一种负载型聚醚聚季铵盐反相破乳剂的制备及其在三元复合驱采出水处理中的应用制造技术

本发明专利技术公开了一种负载型聚醚聚季铵盐反相破乳剂的制备及其在三元复合驱采出水处理中的应用。首先通过开环加成反应合成聚醚聚季铵盐，再通过表面接枝法将聚醚聚季铵盐引入到比表面积大、多孔的金属有机框架表面，构筑高界面活性、高脱油性的负载型聚醚聚季铵盐反相破乳剂。本发明专利技术所制备的负载型反相破乳剂兼具破乳与吸附的作用，聚醚聚季铵盐通过顶替置换和电中和而破乳，破乳完成后，载体能迅速吸附油滴，并通过重力沉降分离，达到油水分离的目的。最后携油载体通过溶剂法再生，原油回收，处理后的水达到回注要求，可以直接回用，有效地提高了三元复合驱采出水处理效率。该制备方法设备简单，操作方便，步骤精炼，实用性强。实用性强。实用性强。

【技术实现步骤摘要】
一种负载型聚醚聚季铵盐反相破乳剂的制备及其在三元复合驱采出水处理中的应用


[0001]本专利技术属于含油污水处理
，涉及一种反相破乳剂的制备和应用，具体涉及一种负载型聚醚聚季铵盐反相破乳剂的制备及其在三元复合驱采出水处理中的应用。

技术介绍

[0002]三元复合驱是指注入碱、表面活性剂和聚合物三种化学剂的混合溶液的一种三次采油技术，比普通水驱提高采收率20个百分点以上。随着三元复合驱采油技术的推广应用，产生了大量采出水。三元复合驱采出水是O/W型乳化体系，水质复杂、含油乳化程度高、粘度高、界面膜强度高、油滴粒径微细(小于10μm)、界面张力低，相态稳定，油水分离难度大，如不进行处理或处理后达不到回注标准，会损害注水设备、阻塞管道，直接排放会对水体造成污染，破坏生态平衡。
[0003]常规的破乳方法包括重力沉降法、溶解空气浮选法、生物处理法、电化学法、混凝—絮凝法和膜处理法等，然而这些处理技术普遍存在去除效率低、处理周期过长、基础设施和设备投资大、占地面积广以及容易造成二次污染等缺点，并不适合乳化油含量高、油滴粒径小于10μm、出水量大的油田采出水的处理。化学破乳法效率高、实用性强，通过选择一种能强烈吸附于油水界面的表面活性剂，用以顶替在乳状液中生成牢固膜的乳化剂，产生一种新的薄膜，由于膜的强度显著降低而破乳。目前，常规的反相破乳剂主要有聚醚、聚硅氧烷、聚季铵盐等，这些反相破乳剂已经在现场得到应用。李三喜等[精细石油化工,2015,32,25]以一种环氧乙烷/环氧丙烷嵌段不饱和聚醚为原料，以过氧化苯甲酰(BPD)为引发剂，二甲苯为溶剂，用丙烯酸加以扩链，加入盐酸为催化剂，进一步酯化合成了一种梳型聚醚型破乳剂。Assis K.等[Journal of Applied Polymer Science,2014,131,1366]利用聚丙二醇和二甲苯为溶剂，不同极性的聚醚和二甲苯在高压均质反应器中充分反应制得聚醚型破乳剂。专利CN101357992A先以仲胺、叔胺等有机胺与环氧氯丙烷开环聚合制得线形聚季铵盐，再以树枝状聚酰胺－胺为交联剂，制得了一种星状聚季铵盐阳离子型反相破乳剂。上述制得的破乳剂以及常规破乳剂破乳后均存在以下问题：微细粒级油滴难以聚并，破乳剂与驱油表面活性剂(碱、表面活性剂和聚合物)在油滴表面产生竞争性吸附存在二次乳化现象，导致三元复合驱采出水体系破乳与乳化过程并存且可逆，进一步增加了破乳的难度。因此，亟需开发新型高效的破乳剂应用于三元复合驱采出水的处理。

