[发明专利]基于聚乙烯醇和β‑环糊精的凝油剂及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及管道漏油处理技术领域，特别涉及一种基于聚乙烯醇和β-环糊精的凝油剂及其制备方法。

背景技术

随着海上油田的不断开发，运输量的大幅度增加，全世界每年都有大量石油、成品油泄露到海洋、河流、湖泊以及陆地，严重破坏了海洋及陆上的生态环境。2010年发生的墨西哥湾漏油事件使当地生态环境以及建立在其上的经济活动遭遇“灭顶之灾”。污染使墨西哥湾沿岸的大量湿地和海滩被毁，渔业受损，脆弱的物种灭绝。目前，对漏油、溢油的事故的防范及处理正日益引起全世界范围内的关注。

凝油剂是一种可使溢油凝结成固态或半固态胶冻的化学处理剂。石油或成品油泄漏后经凝油剂处理，变得易于用机械回收装置打捞。对凝油剂的研究最早始于国外，目前已有商品化产品。国内对凝油剂的研究主要是对国外已有制备方法进行改进。中国专利亦报道了几种凝油剂的制备技术(申请号：CN201310644089,CN00110988，CN92115113.6，CN200710018131.2)。

凝油剂从化学结构上主要具备以下几个特点：①以有机化合物或聚合物为基质；②含有一定量的羟基、氨基等极性基团和羧酸根；③内部通过羧酸根与高价金属离子间的离子键形成交联网络。目前，具有以上特点的凝油剂的制备方法复杂繁琐、对反应条件的要求也较高。因此造成了低下的制备效率，不利于进一步的放大试验及生产。同时，我们在研究中发现，现有的以聚合物为基质材料的凝油剂产品在干燥之后容易结成硬块，这种硬块难于进一步加工成粉末，从而不利于凝油剂的快速发挥凝油作用。综上所述，凝油剂的制备需要更加简化而有效的制备思路工艺，以及新的基质材料。

发明内容

本发明的目的在于解决现有技术中凝油剂制备方法复杂繁琐、对反应条件要求较高，凝油效果差等问题的基于聚乙烯醇和β-环糊精的凝油剂及其制备方法。

本发明的一个方面，提供一种制备思路简单，反应条件温和，凝油效果好的基于聚乙烯醇和β-环糊精的凝油剂，包括：携带长脂肪链的二酸酐、聚乙烯醇、β-环糊精、N,N-二甲氨基吡啶、NaOH，硫酸铝，其各组分重量百分比为：携带长脂肪链的二酸酐为29.2～37.2％、β-环糊精为9.6～14.8％、聚乙烯醇为9.8～11.2％、NaOH为4.2～4.8％、硫酸铝为34.3～40.4％。

进一步地，所述携带长脂肪链的二酸酐包括：十二烷基丁二酸酐或其他携带碳链长度为10～18的丁二酸酐中的一种或多种混合物。

进一步地，所述硫酸铝可以用氯化铝代替；所述NaOH可以用KOH代替。

进一步地，所述聚乙烯醇的聚合度为1700，醇解度为88％；

所述硫酸铝的每个分子含18个结晶水。

本发明的而另一个方面提供一种制备上述的聚乙烯醇和β-环糊精的凝油剂的方法，包括：

将携带长脂肪链的二酸酐、聚乙烯醇、β-环糊精及N,N-二甲氨基吡啶四种固定原料溶解于聚乙烯醇及β-环糊精的良溶剂中进行聚合反应，加入所述聚乙烯醇及β-环糊精的良溶剂的体积为所述固体原料质量之和的3～4倍，聚合反应体系在室温下搅拌10～14h获得第一聚合反应产物；

将NaOH加入水中配置成溶液，水的体积为聚合反应体系中加入的所述聚乙烯醇及β-环糊精的良溶剂体积的3～4倍，将配置好的水溶液加入到的第一聚合反应产物中，搅拌均匀后获得第二聚合反应产物；

将铝或铁的强酸盐用水溶解加入到所述第二聚合反应产物中，通过置换反应，使聚合物分子和β-环糊精分子成为铝或铁的羧酸盐，并从置换反应体系中沉淀出来后获得置换反应产物；

将所述置换反应产物进行过滤，并将过滤所得的固体烘干后获得成品。

进一步地，所述携带长脂肪链的二酸酐包括：十二烷基丁二酸酐或其他携带碳链长度为10～18的丁二酸酐中的一种或多种混合物。

进一步地，所述硫酸铝可以用氯化铝代替；所述NaOH可以用KOH代替。

进一步地，所述聚乙烯醇及β-环糊精的良溶剂包括N,N-二甲基甲酰胺、N,N-二甲基乙酰胺、N-甲基吡咯烷酮中的一种或多种混合物。

进一步地，所述聚乙烯醇的聚合度为1700，醇解度为88％。

进一步地，硫酸铝的每个分子含18个结晶水。