[发明专利]一种阳离子聚合物在作为絮凝剂中的应用

说明书

技术领域

本发明涉及一种阳离子聚合物在作为絮凝剂中的应用。

背景技术

随着渤海油田稠油开采程度和采出液中含聚浓度增大，污水水量、水质变化大，稠油密度较大、酸值较高，油水密度差小，乳化严重，对处理工艺流程及药剂要求较高，用常规无机絮凝剂很难得到有效处理。在现有污水处理工艺一级沉降二级过滤流程条件下，要想提高污水处理效果，则必须筛选或研制出针对性强，且效果好的絮凝剂，以保证稠油污水处理达标回注。

有机絮凝剂与无机絮凝剂相比，具有投量小、絮凝能力强、除油效果好、产生的浮渣量少等特点。美国、日本及欧洲等工业发达国家早在60年代初就着手有机絮凝剂的研制和开发工作，许多炼油厂的污水处理都使用有机絮凝剂。有机絮凝剂的生产厂有数百家，其产品种类繁多、商品牌号齐全、应用范围广泛，有机高分子絮凝剂的合成已成为精细化工领域的重要学科。目前国内工业用絮凝剂以阳离子聚丙烯酰胺为主，分子量较高，从几十万到几百万，属于低电荷、高分子量型絮凝剂，絮凝效果好，但在水中溶解速度较慢，一般商品以粉剂和乳剂出售，使用起来比较困难，需要解决较特殊的投药设备。

发明内容

本发明的目的是提供一种阳离子聚合物在作为絮凝剂中的应用，该絮凝剂具有水溶性好、使用方便等特点。

式Ⅰ所示阳离子聚合物在作为絮凝剂中的应用；

式Ⅰ中，m为数均聚合度时，为2888～4129之间的自然数，n为数均聚合度时，为7684～27280之间的自然数；

m为重均聚合度时，为4393～6397之间的自然数，n为重均聚合度时，为11686～44601的自然数；

所述聚合物的分子量分布可为1.5～1.7，具体可为1.521、1.549或1.635。

上述的应用中，所述絮凝剂用于净化含油污水，所述絮凝剂可降低含油污水的含油量以及固体悬浮物含量。

上述的应用中，所述阳离子聚合物的阳离子度可为10%～30%，特性粘数可为855.9～983.4mL/g，数均分子量可为1.484×10⁶～2.931×10⁶g/mol，重均分子量可为2.257×10⁶～4.792×10⁶g/mol。

上述的应用中，所述阳离子聚合物的阳离子度可为10.07%，特性粘数可为855.9mL/g，数均分子量可为2.931×10⁶g/mol，重均分子量可为4.792×10⁶g/mol。

上述的应用中，所述阳离子聚合物的阳离子度可为18.76%，特性粘数可为930.8mL/g，数均分子量可为2.612×10⁶g/mol，重均分子量可为4.046×10⁶g/mol。

上述的应用中，所述阳离子聚合物的阳离子度可为27.32%，特性粘数可为983.4mL/g，数均分子量可为1.484×10⁶g/mol，重均分子量可为2.257×10⁶g/mol。

本发明中式Ⅰ所示的阳离子聚合物可通过包括如下步骤的方法制备：

（1）四甲基脲与草酰氯进行反应得到二甲胺基-N,N-二甲基氯代氯烯亚铵；

（2）二甲基胺与所述二甲胺基-N,N-二甲基氯代氯烯亚铵进行反应得到六甲基氯胍；

（3）3-丁烯-1-醇与氢氧化钠进行反应得到3-丁烯-1-醇钠；

（4）所述六甲基氯胍与所述3-丁烯-1-醇钠进行反应得到阳离子单体三(二甲氨基)甲基-3-丁烯基醚盐酸盐，如式Ⅱ所示，

（5）在乳化剂和引发剂存在的条件下，丙烯酰胺与所述三(二甲氨基)甲基-3-丁烯基醚盐酸盐经反相乳液聚合即得式Ⅰ所示的阳离子聚合物。

上述的制备方法中，步骤（4）中，所述六甲基氯胍与所述3-丁烯-1-醇钠的摩尔比为1：1；

所述反应的温度可为10～25℃，时间可为3～6小时。

上述的制备方法中，步骤（5）中，所述丙烯酰胺与所述三（二甲氨基）甲基-3-丁烯基醚盐酸盐的摩尔比可为63～85：15～37，具体可为75：25、63：37或85：15。

上述的制备方法中，步骤（5）中，所述反相乳液聚合反应的溶剂为水和有机溶剂的混合物，所述水可为去离子水，所述有机溶剂可为环己烷，所述水与所述有机溶剂的质量比为1：2.7；