技术实现思路

[0004]本专利技术的目的之一是提供一种负载型聚醚聚季铵盐反相破乳剂的制备方法。
[0005]本专利技术的目的之二是提供上述制备方法制得的反相破乳剂在三元复合驱采出水处理中的应用。
[0006]为实现上述目的，本专利技术采用的技术方案如下：
[0007]一方面，本专利技术提供一种负载型聚醚聚季铵盐反相破乳剂的制备方法，包括以下
步骤：
[0008]第一步、聚醚聚季铵盐的制备：将二正丁胺、环氧氯丙烷通过开环加成反应合成聚季铵盐，将合成的聚季铵盐与甘油醚再次通过开环加成反应，合成聚醚聚季铵盐；
[0009]第二步、UiO
‑
66的制备：以对苯二甲酸作为有机配体，以四氯化锆作为锆源，通过溶剂热法合成金属有机框架UiO
‑
66；
[0010]第三步、负载型聚醚聚季铵盐反相破乳剂的制备：采用表面接枝法将聚醚聚季铵盐引入到UiO
‑
66载体表面，获得负载型聚醚聚季铵盐反相破乳剂。
[0011]优选的，所述聚醚聚季铵盐的制备具体步骤包括：将二正丁胺和有机胺类交联剂按比例混合均匀，在惰性气氛中，于20～30℃下恒温搅拌1～2h，然后缓慢滴加环氧氯丙烷，滴加过程中将温度缓慢升至60～80℃，滴加完毕继续恒温反应3～7h；反应结束后，调节pH＝5，加入体积比1:1的无水乙醇
‑
丙酮混合溶液充分洗涤，得到黄色的粘稠液体聚季铵盐；再将聚季铵盐加入醇类溶剂中，室温下缓慢滴加甘油醚，滴完后升温至60～70℃，保温反应4～7h，反应结束后加入体积比为1:1的无水乙醇
‑
丙酮混合溶液充分洗涤，真空干燥至半固态棕黄色，即得到聚醚聚季铵盐破乳剂。
[0012]优选的，所述二正丁胺与环氧氯丙烷的质量比为1.75:1～1.4:1；所述甘油醚为烯丙基聚乙二醇缩水甘油醚；所述聚季铵盐与甘油醚的质量比为4:5～4:9。
[0013]优选的，所述有机胺类交联剂为乙二胺、正丁胺、多乙烯多胺中的一种。
[0014]优选的，所述醇类溶剂为甲醇、乙醇或异丙醇中的一种。
[0015]优选的，所述UiO
‑
66的制备具体步骤包括：称取适量四氯化锆置于反应釜中，同时加入N,N
‑
二甲基甲酰胺和浓盐酸，超声分散，之后再称取适量对苯二甲酸置于上述溶液中超声分散，然后将反应釜放入电热鼓风干燥箱中，于80～90℃反应12～18h，取出用无水乙醇洗涤7～8次，真空干燥，即得到UiO
‑
66。
[0016]优选的，所述四氯化锆与对苯二甲酸的摩尔比为1:1～1:2；所述N,N
‑
二甲基甲酰胺和浓盐酸的体积比为10:1～12:1。
[0017]优选的，所述负载型聚醚聚季铵盐反相破乳剂的制备具体步骤包括：分别称取适量聚醚聚季铵盐和UiO
‑
66，量取一定体积的异丙醇加入到反应器中，在惰性气氛中，搅拌5～10min后加入催化剂氯铂酸，于70～80℃下搅拌反应6～10h，干燥后即得到产品聚醚聚季铵盐负载的UiO
‑
66，简称PPA@UiO
‑
66。
[0018]优选的，所述聚醚聚季铵盐和UiO
‑
66的质量比为2:1～2.5:1；所述氯铂酸的浓度为30～50μg/g。
[0019]另一方面，本专利技术还提供由上述制备方法制得的负载型聚醚聚季铵盐反相破乳剂在三元复合驱采出水处理中的应用。
