一種芳環(huán)核心的多分枝結(jié)構(gòu)破乳劑的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種芳環(huán)核心的多分枝結(jié)構(gòu)破乳劑，該破乳劑是在芳環(huán)酚與乙二胺、甲醛縮合制備的酚胺樹脂的結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)上，利用丙烯酸甲酯和多胺類物質(zhì)兩種原料在甲醇溶劑中交替進(jìn)行Michael加成和酰胺化縮合反應(yīng)，在酚胺樹脂上接枝聚酰胺-胺樹枝狀高分子（Dendrimer）的重復(fù)結(jié)構(gòu)單元，合成出了一種超多分支芳環(huán)核心的Dendrime大分子作為起始劑，通過對Dendrimer大分子起始劑功能基團(tuán)的烷氧基化反應(yīng)，接枝聚醚鏈段，調(diào)控聚醚嵌段的結(jié)構(gòu)和比例，制備出一系列新型結(jié)構(gòu)的聚醚破乳劑。
【專利說明】一種芳環(huán)核心的多分枝結(jié)構(gòu)破乳劑
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及高效破乳劑,尤其是新型的芳環(huán)核心的Dendrimer多分枝結(jié)構(gòu)破乳劑，適用于原油稠油開采、集輸及煉化過程中的破乳脫水。
【背景技術(shù)】
[0002]石油是不可再生的重要能源，在國民經(jīng)濟(jì)、國防以及在人們的日常生活中占有舉足輕重的地位。原油是一種多組分的混合物，在開采過程中原油與水同時(shí)在地層中共存、經(jīng)抽油機(jī)油管流出地面，在原油中的天然乳化劑組分(膠質(zhì)、浙青質(zhì)、環(huán)烷酸、脂肪酸、鹽、晶態(tài)石蠟等)、加入的化學(xué)藥劑以及抽油機(jī)抽提、剪切攪拌等采油操作工藝的相互作用下，原油極易與水形成穩(wěn)定的乳狀液。目前，世界上采出的原油大約80%以原油乳狀液的形式存在。原油含水形成的乳狀液會使下游原油煉化催化劑中毒、增加煉油費(fèi)用以及造成設(shè)備管線的腐蝕損害；含水乳液原油會使粘度顯著增大，集輸過程中動力能耗大幅增加，同時(shí)原油處理液量增加，降低管線和設(shè)備的利用率。因此原油的破乳脫水是原油生產(chǎn)和加工過程中必不可缺的步驟，原油外輸之前必須進(jìn)行破乳脫水。
[0003]破乳的方法很多，例如電脫水、超聲波脫水、離心脫水和化學(xué)脫水等，在所有破乳脫水的方法中，最常用的油水分離手段是在加熱的條件下用化學(xué)破乳劑破乳。在油田和煉油廠用破乳劑破乳脫水最為簡便且應(yīng)用最為廣泛。在石油開采和集輸用化學(xué)品中，破乳劑作為一種重要的油田化學(xué)助劑，用量最大，因此它的研究應(yīng)用引起了油田化學(xué)工作者的廣泛重視。
[0004]破乳劑的分子結(jié)構(gòu)對原油破乳劑的脫水性能起著決定性作用，我國目前生產(chǎn)應(yīng)用的破乳劑主要以非離子聚醚為主，是通過“改頭，換尾，加骨，交連”等手段對傳統(tǒng)直鏈或支鏈的醇類、胺類、酚胺樹脂、酚醛樹脂為起始劑合成的聚氧丙烯聚氧乙烯嵌段聚醚破乳劑進(jìn)行改性而成。中國專利申請CN1037094A披露了一種烷基酚和另一種酚與甲醛縮合樹脂，在于環(huán)氧丙烷、環(huán)氧乙烷嵌段聚合而成的多分枝樹脂聚醚破乳劑。中國專利申請CN102676209A披露了一種以叔丁基酚、多乙烯多胺和甲醛縮合酚胺樹脂，與環(huán)氧丙烷、環(huán)氧乙烷嵌段聚合而成的多分枝樹脂聚醚破乳劑。中國專利申請CN102993434A披露一種酚胺樹脂為起始劑合成的多分枝樹脂聚醚破乳劑。
