2 ;反應(yīng)溫度為30-70°C ;時間6-10小時；
[0013]
[0014] 優(yōu)選的，所述的有機溶劑為二甲基甲酰胺、二甲基亞砜或四氫呋喃。
[0015] 優(yōu)選的，所述的四甲基胺鹽為四甲基乙二胺或四甲基己二胺。
[0016] 優(yōu)選的，所述的酚類化合物為對苯二酚、間苯二酚、鄰苯二酚、間苯三酚或雙酚A。
[0017] 優(yōu)選的，所述的醛或酮為含有1~3個碳原子的醛或酮，進一步優(yōu)選為甲醛或丙 酮。
[0018] 本發(fā)明的有益效果：
[0019] 本發(fā)明制備的樹枝型聚季銨鹽因分子結(jié)構(gòu)中電荷密度高，主干和側(cè)鏈含不同的季 胺基團和不同的親油基團，結(jié)構(gòu)中樹干由含對苯二氧基團的線形聚季銨鹽組成，樹枝側(cè)鏈 由含烷基基團的線形聚季銨鹽組成，可適用于不同的含油廢水凈化處理，處理含油廢水效 果優(yōu)于常用的凈水劑。本發(fā)明的制備方法簡單，原料易得，有效降低成本，適用于工業(yè)化生 產(chǎn)。
【附圖說明】
[0020] 圖1為本發(fā)明樹枝型聚季銨鹽化合物的反應(yīng)流程圖。
【具體實施方式】
[0021] 下面通過實施例對本發(fā)明做進一步描述，但不限制本發(fā)明的保護范圍。
[0022] 實施例1
[0023] (1)將Imol對苯二酚與2mol環(huán)氧氯丙烷在197g二甲基甲酰胺中反應(yīng)，生成中間 產(chǎn)物I ;反應(yīng)溫度為l〇〇°C ;時間為2. 5小時；
[0024]
[0025] (2)將中間產(chǎn)物I和4mol四甲基乙二胺在70°C下反應(yīng)5小時，進行季銨化反應(yīng)， 生成線形聚季銨鹽中間產(chǎn)物II ;
[0026]
[0027] (3)將中間產(chǎn)物II和2mol甲醛在堿性條件下羥甲化反應(yīng)，生成中間產(chǎn)物III ;反應(yīng) 溫度為50°C ;時間為2小時；
[0028]
[0029] (4)將中間產(chǎn)物III與20mol環(huán)氧氯丙烷和16mol二甲胺于60°C下反應(yīng)6小時，生 成樹枝型聚季銨鹽目標(biāo)產(chǎn)物IV ;
[0030] 經(jīng)計算，所得樹枝型聚季銨鹽目標(biāo)產(chǎn)物IV的產(chǎn)率為：81. 4%。
[0031] 實施例2
[0032] (1)將Imol間苯三酚與I. 8mol環(huán)氧氯丙烷在292g四氫呋喃溶劑中反應(yīng)，生成中 間產(chǎn)物I ;反應(yīng)溫度為80°C ;反應(yīng)時間為4小時；
[0033] (2)將中間產(chǎn)物I和3mol四甲基己二胺進行季銨化反應(yīng)，反應(yīng)溫度為90°C ;時間 為4小時；生成線形聚季銨鹽中間產(chǎn)物II ;
[0034] (3)將中間產(chǎn)物II和Imol甲醛在堿性條件下羥甲化反應(yīng)，生成中間產(chǎn)物III ;反應(yīng) 溫度為30°C ;時間為3小時；
[0035] (4)將中間產(chǎn)物III與5mol環(huán)氧氯丙烷和4mol二甲胺溶液反應(yīng)溫度為70°C ;時間 6小時；反應(yīng)生成樹枝型聚季銨鹽目標(biāo)產(chǎn)物；
[0036] 經(jīng)計算，所得樹枝型聚季銨鹽目標(biāo)產(chǎn)物IV的產(chǎn)率為：76. 0%。
[0037] 實施例3
