[发明专利]一种磺化芳香二胺化合物及其制备方法与应用

说明书

技术领域

本发明涉及一种磺化芳香二胺化合物及其制备方法与应用，用于合成新型高效原油破乳剂和清水剂，属于石油加工技术领域。

背景技术

在石油开采领域，聚合物驱是一种重要的化学驱方法，即在注入水中添加少量聚合物，提高注入水粘度，扩大波及体积，从而达到提高采收率的目的。这项技术在陆上油田取得了很好的应用效果，已成为我国陆上油田最主要的提高采收率技术手段，并逐渐在海上油田得到推广应用。随着部分水解聚丙烯酰胺（HPAM）等聚合物的注入，聚合物驱产生了大量含有HPAM的油田含油废水，残余的聚合物增大了采出液的粘度，同时在悬浮颗粒或液滴表面形成高粘度水化层，提高了油水乳化稳定性，不利于絮体的形成，致使聚合物驱采出液处理难度大大增加。

针对聚驱采出液的油水分离困难问题，为缩短原油破乳时间，提高原油脱水率，并确保处理后的水质达到油田回注水质标准，需要研制具有特殊结构的新型高效破乳剂和清水剂。破乳剂方面，根据表面活性剂及聚合物对原油乳状液的稳定机理，通常认为长支链、网状结构、高分子量的破乳剂有利于原油的化学脱水，其可同时进入原油的多个乳化层面进行同时破乳，加快破乳速度，缩短破乳时间。而对于树枝状或网状破乳剂的合成，引发核心的选取至关重要，引发剂的结构和种类会对药剂的亲/疏水性质、界面活性、空间立体构型等产生影响，进而影响破乳效果。清水剂方面，针对含聚污水的特点，理想的清水剂应对油相组分有良好的亲和性，具有优异的吸附、增溶能力，并避免与阴离子聚合物发生相互作用。由功能性单体合成的有机高分子清水剂是目前研究的热点，通过在功能单体中引入不同亲/疏水性质、刚/柔性功能基团等，可对高分子清水剂的絮凝效果进行灵活调控。

发明内容

本发明的目的是提供一种磺化芳香二胺化合物及其制备方法，该类二胺化合物可用于合成新型高效原油破乳剂或清水剂。

本发明提供的磺化芳香二胺化合物的结构式如式I所示，

式I中，基团A选自H、烷基和烷氧基中任一种；基团B、C和D均选自H、烷基、烷氧基和磺酸基中任一种，且基团B、C和D中至少一个基团为磺酸基。

本发明的磺化芳香二胺化合物中，所述烷基的碳原子数可为1～5，如1或2；所述烷氧基的碳原子数为1～5，如1或2。

本发明还提供了式I所示磺化芳香二胺化合物的制备方法，包括如下步骤：

（1）在酸存在的条件下，式Ⅱ所示苯胺化合物与式Ⅲ所示苯甲醛化合物在水中进行反应；所述反应完毕后，用碱中和所述反应的体系，然后经重结晶得到式Ⅳ所示芳香二胺化合物；

式Ⅱ和式Ⅳ中，基团A选自H、烷基和烷氧基中任一种；

式Ⅲ和式Ⅳ中，基团B’、C’和D’均选自H、烷基和烷氧基中任一种，且基团B’、C’和D’中至少一个基团为H；

（2）在冰浴条件下，将式Ⅳ所示芳香二胺化合物加入至浓硫酸中，然后加入发烟硫酸进行反应，即得式I所示磺化芳香二胺化合物。

上述的制备方法中，步骤（1）中，所述酸可为盐酸、硫酸和硝酸中任一种；

式Ⅱ所示苯胺化合物、式Ⅲ所示苯甲醛化合物与所述酸的摩尔比可为2：1.01～1.10：2.1～2.5。

上述的制备方法中，步骤（1）中，所述反应可在回流状态下进行3～12小时，具体可为3～10小时、3小时、6小时、8小时、10小时或12小时；

所述碱可为氢氧化钠、氢氧化钾、氨水、碳酸钾、碳酸钠、碳酸氢钠和碳酸氢钾中至少一种；

所述重结晶的溶剂可为乙醚、乙醇、丙醇、异丁醇、乙酸乙酯、二氧六环、二氯甲烷和三氯甲烷中至少一种。

上述的制备方法中，步骤（2）中，所述发烟硫酸中三氧化硫的质量含量可为30～50%，如50%；

所述反应包括如下2个反应阶段：首先在0℃条件下反应3～12小时，如可在0℃条件下反应3小时、5小时、6小时、8小时或12小时，然后升温至50～90℃条件下反应1～6小时，如升温至3小时55℃条件下反应6小时、升温至60℃条件下反应1小时或3小时、或者升温至65℃条件下反应2小时。

上述的制备方法中，所述方法还包括如下的后处理步骤：过滤除去不溶物；然后用质量浓度为10～30%的稀酸滴定滤液，得到固体沉淀，经过滤、洗涤、干燥，得到所述磺化芳香二胺化合物。

本发明提供的式I所示磺化芳香二胺化合物可用于制备原油破乳剂或含油污水清水剂。