烷基二甲基-2-(亚硫酸)乙基铵及其制备方法

专利名称：烷基二甲基-2-(亚硫酸)乙基铵及其制备方法技术领域：本发明涉及一种水处理杀菌剂及其制备方法，特别是工业循环水中的水处理杀菌剂及其制备方法。在地下水、江湖水及土壤中均含有一种硫酸盐还原菌(Sulfate reducing bacteria简称SRB)。这是一种厌氧菌，尤以地下水及土壤中含量较高。SRB能把硫酸盐还原成为氢硫酸(H2S)，生成的氢硫酸是一种弱酸，对钢铁有强烈的腐蚀作用石油开采，多数是二次采油，有的甚至是三次采油，采油时要先在井中注入大量的水，再把油与水一齐抽出来。这种注水，在我国北方或西北地区，多数使用地下水，而且油水抽出后，分出油层后，水要继续循环使用。这样的注水及循环用水中含有大量的SRB。在井上井下，对地上和地下的设备及输送的管道有很强的腐蚀作用。SRB是石油开采业的大敌。同样，石化厂，化肥厂，热电厂等大量使用循环水的单位也深受SRB的危害，所用的这些水都要先经过杀菌处理。一般杀菌最简便的方法是通入氯气至水中或加氯制品，而SRB具有强烈的还原性，而氯及氯制品为氧化剂，因此SRB能使氯失效，自身存活很好。为此，我国目前最常用的杀灭SRB的药剂为十二烷基二甲基苄基氯化铵(工业上称为1227或洁尔灭)，由于1227使用多年，SRB产生了抗药性。只有加大1227使用剂量，才有效果。如我国国内油田用水中添加的1227药剂量均为100ppm以上(即用水重的万分之一以上的用量)。这样就使使用成本增加，经济效益低。本发明的目的就是为了解决上述问题，提出一种杀菌效果好经济效益高的烷基二甲基-2-(亚硫酸)乙基铵及其制备方法。本发明的技术解决方案一种烷基二甲基-2-(亚硫酸)乙基铵，其特征在于它由亚硫酸乙撑酯和10-20个碳的叔胺经混合、加热反应制得，其两种成份的摩尔比为10-20个碳的叔胺亚硫酸乙撑酯为1∶0.8-1.2。其产品的分子结构通式为 其中R＝8-18。一种烷基二甲基-2-(亚硫酸)乙基铵的制备方法，其特征在于先将10-20个碳的叔胺与亚硫酸乙撑酯在反应器内混合，再在50-120℃的温度条件下加热反应即得到本发明产品。本发明以10-20个碳的叔胺和亚硫酸乙撑酯为原料，制成全新结构的杀菌剂，杀灭SRB的使用量大大减少，只为1227药剂的十分之一到五分之一，经济效益大大提高。本发明产品还具有如下优点1、杀菌效率高，生产工艺也简单。2、有较好的缓蚀作用，可减少水处理时缓蚀水处理剂的用量。3、与其它水处理剂(缓蚀剂、阻垢剂)等配合使用时，不会产生沉淀。因而配伍性能好。4、它是一种广谱杀菌剂，若使用量为0.5-1ppm，可立即杀灭大肠杆菌等，还可使其它厌氧菌杀灭。本品自身毒性极小。1227的LD50为50毫克/公斤(大白鼠)，本品LD50为2500毫克/公斤(大白鼠)，对人与家畜等基本无害。5、解决了老品1227较难溶于水，要事先把1227先溶于水，配成50％水溶液再包装运输，运输易泄漏而且运输量增大的问题。它可固态运输到使用现场临时配制，使用方便，也减少了运输量。本发明工艺过程为1、先制备中间体——亚硫酸乙撑酯原料乙二醇、氯化亚砜(亚硫酰氯) 即得到中间体亚硫酸乙撑酯。具体方法是先加入乙二醇，滴加等摩尔量的氯化亚砜，先在保温下滴加，滴加时有大量氯化氢，用水二次或三次吸收，以防大量污染空气。滴加完毕后逐渐升温至80℃，待氯化氢不再放出后，再升温减压蒸馏，得无色液体即为中间体亚硫酸乙撑酯。残渣有强烈催泪性弃去。