[0020]具体步骤如下：将负载型反相破乳剂固体粉末以0.3～0.5g/L的投加量加入到三元复合驱采出水中，在20～40℃、150r/min条件下恒温振荡吸附50～80min，然后静置沉降，静置时间为50～60min。
[0021]此外，本专利技术还提供携油载体的再生过程。
[0022]采用溶剂再生法回收携油的载体颗粒，具体步骤如下：将干燥后的载油颗粒移入滤纸筒内，将滤纸筒放入索氏抽提器内，由抽提器抽提冷凝管上端加入石油醚至瓶内容积的2/3处，控制加热回流温度为83℃(石油醚沸程在60～90℃)，使石油醚一直保持微沸状态
和不断回流提取，抽提时间为4h，最后将载体颗粒取出置于真空干燥箱100℃真空干燥12h。
[0023]该负载型聚醚聚季铵盐反相破乳剂兼具破乳与吸附作用，聚醚聚季铵盐带正电荷，与油
‑
水界面膜有强亲和力，能强烈吸附于油
‑
水本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种负载型聚醚聚季铵盐反相破乳剂的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：第一步、聚醚聚季铵盐的制备：将二正丁胺、环氧氯丙烷通过开环加成反应合成聚季铵盐，将合成的聚季铵盐与甘油醚再次通过开环加成反应，合成聚醚聚季铵盐；第二步、UiO
‑
66的制备：以对苯二甲酸作为有机配体，以四氯化锆作为锆源，通过溶剂热法合成金属有机框架UiO
‑
66；第三步、负载型聚醚聚季铵盐反相破乳剂的制备：采用表面接枝法将聚醚聚季铵盐引入到UiO
‑
66载体表面，获得负载型聚醚聚季铵盐反相破乳剂。2.根据权利要求1所述的一种负载型聚醚聚季铵盐反相破乳剂的制备方法，其特征在于，所述聚醚聚季铵盐的制备具体步骤包括：将二正丁胺和有机胺类交联剂按比例混合均匀，在惰性气氛中，于20～30℃下恒温搅拌1～2h，然后缓慢滴加环氧氯丙烷，滴加过程中将温度缓慢升至60～80℃，滴加完毕继续恒温反应3～7h；反应结束后，调节pH＝5，加入体积比1:1的无水乙醇
‑
丙酮混合溶液充分洗涤，得到黄色的粘稠液体聚季铵盐；再将聚季铵盐加入醇类溶剂中，室温下缓慢滴加甘油醚，滴完后升温至60～70℃，保温反应4～7h，反应结束后加入体积比为1:1的无水乙:醇
‑
丙酮混合溶液充分洗涤，真空干燥至半固态棕黄色，即得到聚醚聚季铵盐破乳剂。3.根据权利要求2所述的一种负载型聚醚聚季铵盐反相破乳剂的制备方法，其特征在于，所述二正丁胺与环氧氯丙烷的质量比为1.75:1～1.4:1；所述甘油醚为烯丙基聚乙二醇缩水甘油醚；所述聚季铵盐与甘油醚的质量比为4:5～4:9。4.根据权利要求2所述的一种负载型聚醚聚季铵盐反相破乳剂的制备方法，其特征在于，所述有机胺类交联剂为乙二胺、正丁胺、多乙烯多胺中的一种。5.根据权利要求2所述的一种负载型聚醚聚季铵盐反相破乳剂的制备方法，其特征在于，所述醇类溶剂为甲醇、乙醇或异丙醇中的一种。6.根据...

【专利技术属性】
技术研发人员：吴勉，李小兵，张艳，
申请(专利权)人：中国矿业大学，
类型：发明
国别省市：