[发明专利]木质素基聚合物絮凝剂及其制备方法

说明书

本发明公开了一种木质素基聚合物絮凝剂及其制备方法。本发明是在酶解木质素大分子上接枝聚丙烯酰胺长支链分子，增加了其在油水界面的接触面积，并在分子中引入多种功能性结构单元，增加了其界面活性和吸附能力，可以更快速的破坏油水界面膜，并更好的吸附聚并油滴和水中的固体悬浮颗粒。将制备的木质素基聚合物型絮凝剂单独使用或与反相破乳剂进行复配使用，可以快速有效的脱除油田含油污水中的乳化油和固体悬浮颗粒，为油田技术水处理系统稳定运行、安全环保提供技术支撑。

技术领域

本发明涉及油田含油污水处理药剂和原油集输油水分离处理技术领域，尤其涉及一种木质素基聚合物絮凝剂及其制备方法。

背景技术

目前国内多数油田已处于高采出程度、特高含水开发阶段，注入水驱油的普遍使用以及化学驱、蒸汽驱等强化采油技术的广泛应用，酸化、压裂、调剖、堵水等增产措施的实施，使油田采出液中水包油(O/W)乳状液的比重越来越大，(O/W)乳状液乳化程度更加严重，且乳状液会更加复杂，处理难度也将更大。随着油田的进一步开发，油田采出液中O/W乳状液的破乳、含油污水的除油问题将会更加突出。

目前，国内外用做水包油型乳液破乳的水处理药剂大致可以分为几类:低分子电解质、醇类、表面活性剂类、聚合物类以及多种体系的复配等。

国内外对于油田污水处理药剂的研究已经有十几年的历史，但随着油田增产措施的普遍使用、环保回注要求的不断提高，目前油田水处理技术已经不能完全满足油田水处理的需求，继续研发新型高效的水处理药剂来解决目前油田水处理中遇到的问题。

木质素作为高储量的天然可再生资源，目前并未得到有效合理利用。全世界每年产生大约1.5～1.8亿吨工业木质素中只有不到2％被利用。随着绿色能源革命，生物乙醇的大规模出现，特别是第2代纤维素乙醇以农作物秸秆为原料，所产生的副产物酶解木质素，目前已成为工业木质素新的原料来源。

酶解木质素提取分离反应过程较温和，所得的酶解木质素中灰分和糖分都较低，且酶解木质素分子结构中仍然保留了大量的酚羟基、醇羟基等活性官能团结构。但由于分子中缺乏强亲水性官能团以及可发生反应的高活性位置被其它官能团所占据，使其水溶性和化学反应活性受到限制。木质素中普遍含有芳香基、酚羟基、醇羟基、羰基、甲氧基、羧基、双键等活性基团使其可以进行一系列的化学改性。木质素改性后可以得到新的或更多的功能基团，成为有独特性质和更为广泛应用价值的衍生化产品。

木质素是一种有复杂三维网状物形成大量的活性基团的有机高分子聚合物，其作为絮凝剂使用有着天然的优势，一，可通过静电吸引或氢键作用吸附水中的胶粒；二，可通过起空间网状大分子结构将胶粒和悬浮物网捕、卷扫，产生沉降。

木质素虽可直接用于絮凝剂，但由于平均相对分子质量偏低，活性吸附点少，这些直接影响了其絮凝性能。为此人们提出了多种方法使木质素改性以改变木质素的空间构型、增大相对分子质量、引进具有絮凝性能的官能团，进一步提高木质素的絮凝性能。

木质素系水处理剂的研究始于20世纪60年代,但近10年来发展迅速。通过改性和接枝共聚的方法提高木质素系水处理剂的应用性能是人们研究的一个主要方向。但多数研究是针对于高金属离子含量、高脱色要求的工业废水处理领域，专门针对油田高固悬、复杂乳化的水包油乳液型含油污水处理的研究相对较少。

综上所述，目前油田含油污水处理量逐年增加、处理难度日益增大、环保回注要求日益严苛，普遍所采用的水处理剂多为低分子电解质类或化学合成药剂，已经逐渐不能满足油田水处理日益复杂的情况和严苛的要求，并且由于处理后水必须回注，容易对地下水造成新的污染，产生新的问题。因此研制一种木质素基含油污水生物絮凝剂，一方面满足油田含油污水处理的需求，另一方面实现对木质素资源的合理利用以及回注水的安全环保，对油田生产的安全环保和可持续发展具有重要的意义。

发明内容