申请日2017.04.17
公开(公告)日2017.07.18
IPC分类号C07F9/09; A01N57/12; A01P1/00; G01N21/3577; C02F1/50; C02F103/10
摘要
本发明公开了一种具有良好杀菌性能的新型水处理系统杀菌剂，以叔胺、磷酸二氢钠以及环氧氯丙烷为反应物，合成了一种新型磷酸酯甜菜碱型杀菌剂。本发明的新型杀菌剂不但在含聚污水中具有较高的杀菌率，而且不会与污水中聚合物发生聚沉，配伍性良好，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。
权利要求书
1.一种磷酸酯甜菜碱型杀菌剂制备方法，包括如下步骤：按照磷酸二氢钠、环氧氯丙烷以及叔胺的摩尔比为1-3:1:1-2的比例，称取0.4-1.2mol的磷酸二氢钠，溶解于去离子水中，调节pH值在5.5-6之间，加热至30-50℃，滴加0.4mol的环氧氯丙烷，40分钟滴加完毕，再进行剧烈搅拌，加热至80℃反应90min，向上述反应体系中加入0.4-0.8mol的叔胺，搅拌加热至60℃，反应lh后，分批加入氢氧化钠水溶液，直至反应物的pH值不再变化为止，控制体系的pH值不要超过8，即得粘稠状白色透明磷酸酯甜菜碱表面活性剂的水溶液。
2.根据权利要求1的制备方法，其特征在于，所述叔胺为十二烷基二甲基叔胺、十四烷基二甲基叔胺或十六烷基二甲基叔胺。
3.根据权利要求1的制备方法，其特征在于，将稠状白色透明磷酸酯甜菜碱表面活性剂的水溶液旋转蒸发除去溶剂，将产物溶于乙醇溶液中，滤去不溶性的无机盐以及未反应的物质，旋转蒸发除去溶剂直到产品变为粘稠状态，即得磷酸酯甜菜碱杀菌剂。
4.权利要求1-3任一项所述的制备方法制备的磷酸酯甜菜碱型杀菌剂的应用，广泛用于控制油田含聚污水中的细菌以及工厂排放污水处理领域。
5.权利要求1-3任一项所述的制备方法制备的磷酸酯甜菜碱型杀菌剂的吸光度测定方法，其特征在于，将含聚污水用蒸馏水进行稀释，稀释3倍之后取少量置于离心管中，盖好离心管管口，将离心管置于恒温水浴中，一段时间后测定吸光度。
6.根据权利要求5的测定方法，其特征在于，比较含有不同浓度磷酸酯甜菜碱杀菌剂的污水吸光度数值可知，添加不同浓度的杀菌剂之后，含聚污水的吸光度数值与不含杀菌剂的污水的吸光度数值相比几乎无变化。
说明书
一种磷酸酯甜菜碱型油田含聚污水用高效杀菌剂及其制备方法
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S2-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。
发明内容
甜菜碱系两性表面活性剂的正电荷中心多数负载在季铵N原子上，负电荷中心负载在带负电荷的酸性基团上，根据其酸性基团的类型分为羧酸型、磺酸型、硫酸酯型、亚硫酸型、磷酸酯型、亚磷酸酯型、膦酸型、亚膦酸型。磷酸酯甜菜碱是以磷酸基取代了羧酸型甜菜碱中的羧基，分子中含有酯键结构，磷原子通过氧架桥与碳原子连接(P-O-C)，磷酸酯甜菜碱的结构类似于细胞膜中发现的磷酸甘油酯。磷酸醋甜菜碱是一类较新的特种表面活性剂，是甜菜碱的含磷同系物，具有优良的发泡性，润湿性，抗静电性，洗涤性和乳化性，有一定的杀菌性和抑霉性，可满足一些要求高效能表面活性剂工业部门的需要。发现最早和来源最广的磷酸酯甜菜碱是存在于大豆和蛋黄中的卵磷酯。
本发明的目的是采用磷酸二氢钠、环氧氯丙烷以及十二叔胺在一定的条件下合成磷酸酯甜菜碱杀菌剂，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。其原理如下：
本发明采用如下技术方案：
一种磷酸酯甜菜碱型杀菌剂制备方法，包括如下步骤：
按照磷酸二氢钠、环氧氯丙烷以及叔胺的摩尔比为1-3:1:1-2的比例，称取0.4-1.2mol的磷酸二氢钠，溶解于去离子水中，调节pH值在5.5-6之间，加热至30-50℃，滴加0.4mol的环氧氯丙烷，40分钟滴加完毕，再进行剧烈搅拌，加热至80℃反应90min，向上述反应体系中加入0.4-0.8mol的叔胺，搅拌加热至60℃，反应lh后，分批加入氢氧化钠水溶液，直至反应物的pH值不再变化为止，控制体系的pH值不要超过8，即得粘稠状白色透明磷酸酯甜菜碱表面活性剂的水溶液。
上述去离子水200-400mL。
所述叔胺为十二烷基二甲基叔胺、十四烷基二甲基叔胺或十六烷基二甲基叔胺。
上述整个反应时间为7h。
反应液旋转蒸发除去溶剂，将产物溶于乙醇溶液中，滤去不溶性的无机盐以及未反应的物质，旋转蒸发除去溶剂直到产品变为粘稠状态，即得磷酸酯甜菜碱杀菌剂。
本发明制备的磷酸酯甜菜碱型杀菌剂的应用，广泛用于控制油田含聚污水中的细菌以及工厂排放污水处理领域。