[發明專利]一種用于處理廢棄鉆井液的超支化聚合物絮凝劑及其制備方法

無效

• 申請號: 201010296995.2
• 申請日: 2010-09-30
• 公開（公告）號: CN102030399A
• 公開（公告）日: 2011-04-27
• 發明（設計）人: 王學川;胡艷鑫;張莎;鄭書杰
• 申請（專利權）人: 陜西科技大學
• 主分類號: C02F1/56
• 分類號: C02F1/56;C08G63/685;C08G63/78
• 代理公司: 西安新思維專利商標事務所有限公司 61114
• 代理人: 黃秦芳

技術領域

本發明涉及一種水處理技術領域，具體涉及一種用于處理石油天然氣鉆井過程中產生的廢棄鉆井液的高效超支化聚合物絮凝劑及其制備方法。?

背景技術

石油工業的全部過程（勘探、鉆井、開發、儲運和加工）在相應的條件下都會產生各種污染物（原油、油田污水、廢棄鉆井液和鉆屑）。據統計，鉆一口3000至4000?m的普通油氣井，完井后廢棄的鉆井液接近300?m³；我國油田每年鉆井產生的廢棄鉆井液達1200多萬噸，其中1/2直接排放到周圍環境中。?

目前治理廢棄鉆井液比較可靠的方法是固化法，而傳統的固化方法不能完全滿足環保要求，在絮凝沉降和固化配方中添加適當的絮凝劑能破除其中的乳化油，同時使膠體脫穩，顯著提高浸出液水質，很大的改善固化效果。目前常用的絮凝劑主要有以鋁鹽和鐵鹽為代表的無機高分子絮凝劑和以人工合成的聚丙烯酰胺為代表的有機高分子絮凝劑，而這些絮凝劑用于廢棄鉆井液這種特殊的穩定的體系，處理效果受到限制，而且在生產及后續處理中對環境及人體都有潛在的危害。如聚丙烯酰胺，不僅合成成本高、單體危害大而且使用后的大部分高分子物質很難被環境降解，對人體及環境構成很大的威脅；而無機高分子絮凝劑所形成的絮凝體較小，處理效果不穩定，應用條件范圍較小。?

發明內容

本發明要克服現有技術存在的污染及處理效果不穩定的問題，且針對廢棄鉆井液這種特殊體系，提供一種環境友好、絮凝效能高、效果穩定的高效超支化聚合物絮凝劑及其制備方法。?

為克服現有技術存在的問題，本發明的技術解決方案是：?

一種用于處理廢棄鉆井液的超支化聚合物絮凝劑，其分子單體結構如下：?

。

上述超支化聚合物絮凝劑的合成方法，依次包括步驟下述步驟：?

一、中間體的合成：

（1）AB₂型單體的合成：在三口燒瓶中將二乙醇胺和丙烯酸甲酯按1:1～5的摩爾比進行混合，加入以二乙醇胺物質的量計50～300mL/mol的溶劑，升溫至30～70℃，保溫反應4～8h，然后抽真空除去溶劑和過量的丙烯酸甲酯，得到無色透明油狀物AB₂型單體，

（2）端羥基超支化聚合物的合成：將AB₂型單體與多羥基物質進行反應，加入一定質量比的催化劑，制得端羥基超支化聚合物，再將其配成水溶液中間體備用；

二、超支化聚合物絮凝劑的合成：

量取無機金屬鹽類配置金屬離子濃度為2.8～5.6?g/L的水溶液200～400ml，加入步驟一、（2）中間體10～50g，調節溶液pH為1～4，在20～60℃的水浴恒溫振蕩器中振蕩10～20h后，轉移到旋轉蒸發儀中蒸去多余水分，取出后置于80～120℃干燥箱中烘干，得到超支化聚合物絮凝劑。

上述一、（2）中，采用有核一步法控制AB₂型單體和三羥甲基丙烷的摩爾比為3～6:1一次性投料進行反應，然后加入三羥甲基丙烷和AB₂型單體總質量比為2%～8%的催化劑，升溫至60～120℃，反應4～8h后轉移到旋轉蒸發儀中繼續反應，直到體系不再有氣泡鼓出為止，制得端羥基超支化聚合物，再將其配成20%～50%水溶液中間體備用。?

上述一、（2）中，采用有核一步法控制AB₂型單體和季戊四醇的摩爾比為4～7:1一次性投料進行反應，然后加入季戊四醇和AB₂型單體總質量比為1～5%的催化劑，升溫至90～180℃，反應5～9h后轉移到旋轉蒸發儀中繼續反應，直到體系不再有氣泡鼓出為止，制得端羥基超支化聚合物，再將其配成10%～40%水溶液中間體備用。?

上述步驟一、（1）中所用的溶劑為甲醇、N,N–二甲基乙酰胺、二甲基甲酰胺或二甲基亞砜，以上溶劑均為化學純。?

上述步驟一、（1）中所用的催化劑為對甲苯磺酸、苯磺酸或磷鎢酸，以上試劑均為化學純。?

上述步驟二中所用的無機金屬鹽類為硫酸鐵、氯化鐵、硫酸鋁、氯化鋁或硫酸亞鐵。?