公布日：2024.03.22
申请日：2022.09.15
分类号：C07F9/54(2006.01)I;A01N57/20(2006.01)I;A01P1/00(2006.01)I;C02F1/50(2006.01)I
摘要
本发明属于污水处理技术领域，具体涉及一种油田含油污水杀菌剂及其合成方法。所述的合成方法如下：在四口烧瓶中加入仲膦、卤代烷、溶剂，搅拌升温，保温反应，减压蒸馏至干，得到粘稠状固体，主要是叔膦中间体和少量季鏻杂质；在上述四口烧瓶中加入氯仿和水，充分搅拌，倒入分液漏斗，静置分层，叔膦在下层的氯仿中；分液，将氯仿分出到烧瓶中，减压蒸馏至干，得到纯度较高的叔膦，加入溶剂和四溴季戊烷，加热回流，得到四季鏻盐溶液；将上述溶液减压蒸馏至干，用溶剂重结晶，得到杀菌剂。本发明杀菌剂原料来源广泛，合成工艺简单，用量少，可满足不同污水杀菌的需要；使用浓度为20mg/L时杀菌率可以达到100％。
权利要求书
1.一种油田含油污水杀菌剂的合成方法，其特征在于，所述合成方法包括：在叔膦化和季鏻化反应条件下，在有机溶剂的存在下，首先仲膦和卤代烷发生叔膦化反应；其次加入四溴季戊烷加热回流发生季鏻化反应，其中，所述的仲膦如结构式(1)所示；所述的卤代烷如结构式(2)所示；
其中：R1为C1-C4的烷基；R2为C1-C4的烷基；R3为C8-C22的直链烷基；X为氯、溴或碘。
2.如权利要求1所述油田含油污水杀菌剂的合成方法，其特征在于，基于1摩尔份的仲膦，所述卤代烷、四溴季戊烷的用量分别为1-1.2摩尔份、0.22-0.28摩尔份。
3.如权利要求2所述油田含油污水杀菌剂的合成方法，其特征在于，基于1摩尔份的仲膦，所述卤代烷、四溴季戊烷的用量分别为1-1.1摩尔份、0.23-0.27摩尔份。
4.如权利要求1所述油田含油污水杀菌剂的合成方法，其特征在于，所述R1和R2为CH3或C2H5。
5.如权利要求1所述油田含油污水杀菌剂的合成方法，其特征在于，所述R3为C10-C18的直链烷基。
6.如权利要求3所述油田含油污水杀菌剂的合成方法，其特征在于，所述R3为C12-C16的直链烷基。
7.如权利要求1所述油田含油污水杀菌剂的合成方法，其特征在于，所述X为溴或碘。
8.如权利要求1所述油田含油污水杀菌剂的合成方法，其特征在于，所述有机溶剂为甲醇、乙醇、丙醇、异丙醇丁醇和异丁醇中的一种或几种。
9.如权利要求8所述油田含油污水杀菌剂的合成方法，其特征在于，所述有机溶剂为甲醇、乙醇、丙醇中的一种。
10.如权利要求1或8所述油田含油污水杀菌剂的合成方法，其特征在于，所述有机溶剂与仲膦的质量比为10-20：1。
11.如权利要求10所述油田含油污水杀菌剂的合成方法，其特征在于，所述有机溶剂与仲膦的质量比为10-15：1。
12.如权利要求1所述油田含油污水杀菌剂的合成方法，其特征在于，所述叔膦化反应温度为55-60℃。
13.如权利要求12所述油田含油污水杀菌剂的合成方法，其特征在于，所述叔膦化反应温度为55-58℃。
14.如权利要求1所述油田含油污水杀菌剂的合成方法，其特征在于，所述的加热回流时间为32-40h。
15.如权利要求14所述油田含油污水杀菌剂的合成方法，其特征在于，所述加热回流时间为24-48h。
16.一种油田含油污水杀菌剂，其特征在于，所述的杀菌剂的分子结构式如下：
其中：R1为C1-C4的烷基；R2为C1-C4的烷基；R3为C8-C22的直链烷基。
17.如权利要求16所述油田含油污水杀菌剂，其特征在于，所述的杀菌剂的分子结构式如下：
其中：R1为CH3或C2H5；R2为CH3或C2H5；R3为C12-C18的直链烷基。
18.如权利要求17所述油田含油污水杀菌剂，其特征在于，所述的杀菌剂的分子结构式如下：
其中：R1为CH3或C2H5；R2为CH3或C2H5；R3为C12-C16的直链烷基。
19.根据权利要求16-18任一项所述油田含油污水杀菌剂在污水处理中的应用。
发明内容
本发明针对上述现有技术的不足而提供一种油田含油污水杀菌剂及其合成方法，本发明的杀菌剂的原料来源广泛，合成工艺简单，适应性强，用量少，可满足不同污水杀菌的需要；本发明的杀菌剂具有广谱性，对含油污水中的SRB、TGB、FB均有杀灭作用。使用浓度为20mg/L时杀菌率可以达到100％。
因此，为了实现上述目的，一方面，本发明提供一种油田含油污水杀菌剂的合成方法，该合成方法包括：在叔膦化和季鏻化反应条件下，在有机溶剂的存在下，首先仲膦和卤代烷发生叔膦化反应；其次加入四溴季戊烷加热回流发生季鏻化反应，其中，所述的仲膦如结构式(1)所示；所述的卤代烷如结构式(2)所示；
其中：R1为C1-C4的烷基；R2为C1-C4的烷基；R3为C8-C22的直链烷基；X为氯、溴或碘。
另一方面，本发明公开了一种油田含油污水杀菌剂，该杀菌剂的分子结构式如下：
其中：R1为C1-C4的烷基；
R2为C1-C4的烷基；
R3为C8-C22的直链烷基。
第三方面，本发明提供了一种如上所述油田含油污水杀菌剂在污水处理中的应用。
本发明杀菌剂为四季鏻盐杀菌剂，季铵盐是典型的杀菌剂，相对于季铵盐，季鏻盐分子中的磷原子半径比季铵盐氮原子大，电负性更低，因此，季鏻盐正电性大于季铵盐。细菌表面带负电荷，更容易吸附带正电荷的分子上，从而改变细胞壁的通透性，使菌体细胞内组份漏出而死亡。季鏻阳离子可以与细菌体内的蛋白质中脱氧核糖核酸(DNA)的碱基形成氢键，吸附在细菌的细胞上，破坏细菌的DNA结构，使之失去复制能力而死亡。四季鏻盐具有超强的正电性，大大加强了吸附细菌的能力，因而大大增加了杀菌能力。R3长链烷基具有强烈的亲油性，可以使分子更容易吸附到原油内部的细菌，增强杀菌的波及体积。
本发明与现有技术相比具有如下优点和有益效果：
(1)本发明的杀菌剂的原料来源广泛，合成工艺简单，适应性强，用量少，可满足不同污水杀菌的需要；
(2)本发明的杀菌剂具有广谱性，对含油污水中的SRB、TGB、FB均有杀灭作用；
(3)本发明的杀菌剂具有低浓度高效杀菌的优点，使用浓度为20mg/L时杀菌率可以达到100％。
（发明人：江怡然;汪卫东;陈子慧;荣雁;林军章;陈琼瑶;汪刚跃;于丹丹;王冠;冯逸茹）