[0005]樹枝狀高分子(Dendr imer)是上世紀(jì)80年代中后期開發(fā)的一類新型高分子，是一類由多官能內(nèi)核出發(fā)，向外重復(fù)生長，高度支化的三維大分子。分子中有重復(fù)的結(jié)構(gòu)單元，分子的大小、形狀和結(jié)構(gòu)可以從分子水平上進(jìn)行設(shè)計(jì)，因而具有許多獨(dú)特的優(yōu)越性:結(jié)構(gòu)可精確控制、單分散、具有三維球形結(jié)構(gòu)，水溶性好，分子內(nèi)部和末端含有大量功能基團(tuán)，可用于對分子的功能改性。中國專利申請專利CN1022664374A披露了一種聚酰胺胺與二甲胺、環(huán)氧氯丙烷聚合的水溶性陽離子破乳劑。中國專利申請專利CN101357992中披露一種星狀聚酰胺-胺季銨鹽高效反相破乳劑的制備方法。本發(fā)明人在中國專利CN101418230A中披露了一種乙二胺為核心與丙烯酸甲酯逐代接枝反應(yīng)合成的聚酰胺-胺作為起始劑，經(jīng)烷氧基化合成的星型多分枝結(jié)構(gòu)樹脂聚醚破乳劑。[0006]本發(fā)明提供的芳環(huán)核心Dendr imer多分枝型破乳劑,超多分支結(jié)構(gòu)使破乳劑具備更好的界面破壞能力和破乳性能；苯環(huán)核心破乳劑分子對油水界面膜具備更強(qiáng)的吸附、擴(kuò)散和界面作用能力；通過調(diào)控聚氧丙烯聚氧乙烯聚醚鏈段的比例調(diào)控分子親疏水性能和界面活性，提高破乳劑的破乳性能。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007]本發(fā)明的目的在于:提供的高效的具備新型結(jié)構(gòu)、芳環(huán)核心的Dendr imer多分枝結(jié)構(gòu)聚醚破乳劑，為企業(yè)的改造、創(chuàng)新提供技術(shù)支撐。
[0008]本發(fā)明的目的是這樣實(shí)現(xiàn)的:一種芳環(huán)核心的多分枝結(jié)構(gòu)破乳劑，原料以重量份數(shù)配制，分步驟實(shí)施；
[0009]步驟I酚胺樹脂的制備:
[0010]原料由芳環(huán)酚I份、乙二胺2-4份、甲苯或二甲苯50-100份組成；
[0011]將芳環(huán)酚、乙二胺投入到帶有攪拌的容器中，升溫至50-80°C，然后滴加甲醛
2-4份，滴加時(shí)間l_2h，在60-100°C下，聚合反應(yīng)2-6h，然后升溫至100-180°C，在壓力-0.08--0.09Mpa下，加入甲苯或二甲苯，實(shí)施循環(huán)蒸餾，再經(jīng)脫水、減壓、蒸發(fā)除取溶劑，得到棕紅色粘稠的酚胺樹脂；
[0012]步驟2芳環(huán)核心的多分枝的多元酯中間體的制備:
[0013]原料由步驟I的酚胺樹脂I份、甲醇20-50份、丙烯酸甲酯6-12份組成；
[0014]取酚胺樹脂溶解于甲醇溶劑中，通氮?dú)獬?，?5_30°C下，滴加丙烯酸甲酯，滴加時(shí)間l_2h，在28-33°C下，攪拌反應(yīng)24-48h，反應(yīng)產(chǎn)物減壓、蒸發(fā)、除去甲醇溶劑，得到淡黃色至紅棕色多元酯中間體；`
[0015]步驟3芳環(huán)核心Dendr imer多分枝結(jié)構(gòu)起始劑的制備:
[0016]原料由多胺類6-12份、甲醇20-40份、步驟2芳環(huán)核心的多分枝的多元酯中間體I份組成；
[0017]將多胺類、甲醇置于反應(yīng)釜中，通氮除氧，在25_30°C下，滴加芳環(huán)核心的多分枝的多元酯中間體和甲醇，滴加l_2h，在29-34°C下，攪拌反應(yīng)24-48h，反應(yīng)產(chǎn)物減壓、蒸發(fā)、除去溶劑，得到淡黃色至紅棕色粘稠狀液體；
[0018]步驟4芳環(huán)核心Dendr imer多分枝結(jié)構(gòu)的聚醚破乳劑制備:
[0019]原料由步驟3的芳環(huán)核心Dendr imer多分枝結(jié)構(gòu)大分子為起始劑I份、氫氧化鉀為催化劑0.5-1.0份、10-300份的環(huán)氧丙烷、10-300份的環(huán)氧乙烷、磷酸1_10份組成；
