一种无机晶体分离油包水乳液方法技术

本发明专利技术提供了一种无机晶体分离油包水乳液方法，该方法包括：分别称取无机晶体和量取油包水乳液；将无机晶体粉碎成粉末；将粉碎后的无机晶体加入到油包水乳液中，搅拌均匀，得到悬浊液；加热悬浊液，搅拌并发生反应，得到混合物；反应结束后，将混合物离心，得到固体物质和干净油；将固体物质使用有机溶剂洗涤，烘干，并煅烧，得到无机晶体，所述无机晶体循环使用。本发明专利技术提供的方法通过晶体的固定晶格结构将乳液中的微量水固定于晶体中，通过将晶体与油液分离达到除水的目的，分离效果明显，分离过程无脱附现象。在本发明专利技术中，无机晶体颗粒简单易得，无毒无害，可循环使用，经济性好，且本方法实施时无需复杂设备，运行维护简单，适合规模化应用。

【技术实现步骤摘要】
一种无机晶体分离油包水乳液方法
本专利技术涉及油水分离
，更为具体地说，涉及一种无机晶体分离油包水乳液方法。
技术介绍
油和水是自然界普遍存在却又互不相容的一对矛盾体，两者相遇往往会引起相互污染，影响其正常使用。近年来，随着工业生产和人类活动的快速发展，油水相互污染日益剧烈，大至石油钻井泄漏引起大面积海洋污染，小至水分进入机械润滑油乳化恶化润滑性能，这些都对人类生产和生活造成了巨大影响，目前关于如何妥善解决该问题已引起国家和公众的广泛关注。长期实践证明，将油和水两相分离是解决该问题最简单有效的方法，因此油水分离技术开发成了关键。机械分离如重力分离、离心分离和气浮分离发展较早,前两者直接利用油水相对密度差异，通过重力或离心力分离两相；气浮分离则通过鼓入气泡附着于水或油滴加大两者密度差，再通过重力作用达到分离效果。机械分离具有速率快，可连续性运行的优点，但该技术仅对密度相差较大、未乳化的油水体系效果较好。为提高分离效率，应对更复杂的油水体系，近年来研究者开发了吸附和过滤两种高效分离技术，并设计合成了一些高效功能材料。其中，吸附分离是通过吸附剂将油水体系中某一相吸附去除达到分离效果，该技术要求吸附剂具合适润湿性，能选择性吸附其中一相，目前已开发的吸附材料包含块状和颗粒状的吸附材料。块状吸附材料容量大，具弹性可压缩，操作性强，易回收利用，较受研究者青睐。颗粒吸附材料一般采用磁性颗粒(如Fe3O4)为核，其磁学性质可用于吸附剂回收及运动方向控制；颗粒表面经大分子修饰可调整润湿性，进一步提高吸附选择性及容量。颗粒吸附剂适用于去除少量分散于水中的油滴，但容量不大。过滤分离是通过过滤材料选择性让其中一相通过而截留另一相以达到分离效果。过滤材料一般采用金属网和纺织布作为支架，通过调整金属网或纺织布质地构造，或在网架表面修饰其他材料优化润湿性以选择性透过油或水。过滤分离可实现连续性操作，目前研究主要围绕提升分离复杂油水体系能力，增加过滤材料机械强度及减小过滤压降而展开。尽管如此，以上所述技术和材料仅对未乳化的油水混合液及水包油乳液有较高分离效率，但对水分含量较低的油包水乳液则分离效果不佳。块状吸附材料不易吸附分散均匀且稳定的乳化小水滴，而颗粒吸附材料则因容量小、能力弱、吸附不稳定、易脱落及在粘度较大油中难回收等不足而应用受限制。对过滤技术而言，由于油粘度较大，油分子紧密结合，易堵塞过滤材料孔道，使过滤压降急剧升高，增加过滤难度，因此不适用。因此，对于油包水乳液目前尚未找到合适可实际应用的分离技术。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种无机晶体分离油包水乳液方法，以解决
技术介绍
所述的油包水乳液中水分难以分离的问题。为了解决上述技术问题，本专利技术提供如下技术方案：一种无机晶体分离油包水乳液方法，所述方法包括：S01：根据油包水乳液中水的质量计算与水结合形成结晶水合物的无机晶体的质量，并分别称取所述无机晶体和量取所述油包水乳液；S02：将所述无机晶体粉碎成粉末；S03：将粉碎后的所述无机晶体加入到所述油包水乳液中，搅拌均匀，得到悬浊液；S04：加热所述悬浊液，搅拌并发生反应，得到混合物；S05：反应结束后，将所述混合物离心，得到固体物质和干净油；S06：将所述固体物质使用有机溶剂洗涤，并烘干，煅烧，得到所述无机晶体，所述无机晶体循环使用。本专利技术提供的无机晶体分离油包水乳液方法通过晶体的固定晶格结构将乳液中的微量水固定于晶体中，然后将晶体与油液分离达到除水的目的。在无机晶体与水接触时，在外部驱使力作用下无机晶体的内部晶格结构会发生转化，进而提供容纳水分子的空间，水分子固定于无机晶体的晶格中并形成结晶水合物。无机晶体以CaSO4·0.5H2O为例，CaSO4·0.5H2O能够固定1.5份水分子并形成结晶水合物CaSO4·2H2O:CaSO4·0.5H2O(s)+1.5H2O(l)→CaSO4·2H2O(s)。请参考附图1，附图1示出了CaSO4晶格在固定水分子前后的晶体结构示意图。从附图1中能够发现，CaSO4·0.5H2O和CaSO4·2H2O晶体结构基本单位皆为[-Ca-SO4-Ca-SO4-]链，在CaSO4·0.5H2O晶体中，[-Ca-SO4-Ca-SO4-]链沿c轴方向排布，每6条链形成一个六边形孔道，水分子分布于孔道中；在CaSO4·2H2O晶体中，[-Ca-SO4-Ca-SO4-]链则为层状结构进行排布，水分子分布于层间，形成类“三明治”结构，因此，CaSO4·0.5H2O和CaSO4·2H2O晶体结构仅排布方式存在差异。进一步，如灰色区域所示，CaSO4·0.5H2O晶体中每6个硫酸根固定3份水，而CaSO4·2H2O晶体的晶格能够固定更多水分子，即每6个硫酸根固定12份水，是CaSO4·0.5H2O晶体的4倍。因此，CaSO4晶体可通过[-Ca-SO4-Ca-SO4-]链排布变化，增大晶格水分子容量，使水分子可固定于晶体中，而后通过晶体颗粒的脱除实现水油分离目的。具体的，能够与水结合形成结晶水合物的无机晶体众多，在本专利技术中，优选地，无机晶体为CaCl2、CaSO4、FeSO4、CaSO4·0.5H2O、Na2SO4、MgSO4、ZnSO4、CuSO4、KAl(SO4)2或Na2CO3。无机晶体的粒径越小，比表面积越大，与水反应的速度更快，但无机晶体的粒径越小越难以收集，因此无机晶体的粒径选取0.5-10μm。本专利技术提供的无机晶体分离油包水乳液方法中，油包水乳液包括无表面活性剂稳定的乳液和有表面活性剂稳定的乳液，且含水量≤50mg/mL。由于有表面活性剂稳定的乳液的稳定性更高，因此其分离难度也就更大。本专利技术提供的方法的分离效果与油的粘度有关，油的粘度越大，分离效果和最终固体颗粒的脱除程度会相应下降。在使用本方法进行油水分离时，需要预先计算所使用的无机晶体的质量，以无机晶体M为例，1mol无机晶体固定xmol水，并形成M·xH2O，则去除yg水时，所述无机晶体的质量为即其中，MWM为所述无机晶体的分子量，单位为g/mol。在本专利技术中，温度作为晶格结构发生转化的驱使力能够加快水分子和晶格内离子的运动速率，温度越高时，分离速率一般越快。因此，每种无机晶体都有一个最佳温度范围以使晶格结构发生转化的驱使力最大化，如CaSO4·0.5H2O向CaSO4·2H2O转化的最佳温度范围为20-70℃。优选地发生反应的反应温度为20-100℃，反应时间为0.5–2.0h。反应结束后，需要对混合物进行离心处理，离心速度越快，时间越久，固体物质的脱除程度越高，但运行和管理成本会增加。由于无机晶体在晶格结构转化过程中晶体颗粒尺寸会增大，且会出现晶体聚集的现象，因此，离心处理时低速离心即可。离心速度和时间同时取决于油粘度及无机晶体颗粒密度，油粘度越大，颗粒密度越小，则离心速度和时间需相应增大。在本专利技术中，优选地，离心的转速为2000-6000r/min，离心时间为2-20min。在本专利技术中，有机溶剂选取低沸点、易挥发的溶剂，如正己烷、乙醇或丙酮等。洗涤后的有机溶剂可以通过低温蒸馏的方式回收，进而再次对离心后得到的固体物质进行洗涤，循环使用。进一步，对洗涤后的固体物质进行烘干时可以采用鼓风式烘箱，气流干燥器等，本专利技术不对烘干用具进行本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种无机晶体分离油包水乳液方法，其特征在于，所述方法包括：S01：根据油包水乳液中水的质量计算与水结合形成结晶水合物的无机晶体的质量，并分别称取所述无机晶体和量取所述油包水乳液；S02：将所述无机晶体粉碎成粉末；S03：将粉碎后的所述无机晶体加入到所述油包水乳液中，搅拌均匀，得到悬浊液；S04：加热所述悬浊液，搅拌并发生反应，得到混合物；S05：反应结束后，将所述混合物离心，得到固体物质和干净油；S06：将所述固体物质使用有机溶剂洗涤，烘干并煅烧，得到所述无机晶体，所述无机晶体循环使用。

