[发明专利]表面活性离子液体杀菌剂及其在油田注入水灭菌中的应用

说明书

技术领域

本发明涉及一种表面活性离子液体杀菌剂，本发明还涉及该表面活性离子液体杀菌剂在油田注入水灭菌中的应用。

背景技术

表面活性离子液体是一类环保型溶剂，以其不挥发、对水和空气的稳定性，对无机、有机化合物以及高分子材料的良好溶解性而广泛应用于电化学、有机合成、化工分离、材料制备、生物化学和石油化工等方面。近年来对表面活性离子液体的研究并不多。但是，从理论上讲，通过改变不同的阳离子/阴离子的组合可设计合成多种表面活性离子液体。研究表面活性离子液体的制备及性能，不仅可以补充表面活性剂的新品种、扩大表面活性剂应用领域，而且也扩大离子液体应用的新途径。

国内油田大多数为陆上油田，油田注水系统主要在密闭条件下进行，注水中有机质含量很高，为各种细菌提供良好的生存环境，其中硫酸盐还原菌(SRB)、腐生菌(TGB)和铁细菌(IB)为主体的各种有害微生物，它们在生长、代谢、繁殖过程中，会使油田管道设备腐蚀，造成油层堵塞，给生产造成严重后果。随着水资源的日益紧张和对注水系统中微生物问题的日益重视，开发新型、高效油田污水处理用杀菌剂将成为十分重要的任务。

在人们对环保这个问题日益敏感的今天，要求杀菌剂对环境产生尽量少的影响，一是降低杀菌剂的使用量，从而减轻环境净化的负担；另一个是在杀菌剂的使命完成以后，将其分解成一些更小的部分，协助污水的处理。本发明合成的表面活性离子液体，一方面具有离子液体的特性，无毒无污染被称为绿色溶剂，同时具有表面活性，降低液体表面张力，对黏泥有强的剥离作用；另一方面含有氮杂环具有生物降解性能，结构中具有烯丙基或丙烯基、长链烷基结构具备了杀菌特性。该类化合物作为杀菌剂目前还未见到应用于油田的报道。因此，开发新型高效表面活性离子液体杀菌剂有着十分重要的意义。

发明内容

本发明要解决的技术问题在于提供一种表面活性离子液体杀菌剂，本发明另外一个发明目的还在于提供一种该表面活性离子液体杀菌剂在油田注入水灭菌中的应用。

本发明表面活性离子液体杀菌剂具有以下结构：

                                                  

式中的n为4,5,6；m为8,10,12,14。 

本发明表面活性离子液体的制备方法包括以下步骤：

1、N-烷基咪唑的制备

在三颈瓶中加入咪唑和氢氧化钾，用二甲基亚砜作溶剂，置于超声波反应器中，20-25℃超声，降温至0℃加入1-溴代烷，然后升温至20-25℃，超声反应，反应结束，向反应中加入蒸馏水，用与蒸馏水相同量的氯仿萃取，再用蒸馏水洗涤氯仿层4次，氯仿层用无水MgSO₄干燥，抽滤除去干燥剂，减压蒸馏除去氯仿，得到黄色的油状液体N-烷基咪唑。

2、表面活性离子液体的制备

在装有冷凝回流装置的三颈瓶中加入N-烷基咪唑和长链卤代烷烃后开始超声（频率40 kHz，功率100 w）25～35min，停5～10min间歇超声反应，使水温保持在60-70 ℃。反应完成后用乙酸乙酯和正己烷混合溶剂洗涤三遍，减压蒸馏除去残留的乙酸乙酯和正己烷，得到黄色粘稠状咪唑表面活性离子液体。

本发明咪唑表面活性离子液体是一种绿色环保产品，除具有很高的表面活性外，还具有较强的杀菌性和抗药性，为新杀菌剂的开发增添了新的可应用的物质。本发明制备方法中所采用的超声波合成技术具有操作简单、条件温和、产物收率高，反应速度快的优点，明显地减少了工艺时间，提高了生产效率。

具体实施方式

实例1  N-烷基咪唑的制备

在100mL的三口瓶中，加入咪唑和氢氧化钾，二者摩尔比为1:1～1.2，二甲基亚砜(10～20mL)作溶剂，置于频率30kHz，功率100w，氮气保护下，反应温度为20-25℃的超声波反应器中，超声1-2h，降温至0℃，在此温度下分别用恒压滴液漏斗缓慢滴入与咪唑摩尔比为1:1.5的溴代烷（1-溴丁烷，溴戊烷，溴己烷），然后升温至20-25℃，超声反应3-4h，反应结束后，向反应中加入20～30mL的蒸馏水，用20～30mL的氯仿萃取，再用蒸馏水洗涤氯仿层(4×20～30mL)，氯仿层用无水MgSO₄干燥8-10h，抽滤除去干燥剂，滤液减压蒸馏除去氯仿，得到黄色的油状液体N-烷基咪唑。

实例2  N-丁基-3-辛基（癸基，十二烷基，十四烷基）咪唑表面活性离子液体的制备