[0038] (1)由2mol雙酸A與3. 8mol環(huán)氧氯丙烷在201. 6g二甲基亞砜溶劑中反應(yīng)，反應(yīng) 溫度為55°C ;時間為2小時；生成中間產(chǎn)物I ;
[0039] (2)將中間產(chǎn)物I和9. 5mol四甲基乙二胺進行季銨化反應(yīng)，生成線形聚季銨鹽中 間產(chǎn)物II ;反應(yīng)溫度為60°C ;時間為6小時；
[0040] (3)將中間產(chǎn)物II和4mol丙酮在堿性條件下羥甲化反應(yīng)，反應(yīng)溫度為60°C ;時間 為1小時生成中間產(chǎn)物III;
[0041] (4)將中間產(chǎn)物III與20mol環(huán)氧氯丙烷和16mol二甲胺溶液反應(yīng)溫度為40°C ;時 間10小時；反應(yīng)生成樹枝型聚季銨鹽目標(biāo)產(chǎn)物；
[0042] 經(jīng)計算，所得樹枝型聚季銨鹽目標(biāo)產(chǎn)物IV的產(chǎn)率為：89. 2%。
[0043] 實施例4
[0044] (1)由Imol鄰苯二酚與2mol環(huán)氧氯丙烷在295g二甲基甲酰胺溶劑中反應(yīng)，反應(yīng) 溫度為95°C ;時間為2小時；生成中間產(chǎn)物I ;
[0045] (2)將中間產(chǎn)物I和4mol四甲基乙二胺進行季銨化反應(yīng)，生成線形聚季銨鹽中間 產(chǎn)物II ;反應(yīng)溫度為80°C ;時間為4. 5小時；
[0046] (3)將中間產(chǎn)物II和2mol丙酮在堿性條件下羥甲化反應(yīng)，反應(yīng)溫度為60°C ;時間 為1小時生成中間產(chǎn)物III;
[0047] (4)將中間產(chǎn)物III與IOmol環(huán)氧氯丙烷和8mol二甲胺溶液反應(yīng)溫度為60°C;時間 8小時；反應(yīng)生成目標(biāo)產(chǎn)物樹枝型聚季銨鹽；
[0048] 經(jīng)計算，所得樹枝型聚季銨鹽目標(biāo)產(chǎn)物IV的產(chǎn)率為：80. 1%。
[0049] 應(yīng)用例：
[0050] 將大連某煉油廠含油廢水采用溶氣氣浮處理工藝進行除油和除懸浮物，進水含油 30-80mg/L，懸浮物含量50-150mg/L，根據(jù)國家標(biāo)準(zhǔn)GB8978-2002,處理后指標(biāo)要求為含油 小于l〇mg/L，懸浮物含量小于15mg/L。但是經(jīng)傳統(tǒng)的聚合氯化鋁處理，難以滿足出水指標(biāo) 要求，將本發(fā)明所得樹枝型聚季銨鹽處理后出水含油小于5mg/L，懸浮物含量小于10mg/L， 符合國家標(biāo)準(zhǔn)；將該樹枝型聚季銨鹽與聚合氯化鋁混合后協(xié)同處理含油廢水，不僅可以去 除廢水中含油量，而且可明顯降低懸浮物含量，有效提高了氣浮單元的處理效果，提升了煉 油廢水處理的技術(shù)水平。
[0051] 以上所述，僅為本發(fā)明較佳的【具體實施方式】，但本發(fā)明的保護范圍并不局限于此， 任何熟悉本技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員在本發(fā)明披露的技術(shù)范圍內(nèi)，根據(jù)本發(fā)明的技術(shù)方案及其 發(fā)明構(gòu)思加以等同替換或改變，都應(yīng)涵蓋在本發(fā)明的保護范圍之內(nèi)。
【主權(quán)項】
