[发明专利]聚甘油丙烯酸酯的合成及其稠油破乳脱水应用

说明书

本发明涉及一类聚甘油丙烯酸酯的合成及其稠油破乳脱水应用。

聚甘油与饱和脂肪酸直接酯化合成聚甘油饱和脂肪酸酯，研究应用较多，例如其在日化、食品、医药、纺织、洗涤剂、粘合剂等众多领域内拥有广泛的应用。高碳醇与丙烯酸直接酯化合成丙烯酸高碳醇酯，研究应用也较多，例如其是重要的化工原料，其均聚物或与马来酸酐、苯乙烯等单体的共聚物可以作为原油降凝剂、胶粘剂、塑料增塑剂等等。然而，聚甘油与丙烯酸酯化合成聚甘油丙烯酸酯，研究应用未见报道。聚甘油丙烯酸酯的化学结构中有不饱和碳-碳双键和羟基、醚健等特性官能团，所以具有其特殊的化学性质，理论上应该有较广泛的应用，本发明则将其作为原油破乳剂进行了原油脱水的应用。由于聚甘油丙烯酸酯的结构特点，可与各种化合物在介质中反应，合成一系列共聚物，其本身结构决定了聚甘油丙烯酸酯在各种化学产品的改性方面有较大的应用潜力。

文献谈到改性松香聚甘油酯具有破乳功效，聚甘油丙烯酸酯破乳剂未见报道。聚甘油本身具有破乳的功能，对其进行改性，与丙烯酸酯化合成聚甘油丙烯酸酯，设计合适的亲水亲油平衡值，能够达到较好的破乳效果。水溶性聚甘油丙烯酸酯破乳剂的合成工艺简单，原料廉价易得，相对生产聚醚破乳剂毒性较小、操作较安全，并且产物含有双键活泼官能团，能够进一步对产物进行改性，是一种新型的原油破乳剂。

本发明的目的在于合成聚甘油丙烯酸酯，并在稠油破乳脱水中进行应用。

本发明是这样实现的，首先合成聚甘油，在以聚甘油为原料合成聚甘油丙烯酸酯，可以根据不同聚合度的聚甘油，以及不同的酯化率合成不同结构的聚甘油丙烯酸酯，以满足不同的需要。

(1)聚甘油的合成

在装有分水器、温度计、搅拌器的四口烧瓶中，加入200g甘油和粉状NaOH6g，通N₂慢慢升温至250～260℃，根据聚甘油折光率，分别合成聚合度n＝2～12的聚甘油，每次反应结束后，抽真空(250～260℃/1333Pa)0.5h，降温至90～100℃，加入醋酸中和催化剂，使聚甘油pH＝7附近，待用。

聚甘油分子式结构如下：

n为聚甘油的聚合度，为2～12。

注意：N₂一定要足量，不然副产物较多，影响聚甘油的外观色泽与化学性质。

(2)聚甘油丙烯酸酯的合成

在装有分水器、温度计、搅拌器的三口烧瓶中，加入一定量的聚甘油、芳烃溶剂和阻聚剂对苯二酚，加热到60℃使其全部溶解后，再依次加人丙烯酸和催化剂。先加热回流约3h左右，然后装上分水器，进行脱水。水与甲苯可以共沸而同时被蒸出。脱水回流一定时间，观察脱出水量，结束反应。减压蒸馏除去未反应的丙烯酸和溶剂，得到较白的膏状产物。

聚甘油丙烯酸酯分子式结构如下：

R为CH₂＝CH-C＝O-或-H，n为聚甘油聚合度。

聚甘油丙烯酸酯合成中，反应条件控制情况如下：

催化剂用量占反应物总量的1％～4.5％(wt)；

阻聚剂用量占丙烯酸用量的1％～3.5％(wt)；

反应时间8h～15h；

聚甘油中羟基与丙烯酸之摩尔比为1.5∶1～3∶1；

聚甘油聚合度为2～12。

根据不同的反应条件，可以得到不同结构的聚甘油丙烯酸酯。

本发明针对稠油破乳脱水进行应用，具体实施例如下。实施例中合成聚甘油丙烯酸酯所用溶剂为甲苯，例1中所用催化剂为浓硫酸，其余例中所用催化剂为对甲苯磺酸。