2、10-20个碳的叔胺再与中间体反应生成本品及同系物。这些同系物，与本品一样均有相同的杀菌能力。下面以十六叔胺、十二叔胺、十四叔胺为例，其化学反应式分别为 得到十六烷基二甲基-2-(亚硫酸)乙基铵。 得到十二烷基二甲基-2-(亚硫酸)乙基铵。 得到十四烷基二甲基-2-(亚硫酸)乙基铵。具体方法是先加入叔胺，再逐渐加入中间体亚硫酸乙撑酯，搅拌滴加中间体完毕后，升温至97℃，得粘度较高的稠液。冷却至70℃左右，即可放出本品及同系物。冷却后即为粘度很大的固状物。本发明中，10-20个碳的叔胺与亚硫酸乙撑酯的最佳配比为1∶1。其产品的分子结构通式中烷基R的数目最佳为12-16。在制备方法中，其加热反应的温度最佳为90-100℃。实施例1、制备中间体亚硫酸乙撑酯(以1mol中间体为例)取75克乙二醇(1mol)，置于三颈瓶中，从滴液漏斗中滴加140克(1mol)氯化亚砜，用导管导出反应中放出的氯化氢。室温下滴加完毕后，水浴升温，待氯化氢不再放出时，再加热并减压蒸馏。得到约108克1mol的亚硫酸乙撑酯无色透明液体。2、制十六烷基二甲基-2-(亚硫酸)乙基铵在三颈瓶中先加入269克(1mol)十六烷基二甲基胺(工业上简称十六叔胺)，由滴液漏斗中加入108克(1mol)亚硫酸乙撑酯，水浴加热至97℃搅拌，成粘稠液后倒出，即为本发明产品。3、制十二烷基二甲基-2-(亚硫酸)乙基铵在三颈瓶中先加入213克(1mol)十二烷基二甲基胺(工业上简称十二叔胺)，由滴液漏斗中加入108克(1mol)亚硫酸乙撑酯，水浴加热至97℃搅拌，成粘稠液后倒出，即为本发明产品。4、制十四烷基二甲基-2-(亚硫酸)乙基铵在三颈瓶中先加入241克(1mol)十四烷基二甲基胺(工业上简称十四叔胺)，由滴液漏斗中加入108克(1mol)亚硫酸乙撑酯，水浴加热至97℃搅拌，成粘稠液后倒出，即为本发明产品。本发明在反应过程中还可加入适量溶剂，使反应更均匀和彻底。权利要求1.一种烷基二甲基-2-(亚硫酸)乙基铵，其特征在于它由亚硫酸乙撑酯和10-20个碳的叔胺经混合、加热反应制得，其两种成份的摩尔比为10-20个碳的叔胺亚硫酸乙撑酯为1∶0.8--1.2。其产品的分子结构通式为 其中R＝8-18。2.按权利要求1所述的烷基二甲基-2-(亚硫酸)乙基铵，其特征在于10-20个碳的叔胺与亚硫酸乙撑酯的最佳配比为1∶1。3.按权利要求1所述的烷基二甲基-2-(亚硫酸)乙基铵，其特征在于它的分子结构通式中的烷基R的数目最佳为12-16。4.一种烷基二甲基-2-(亚硫酸)乙基铵的制备方法，其特征在于先将10-20个碳的叔胺与亚硫酸乙撑酯在反应器内混合，再在50-120℃的温度条件下加热反应即得到本发明产品。5.按权利要求4所述的烷基二甲基-2-(亚硫酸)乙基铵的制备方法，其特征在于其加热反应的温度最佳为90-100℃6.按权利要求4所述的烷基二甲基-2-(亚硫酸)乙基铵的制备方法，其特征在于可在反应过程中加入适量溶剂，使反应更均匀和彻底。全文摘要本发明涉及一种工业循环水中的水处理杀菌剂及其制备方法，它由亚硫酸乙撑酯和10-20个碳的叔胺经混合、加热反应制得，其两种成分的摩尔比为10-20个碳的叔胺∶亚硫酸乙撑酯为1∶0.8-1.2。其产品的分子结构通式为上式。文档编号C07C301/00GK1130176SQ95112809公开日1996年9月4日 申请日期1995年12月15日 优先权日1995年12月15日发明者马家骧, 关建宁, 褚兵 申请人:南京化工大学