1. 一種含油廢水處理用樹枝型聚季銨鹽的制備方法，其特征在于，該方法包括以下步 驟： 1) 將酚類化合物與環(huán)氧氯丙烷在有機溶劑中反應(yīng)，得到式I所示結(jié)構(gòu)的化合物；酚類 化合物與環(huán)氧氯丙烷摩爾比為I: I. 8-2. O ;反應(yīng)溫度為50-100°C ;反應(yīng)時間為2-4小時；有 機溶劑含量20~50wt% ;2) 將式I所示結(jié)構(gòu)的化合物與四甲基胺鹽進行季銨化反應(yīng)，生成式II所示結(jié)構(gòu)的線形 聚季銨鹽；四甲基胺鹽與環(huán)氧氯丙烷摩爾比為1:0. 4-0. 6 ;反應(yīng)溫度為60-90°C ;反應(yīng)時間 為4-6小時；3) 將式II所示結(jié)構(gòu)的線形聚季銨鹽與醛或酮在堿性條件下羥甲化反應(yīng)，生成式III所示 結(jié)構(gòu)的化合物；酚類化合物與醛或酮的摩爾比為1:1. 0-2. 0 ;反應(yīng)溫度為30-60°C ;反應(yīng)時 間為1-3小時；4) 將式III所示結(jié)構(gòu)的化合物與環(huán)氧氯丙烷和二甲胺溶液反應(yīng)生成樹枝型聚季銨鹽目 標(biāo)產(chǎn)物IV ;環(huán)氧氯丙烷與步驟3)中醛或酮摩爾比為1:0. 1-0. 2 ;環(huán)氧氯丙烷與二甲胺比例 為1 :0. 8-1. 2 ;反應(yīng)溫度為30-70°C ;時間6-10小時；2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的含油廢水處理用樹枝型聚季銨鹽的制備方法，所述的有機溶 劑為二甲基甲酰胺、二甲基亞砜或四氫呋喃。3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的含油廢水處理用樹枝型聚季銨鹽的制備方法，所述的四甲基 胺鹽為四甲基乙二胺或四甲基己二胺。4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的含油廢水處理用樹枝型聚季銨鹽的制備方法，所述的酚類化 合物為對苯二酚、間苯二酚、鄰苯二酚、間苯三酚或雙酚A。5. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的含油廢水處理用樹枝型聚季銨鹽的制備方法，所述的醛或酮 為含有1~3個碳原子的醛或酮。
【專利摘要】本發(fā)明屬于石油化工領(lǐng)域，具體涉及一種含油廢水處理用樹枝型聚季銨鹽的制備方法。該方法包括以下步驟：將酚類化合物與環(huán)氧氯丙烷在有機溶劑中反應(yīng)，所得中間產(chǎn)物Ⅰ與四甲基胺鹽進行季銨化反應(yīng)，生成中間產(chǎn)物Ⅱ，中間產(chǎn)物Ⅱ再與醛或酮在堿性條件下羥甲化反應(yīng)，生成中間產(chǎn)物Ⅲ，中間產(chǎn)物Ⅲ與環(huán)氧氯丙烷和二甲胺溶液反應(yīng)生成樹枝型聚季銨鹽目標(biāo)產(chǎn)物；本發(fā)明制備的樹枝型聚季銨鹽因分子結(jié)構(gòu)中電荷密度高，主干和側(cè)鏈含不同的季胺基團和不同的親油基團，可適用于不同的含油廢水凈化處理，處理含油廢水效果優(yōu)于常用的凈水劑；本發(fā)明的制備方法簡單，原料易得，有效降低成本，適用于工業(yè)化生產(chǎn)。
【IPC分類】C08G73/00, C02F1/00
【公開號】CN105061758
【申請?zhí)枴緾N201510564458
【發(fā)明人】鄧萬軍, 付佐堯
【申請人】鄧萬軍
【公開日】2015年11月18日
【申請日】2015年9月8日