[0020]將芳環(huán)核心Dendr imer多分枝結(jié)構(gòu)大分子為起始劑，氫氧化鉀為催化劑，置于反應(yīng)爸，緩慢攪拌升溫至130-15(TC、0.4MPa條件下，緩慢依次添加環(huán)氧丙烷、環(huán)氧乙烷，進(jìn)行嵌段聚合反應(yīng)，時(shí)間4-24h，反應(yīng)完畢，產(chǎn)物用磷酸中和，抽濾減壓，得到芳環(huán)核心Dendrimer多分枝結(jié)構(gòu)的聚醚破乳劑；
[0021]其中芳環(huán)核心Dendr imer多分枝大分子起始劑與環(huán)氧化物以重量比為1:9-1000，環(huán)氧丙烷和環(huán)氧乙烷的嵌段m:n值為5-300:5_300。
[0022]所述破乳劑，接枝聚醚嵌段類型為環(huán)氧丙烷環(huán)氧乙烷二嵌段、三嵌段、四嵌段和無規(guī)共聚型結(jié)構(gòu)。
[0023]所述破乳劑，選用的芳環(huán)酚為苯酚、烷基酚、雙酚A、多酚等酚類，選用可選用其中的一種或多種；烷基酚為丙基酚、丁基酚、戊基酚、庚基酚、辛基酚、壬基酚、癸基酚或長鏈烷基酚，使用時(shí)可選用其中的一種或多種。
[0024]所述破乳劑，選用的多胺類為乙二胺、二乙烯三胺、三乙烯四胺、四乙烯五胺、多乙烯多胺，使用時(shí)可選用其中的一種或多種。
[0025]本發(fā)明的技術(shù)原理:提供的破乳劑是在芳環(huán)酚與乙二胺、經(jīng)甲醛縮合制備的酚胺樹脂的結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)上，利用丙烯酸甲酯和多胺類物質(zhì)兩種原料在甲醇溶劑中交替進(jìn)行Michael加成和酰胺化縮合反應(yīng)，在酚胺樹脂上接枝聚酰胺_胺樹枝狀高分子(Dendrimer)的重復(fù)結(jié)構(gòu)單元,合成出了一種超多分支芳環(huán)核心的Dendr ime大分子作為起始劑，通過對Dendr imer大分子起始劑功能基團(tuán)的烷氧基化反應(yīng),接枝聚醚鏈段,調(diào)控聚醚嵌段的結(jié)構(gòu)和比例，制備出一系列新型結(jié)構(gòu)、芳環(huán)核心的Dendr imer多分枝結(jié)構(gòu)聚醚破乳劑。
[0026]本發(fā)明一是將芳環(huán)酚類和乙二胺，在甲醛的交聯(lián)下制備酚胺樹脂；二是將酚胺樹脂在甲醇溶劑中，滴加丙烯酸甲酯進(jìn)行Michael加成反應(yīng)，得到芳環(huán)核心的多分枝的多元酯中間體；三是將芳環(huán)核心的多分枝的多元酯中間體在甲醇溶劑中，滴加多胺類進(jìn)行酰胺化縮合反應(yīng)生成芳環(huán)核心Dendr imer多分枝結(jié)構(gòu)起始劑；四是芳環(huán)核心Dendr imer多分枝結(jié)構(gòu)起始劑，在氫氧化鉀的催化劑條件下，烷氧基化反應(yīng)接枝環(huán)氧丙烷環(huán)氧乙烷聚醚鏈段，合成芳環(huán)核心Dendr imer多分枝結(jié)構(gòu)的聚醚破乳劑。該破乳劑,具備更好的界面破壞能力和破乳性能，對油水界面膜具備更強(qiáng)的吸附、擴(kuò)散和界面作用能力，更好親疏水性能和界面活性，到達(dá)設(shè)計(jì)要求，彰顯技術(shù)進(jìn)步。 【具體實(shí)施方式】
[0027]本發(fā)明結(jié)合實(shí)施例作進(jìn)一步闡明。
[0028]一、原料合成:
[0029](I)酚胺樹脂；
[0030](2)芳環(huán)核心的多分枝的多元酯中間體；
[0031](3)芳環(huán)核心Dendr imer多分枝結(jié)構(gòu)起始劑；
[0032](4)芳環(huán)核心Dendr imer多分枝結(jié)構(gòu)的聚醚破乳劑；
[0033]本發(fā)明所述的反應(yīng)第(I)步酚胺樹脂的化學(xué)式如(I )、(II)、(III)所示。
[0034]
【權(quán)利要求】
