一种聚醚类超支化聚合物作为破乳剂的应用
【技术领域】
[0001] 本发明涉及石油添加剂技术领域，具体涉及一种聚醚类超支化聚合物作为破乳剂 的应用。
【背景技术】
[0002] 1988年，Kim和Webster(Journal of the American Chemical Society，1990， 112:4592-4593.)共同提出了超支化聚合物(hyperbranched polymers)这个名词，用以限 定那些结构不同于树枝状聚合物(dendrimers)的聚合物。超支化聚合物与树枝状聚合物相 似，是一类高度支化、具有3D和拓扑结构的大分子物质，高度支化的结构赋予其优良的分散 效果、低粘度以及高流变性等独特的性能，末端含有丰富的官能团为实现功能化提供良好 条件，因此它成为高分子领域研究热点之一，并已在生物医药、石油化工、超分子自组装、催 化剂和传感器等领域实现应用并取得良好效果。
[0003] 近年来，超支化聚合物在超分子领域中的应用吸引了人们的研究兴趣，其中超支 化聚缩水甘油是研究得较为成熟的一类聚醚类聚合物；1 999年Sunder等人 (Macromolecules，1999，32:4240-4246.)通过阴离子聚合法得到超支化聚缩水甘油(HPG)， 并将它与甲基丙烯酸缩水甘油酯进行酯交换合成了端基含有双键的双亲性HPG-MA，但是并 未公开将双亲性HPG-ΜΑ运用于破乳剂。
[0004] 近年来，国家对环境保护越来越重视，污水处理显得尤为重要。随着大部分油田开 发已经进入高含水期，油田污水多以乳状液的形式被采出。这给原油的开采、集输和加工 过程带来诸多不便，而破乳剂的合成及应用对油田采出液的处理或者污水处理起到很好的 作用。破乳剂的种类繁多，主要包含阴离子型、阳离子型、非离子型破乳剂等;而非离子破乳 剂因其具有不受电解质影响、破乳效果好的特点受到广泛关注。
[0005] 中国发明专利(CN 102333576 A)公开一种非树枝状的高官能度超支化聚酯和聚 碳酸酯作为破乳剂用于分离原油乳液的用途，所述非树枝状的高官能度超支化聚酯和聚碳 酸酯可通过以下组分的反应获得:至少一种脂族、脂环族、芳脂族或芳族二羧酸或它们的衍 生物，或有机聚碳酸酯，和至少一种X元的脂族、脂环族、芳脂族或芳族醇，其具有多于两个 羟基，其中X是大于2的数，和至少一种具有平均1-40个亚烷基氧单元的饱和或不饱和C 2-C30 脂肪酸酰胺的脂肪酸酰胺烷氧基化物，但是上述非树枝状的高官能度超支化聚酯和聚碳酸 酯的组成组分较为复杂。
【发明内容】
[0006] 本发明的目的在于针对现有技术的不足，提供一种聚醚类超支化聚合物作为破乳 剂的应用。
[0007] 本发明目的通过如下技术方案实现：
[0008] -种聚醚类超支化聚合物作为破乳剂的应用，其中，所述的聚醚类超支化聚合物 中心为聚醚类结构，端基包含亲水的羟基和疏水的双键;所述的聚醚类超支化聚合物的数 均分子量分布为2000~8000。
[0009]由于聚醚类超支化聚合物的端基既包含亲水的羟基，也包含疏水的双键，具有双 亲性，能够显著降低油水界面张力，促进了乳状液油水分离的速率。聚醚类超支化聚合物 (HPG-MA)的结构示意式如下（需要说明的是，由于超支化结构多变且复杂，如下所示的结构 仅为示例）：
[0011] 作为优选，所述的聚醚类超支化聚合物通过超支化聚缩水甘油与甲基丙烯酸缩水 甘油酯进行酯交换反应制备得到；所述的超支化聚缩水甘油由缩水甘油经阴离子聚合制 得。
[0012] 作为优选，聚醚类超支化聚合物的制备方法，可以参考2006年Oudshoorna等 (Biomaterials，2006，27:5471-5479 ·)公开的制备方法。
