[發明專利]一種用于原油低溫集輸的電紡磁性納米纖維破乳劑及其制備方法

在審

• 申請號: 202011337881.8
• 申請日: 2020-11-25
• 公開（公告）號: CN114542990A
• 公開（公告）日: 2022-05-27
• 發明（設計）人: 黎志敏;趙毅;姚彬;葉帆;湯晟;鐘榮強;趙德銀;劉冀寧;張菁;郭靖;常小虎;李休萍;龐艷萍;張文博;楊思遠
• 申請（專利權）人: 中國石油化工股份有限公司;中國石油化工股份有限公司西北油田分公司
• 主分類號: F17D3/14
• 分類號: F17D3/14;D01F6/50;D01F1/10;C10G33/04
• 代理公司: 北京海虹嘉誠知識產權代理有限公司 11129
• 代理人: 周曉娜;王桂霞

本發明提供一種用于原油低溫集輸的磁性納米纖維破乳劑及其制備方法，所述破乳劑以四氧化三鐵納米粒子為內層，以磁性氧化石墨烯納米復合物為中間層，以非離子表面活性劑為外層，所述破乳劑為四氧化三鐵納米粒子、磁性氧化石墨烯納米復合物和非離子表面活性劑通過靜電紡絲法制成的纖維狀。本發明的用于原油低溫集輸的電紡磁性納米纖維破乳劑，可在多次重復利用的情況下保持很高的脫水率，從而可在顯著降低能耗的情況下提高破乳效率。

技術領域

本發明涉及油氣田開采領域，具體為一種用于原油低溫集輸的磁性納米纖維破乳劑及其制備方法。

背景技術

能源行業既是能源生產者也是能源消費者，我國能源行業的能耗占全社會能耗總量的1/3左右，在石油工業節能減排背景下，推動節能與綠色發展，是油田高效可持續開發的永恒主題之一。油田地面開展低溫集輸是進入高含水開發后期節能的一項重要舉措，可以實現節氣、節電的雙重效果。以我國東部油田為例，推廣實施的小環低溫摻水、單管冷輸或季節性不加熱等集油工藝在節能降耗方面效果顯著。不過，低溫集輸的應用實施給原油脫水處理帶來了新的挑戰，以油包水(W/O)或水包油(O/W)形式普遍存在的乳狀液，由于采出液集輸溫度的降低，使得脫水工藝單元在相同運行條件下破乳效率降低、對破乳劑用量的需求增大，如果在脫水過程中進行二次升溫則相當于系統整體能耗又向著高位回升。于是，以大罐沉降、化學破乳、電場破乳為代表的原油脫水方法得以不斷優化和應用。

以磁化破乳劑為代表的新型破乳劑因其磁性顆粒和功能修飾材料的種類相對集中、體系易于回收重復利用等優勢而得以廣泛關注。不同于傳統的化學破乳劑，磁化破乳劑是一種磁性顆粒(如Fe₃O₄)表面被一些功能化合物所修飾處理的材料，這類材料能夠快速響應外磁場，進而具有在外磁場作用下從復雜多相體系中得以分離的特性。這種特性使得完成破乳后的破乳劑可在磁場的作用下被回收利用，從而實現了節能。但目前的磁化破乳劑的重復回收率還比較低，其節能的性能還沒有被充分地發掘出來。

發明內容

本發明提供了一種用于原油低溫集輸的電紡磁性納米纖維破乳劑，可在多次重復利用的情況下保持很高的脫水率，從而可在顯著降低能耗的情況下提高破乳效率。

本發明的用于原油低溫集輸的電紡磁性納米纖維破乳劑，所述破乳劑以四氧化三鐵納米粒子為內層，以磁性氧化石墨烯納米復合物為中間層，以非離子表面活性劑為外層，所述破乳劑為四氧化三鐵納米粒子、磁性氧化石墨烯納米復合物和非離子表面活性劑通過靜電紡絲法制成的纖維狀。

本發明還提供一種用于原油低溫集輸的磁性納米纖維破乳劑制備方法，包括以下步驟：

(1)制備四氧化三鐵納米粒子；

(2)制備氧化石墨烯；

(3)制備磁性氧化石墨烯納米復合物；

(4)制備表面活性修飾物；

(5)制備電紡磁性納米纖維破乳劑。

作為優選，制備四氧化三鐵納米粒子的方法包括以下步驟：

(1)將除氧去離子水裝入通有氮氣氛圍的燒瓶中，加熱至65℃-75℃之間的某一溫度T1并保持恒溫，邊攪拌邊依次向除氧去離子水中加入四水合氯化亞鐵和六水合氯化鐵，獲得鐵離子混合物；

(2)在恒溫T1和氮氣氛圍中，攪拌鐵離子混合物，同時向鐵離子混合物中逐滴加入氫氧化鈉溶液；

(3)在恒溫T1和氮氣氛圍中，攪拌制備四氧化三鐵納米粒子的方法中的步驟(2)的反應生成物，得到四氧化三鐵納米粒子沉淀；

(4)過濾分離出四氧化三鐵納米粒子，以除氧去離子水充分水洗四氧化三鐵納米粒子，然后在真空干燥箱中以75℃-85℃之間的任一溫度烘干四氧化三鐵納米粒子3h-8h。

作為優選，制備氧化石墨烯的方法包括以下步驟：