1.一種芳環(huán)核心的多分枝結(jié)構(gòu)破乳劑，其特征在于:原料以重量份數(shù)配制，分步驟實(shí)施； 步驟I酚胺樹脂的制備: 原料由芳環(huán)酚I份、乙二胺2-4份、甲苯或二甲苯50-100份組成； 將芳環(huán)酚、乙二胺投入到帶有攪拌的容器中，升溫至50-80°C，然后滴加甲醛2-4份，滴加時(shí)間l_2h，在60-100 °C下，聚合反應(yīng)2-6 h，然后升溫至100-180 °C，在壓力-0.08--0.09MPa下，加入甲苯或二甲苯，實(shí)施循環(huán)蒸餾，再經(jīng)脫水、減壓、蒸發(fā)除取溶劑，得到棕紅色粘稠的酚胺樹脂； 步驟2芳環(huán)核心的多分枝的多元酯中間體的制備: 原料由步驟I的酚胺樹脂I份、甲醇20-50份、丙烯酸甲酯6-12份組成； 取酚胺樹脂溶解于甲醇溶劑中，通氮?dú)獬?，?5-30°C下，滴加丙烯酸甲酯，滴加時(shí)間 l-2h，在28-33 1:下，攪拌反應(yīng)24-48 h，反應(yīng)產(chǎn)物減壓、蒸發(fā)、除去甲醇溶劑，得到淡黃色至紅棕色多元酯中間體； 步驟3芳環(huán)核心Dendrimer多分枝結(jié)構(gòu)起始劑的制備: 原料由多胺類6-12份、甲醇20-40份、步驟2芳環(huán)核心的多分枝的多元酯中間體I份組成； 將多胺類、甲醇置于反應(yīng)釜中，通氮除氧，在25-30 1:下，滴加芳環(huán)核心的多分枝的多元酯中間體和甲醇，滴加1-2 h，在29-34 1:下，攪拌反應(yīng)24 _48h，反應(yīng)產(chǎn)物減壓、蒸發(fā)、除去溶劑，得到淡黃色至紅棕色粘稠狀液體； 步驟4芳環(huán)核心Dendrimer多分枝結(jié)構(gòu)的聚醚破乳劑制備: 原料由步驟3的芳環(huán)核心Dendrimer多分枝結(jié)構(gòu)大分子為起始劑I份、氫氧化鉀為催化劑0.5-1.0份、10-300份的環(huán)氧丙烷、10-300份的環(huán)氧乙烷、磷酸1_10份組成； 將芳環(huán)核心Dendrimer多分枝結(jié)構(gòu)大分子為起始劑，氫氧化鉀為催化劑，置于反應(yīng)釜，緩慢攪拌升溫至130 -150°C、0.4 MPa條件下，緩慢依次添加環(huán)氧丙烷、環(huán)氧乙烷，進(jìn)行嵌段聚合反應(yīng)，時(shí)間4-24 h,反應(yīng)完畢,產(chǎn)物用磷酸中和,抽濾減壓,得到芳環(huán)核心Dendrimer多分枝結(jié)構(gòu)的聚醚破乳劑； 其中芳環(huán)核心Dendrimer多分枝大分子起始劑與環(huán)氧化物以重量比為1: 9-1000,環(huán)氧丙燒和環(huán)氧乙燒的嵌段m:n值為5-300:5_300。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述破乳劑，其特征在于:接枝聚醚嵌段類型為環(huán)氧丙烷環(huán)氧乙烷二嵌段、三嵌段、四嵌段和無規(guī)共聚型結(jié)構(gòu)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述破乳劑，其特征在于:選用的芳環(huán)酚為苯酚、烷基酚、雙酚A、多酚等酚類，使用時(shí)可選用其中的一種或多種；烷基酚為丙基酚、丁基酚、戊基酚、庚基酚、辛基酚、壬基酚、癸基酚或長鏈烷基酚，使用時(shí)可選用其中的一種或多種。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述破乳劑，其特征在于:選用的多胺類為乙二胺、二乙烯三胺、三乙烯四胺、四乙烯五胺、多乙烯多胺，使用時(shí)可選用其中的一種或多種。
【文檔編號】C08G65/28GK103450467SQ201310347875
【公開日】2013年12月18日 申請日期:2013年8月9日 優(yōu)先權(quán)日:2013年8月9日
【發(fā)明者】周繼柱, 付增華, 時(shí)武龍, 冷傳志, 張志海, 曾凡清, 胡建嶺, 古群峰, 岳強(qiáng), 楊新勇 申請人:新疆天普石油天然氣工程技術(shù)有限公司