[发明专利]一种硫酸酯双季铵盐油田含聚污水用高效杀菌剂及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种具有良好杀菌性能的新型水处理系统杀菌剂，可用于控制油田含聚污水中的细菌以及工厂排放污水处理等领域。

背景技术

油田注水系统中常含有大量的细菌，如硫酸盐还原菌、铁细菌、腐生菌等，其中硫酸盐还原菌(sulfate-reducing bacteria SRB)能利用硫酸盐和其它氧化态硫化物，或利用元素硫作为电子受体，并将这些物质还原成S^2-的原核生物，严格厌氧或兼性厌氧，它们存在于厌氧的泥浆、淡水的沉积物、咸水和海水生境、金属输送管道等环境中，是循环水中的主要危害菌，它们腐蚀金属设备、导致循环水系统黏泥升高、堵塞管道、影响换热效率、恶化水质、降低水处理药剂的处理效果，给生产带来许多不便。目前，油田用于控制细菌的方法主要有物理方法和化学方法，投放杀菌剂作为一种化学处理方法具有经济、方便、效率高的特点，因此，在我国油田工业实际生产中一直作为主要的控制回注水中细菌的方法。

按照杀菌剂的作用机理可将其分为氧化型杀菌剂和非氧化型杀菌剂，氧化型杀菌剂杀菌作用力强、来源广泛、价格低廉，但药效维持时间短、稳定性差；非氧化型杀菌剂分为离子型杀菌剂和非离子型杀菌剂，根据杀菌剂在水中带电的正负性，离子型杀菌剂可大致分为阳离子型杀菌剂、两性离子杀菌剂和阴离子型杀菌剂，由于细菌细胞壁通常带负电，所以使用最早最多的是阳离子表面活性剂类杀菌剂，如目前广泛使用的杀菌剂是以季铵盐为主的复配杀菌剂，典型的如：1227(十二烷基二甲基苄基氯化铵)、1231(十二烷基三甲基氯化铵)、新洁尔灭(十二烷基二甲基苄基溴化铵)等。

在油田实际生产运行中，阳离子表面活性剂类杀菌剂会与回注水中的聚合物反应而失去药效，使得杀菌效果变差，再加上回注水中含油、悬浮物等共同影响，更加降低了其在含聚污水中杀菌效果。针对目前杀菌剂和聚合物发生反应失活导致含聚污水杀菌效果差、细菌达标率低等问题，有必要开展含聚污水选择性高效杀菌剂研究。

双季铵盐杀菌剂具有较强的杀菌活性，一方面是由于分子中具有两个长链的疏水基团；另一方面是由于分子中有两个带正电荷的N+离子，通过诱导作用使分子中季氮上的正电荷密度增加，更有利于杀菌剂分子在细菌表面的吸附，从而改变细胞壁的渗透性，使菌体破裂；此外，杀菌剂吸附到菌体表面后，有利于疏水基与亲水基分别深入菌体细胞的类脂层与蛋白层，导致酶失去活性和蛋白质变性，由于这两种作用的联合效应，使得该杀菌剂有较强的杀菌能力。然而普通的双季铵盐杀菌剂专一性较强，广谱性比较差。

本发明结合油田含聚污水特征，研制与聚合物不发生聚沉反应、适用于含聚污水的新型杀菌剂，提高含聚污水杀菌效果，降低细菌活动对设备、管网及储层的危害，具有广谱性和良好的粘泥剥离效果和缓蚀性能。

发明内容

本发明的目的就是合成一种在含聚污水中既具有较高杀菌率又具有良好配伍性能的新型杀菌剂，具有广谱性和良好的粘泥剥离效果和缓蚀性能。

为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种高杀菌率的新型杀菌剂的制备方法，包括如下步骤：首先以叔胺、浓盐酸、环氧氯丙烷为反应物，无水乙醇为溶剂，制备中间体1，然后以该中间体1以及氯磺酸为反应物，二氯甲烷为溶剂，制备中间体2，然后以该中间体2以及氢氧化钠为反应物，乙醇为溶剂合成了硫酸酯双季铵盐类高杀菌率的新型杀菌剂。

所述步骤具体如下：

(1)叔胺、浓盐酸与环氧氯丙烷按照一定的摩尔比，加入250ml乙醇溶液中；具体为：先加入叔胺和浓盐酸反应0.5h生成叔胺盐酸盐，再加入环氧氯丙烷，一定温度下回流反应12h，产物为淡黄色粘稠状液体，旋蒸除去溶剂，加入事先干燥的丙酮，震荡并搅拌，出现大量乳白色沉淀，抽滤，如此反复进行三次，得到白色粉末状固体。

所述丙酮为干燥过的丙酮。

(2)取步骤(1)中产物111g溶于250mL二氯甲烷，并置于装有搅拌、冷凝装置的500mL烧瓶中。另将20mL氯磺酸溶于40mL二氯甲烷，置于恒压分液漏斗中，在室温下滴加至烧瓶中，20分钟滴加完毕，搅拌反应3h。再通入氮气驱逐反应产生的HCl，沉淀逐渐增加，2h后停止反应，将反应液抽滤，抽滤所得产物用丙酮洗剂两次，得到白色固体粉末。

(3)取步骤(2)中白色固体粉末75g溶于200ml乙醇溶液，滴加质量分数30％的氢氧化钠溶液，中和反应体系pH至一定值。减压蒸出溶剂，加入200ml乙醇回流反应0.5h，抽滤除去氢氧化钠，滤液进行减压蒸馏即得到白色粘稠状固体产物。