[0013] 作为优选，所述的超支化聚缩水甘油的支化度为20~30 %。支化度小，亲水性强， 亲油性不好，降低界面张力的能力较弱;支化度高，亲油性强，亲水性弱，在水中溶解度越来 越小，已经不能在水包油型乳状液中应用，并且降低界面张力的能力也不是很好。
[0014] 作为优选，将所述的聚醚类超支化聚合物分散到水包油型乳状液中进行破乳。
[0015] 作为优选，所述的破乳的温度为30~60°C，沉降时间为10~40min。上述的破乳温 度下，促进聚醚类超支化聚合物的破乳速率。
[0016] 作为优选，所述的聚醚类超支化聚合物在水包油型乳状液中的添加量为500~ 2000mg/L〇
[0017] 作为优选，所述的水包油型乳状液中的油相为模拟油或实际油。
[0018] 作为优选，所述的模拟油为十氢萘或正十四烷;所述的实际油为煤油、柴油或汽 油。
[0019] 作为优选，所述的水包油型乳状液中的水相的矿化度为0~10000mg/L，其中水相 中NaCl和CaCl2的质量比为0 · 9~1 · 1。
[0020] 同现有技术相比，本发明的有益效果体现在：由于聚醚类超支化聚合物(HPG-MA) 的端基既包含亲水的羟基，也包含疏水的双键，能够显著降低油水界面张力，当HPG-MA添加 到水包油型乳状液后促进了乳状液油水分离的速率，提高了HPG-MA的破乳效率，拓宽了超 支化聚合物HPG-MA的使用范围。
【具体实施方式】
[0021] 以下应用例可以使本专业人员更全面理解本发明，但不以任何方式限制本发明。
[0022] 除油效率是通过紫外分光光度计测量计算得到，在一定温度时加入破乳剂的浓度 与未加破乳剂的浓度的差值除以未加破乳剂的浓度得到除油效率。
[0023]聚醚类超支化聚合物的制备
[0024] 取5g超支化聚缩水甘油，溶解分散于适量DMS0中（通常情况下VDMSQ:m HPG = 9)，添加 lg催化剂4-二甲基氨基吡啶，在氮气保护下，逐滴加入50mL的甲基丙烯酸缩水甘油酯 (GMA)，室温下剧烈搅拌反应5h后，将产物倾入100mL乙醚中搅拌20min，可观察到淡黄色液 体沉于下层，重复两次后弃去上层乙醚，得到黏稠的液体，旋蒸除去乙醚后得到的淡黄色液 体即为HPG-MA。
[0025] 应用例1
[0026] 称取HPG-MA(数均分子量分布为2000~8000)，以1500mg/L的浓度搅拌溶解于以十 氢萘为油相，矿化度为2500mg/L的水包油型乳状液。在30°C下分别测沉降时间为10、20、30 和40min时的除油效率。结果表明，HPG-MA在这些沉降时间下的除油效率由1 %分别提高至 39%、47%、61% 和 71%。
[0027] 应用例2
[0028] 称取HPG-MA(数均分子量分布为2000~8000)，以1500mg/L的浓度搅拌溶解于以正 十四烷为油相，矿化度为2500mg/L的水包油型乳状液。在30°C下分别测沉降时间为10、20、 30和40min时的除油效率。结果表明，HPG-MA在这些沉降时间下的除油效率由1 %分别提高 至 40%、48%、61% 和 69%。
[0029] 应用例3
[0030] 称取HPG-MA(数均分子量分布为2000~8000)，以1500mg/L的浓度搅拌溶解于以正 十四烷为油相，矿化度为l〇〇〇〇mg/L的水包油型乳状液。在30°C下分别测沉降时间为10、20、 30和40min时的除油效率。结果表明，HPG-MA在这些沉降时间下的除油效率由1 %分别提高 至 39%、48%、60% 和 69%。
[0031] 应用例4
[0032] 称取HPG-MA(数均分子量分布为2000~8000)，以1000mg/L的浓度搅拌溶解于以十 氢萘为油相，矿化度为Omg/Ι的水包油型乳状液。在45°C下分别测沉降时间为10、20、30和 40min时的除油效率。结果表明