【技术特征摘要】
1.一种无机晶体分离油包水乳液方法，其特征在于，所述方法包括：S01：根据油包水乳液中水的质量计算与水结合形成结晶水合物的无机晶体的质量，并分别称取所述无机晶体和量取所述油包水乳液；所述油包水乳液的含水量≤50mg/mL；S02：将所述无机晶体粉碎成粉末；S03：将粉碎后的所述无机晶体加入到所述油包水乳液中，搅拌均匀，得到悬浊液；S04：加热所述悬浊液至20-100℃，搅拌并发生反应0.5-2.0h，得到混合物；S05：反应结束后，将所述混合物离心，得到固体物质和干净油；S06：将所述固体物质使用有机溶剂洗涤，烘干并煅烧，得到所述无机晶体，所述无机晶体循环使用。2.根据权利要求1所述的无机晶体分离油包水乳液方法，其特征在于，所述无机晶体为FeSO4、CaSO4·0.5H2O、Na2SO4、MgSO4、ZnSO4、CuSO4、KAl(SO4)2或Na2CO3。3.根据权利要求2所述的无机晶体分离油包水乳液方法，其...

【专利技术属性】
技术研发人员：蒋光明，赵浚雯，吕晓书，张贤明，
申请(专利权)人：重庆工商大学，重庆工商大学科技开发总公司，
类型：发明
国别省市：重庆;85