[發(fā)明專利]一種負載型聚醚聚季銨鹽反相破乳劑的制備及其在三元復合驅(qū)采出水處理中的應用

有效

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• 申請日: 2021-06-24
• 公開（公告）號: CN113429955B
• 公開（公告）日: 2022-03-11
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 吳勉;李小兵;張艷
• 申請（專利權(quán)）人: 中國礦業(yè)大學
• 主分類號: C09K8/588
• 分類號: C09K8/588;C02F1/28;C02F1/68;C02F103/10
• 代理公司: 徐州千秋知識產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 32556
• 代理人: 周敏

本發(fā)明公開了一種負載型聚醚聚季銨鹽反相破乳劑的制備及其在三元復合驅(qū)采出水處理中的應用。首先通過開環(huán)加成反應合成聚醚聚季銨鹽，再通過表面接枝法將聚醚聚季銨鹽引入到比表面積大、多孔的金屬有機框架表面，構(gòu)筑高界面活性、高脫油性的負載型聚醚聚季銨鹽反相破乳劑。本發(fā)明所制備的負載型反相破乳劑兼具破乳與吸附的作用，聚醚聚季銨鹽通過頂替置換和電中和而破乳，破乳完成后，載體能迅速吸附油滴，并通過重力沉降分離，達到油水分離的目的。最后攜油載體通過溶劑法再生，原油回收，處理后的水達到回注要求，可以直接回用，有效地提高了三元復合驅(qū)采出水處理效率。該制備方法設(shè)備簡單，操作方便，步驟精煉，實用性強。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于含油污水處理技術(shù)領(lǐng)域，涉及一種反相破乳劑的制備和應用，具體涉及一種負載型聚醚聚季銨鹽反相破乳劑的制備及其在三元復合驅(qū)采出水處理中的應用。

背景技術(shù)

三元復合驅(qū)是指注入堿、表面活性劑和聚合物三種化學劑的混合溶液的一種三次采油技術(shù)，比普通水驅(qū)提高采收率20個百分點以上。隨著三元復合驅(qū)采油技術(shù)的推廣應用，產(chǎn)生了大量采出水。三元復合驅(qū)采出水是O/W型乳化體系，水質(zhì)復雜、含油乳化程度高、粘度高、界面膜強度高、油滴粒徑微細(小于10μm)、界面張力低，相態(tài)穩(wěn)定，油水分離難度大，如不進行處理或處理后達不到回注標準，會損害注水設(shè)備、阻塞管道，直接排放會對水體造成污染，破壞生態(tài)平衡。

常規(guī)的破乳方法包括重力沉降法、溶解空氣浮選法、生物處理法、電化學法、混凝—絮凝法和膜處理法等，然而這些處理技術(shù)普遍存在去除效率低、處理周期過長、基礎(chǔ)設(shè)施和設(shè)備投資大、占地面積廣以及容易造成二次污染等缺點，并不適合乳化油含量高、油滴粒徑小于10μm、出水量大的油田采出水的處理。化學破乳法效率高、實用性強，通過選擇一種能強烈吸附于油水界面的表面活性劑，用以頂替在乳狀液中生成牢固膜的乳化劑，產(chǎn)生一種新的薄膜，由于膜的強度顯著降低而破乳。目前，常規(guī)的反相破乳劑主要有聚醚、聚硅氧烷、聚季銨鹽等，這些反相破乳劑已經(jīng)在現(xiàn)場得到應用。李三喜等[精細石油化工,2015,32,25]以一種環(huán)氧乙烷/環(huán)氧丙烷嵌段不飽和聚醚為原料，以過氧化苯甲酰(BPD)為引發(fā)劑，二甲苯為溶劑，用丙烯酸加以擴鏈，加入鹽酸為催化劑，進一步酯化合成了一種梳型聚醚型破乳劑。Assis K.等[Journal of Applied Polymer Science,2014,131,1366]利用聚丙二醇和二甲苯為溶劑，不同極性的聚醚和二甲苯在高壓均質(zhì)反應器中充分反應制得聚醚型破乳劑。專利CN101357992A先以仲胺、叔胺等有機胺與環(huán)氧氯丙烷開環(huán)聚合制得線形聚季銨鹽，再以樹枝狀聚酰胺－胺為交聯(lián)劑，制得了一種星狀聚季銨鹽陽離子型反相破乳劑。上述制得的破乳劑以及常規(guī)破乳劑破乳后均存在以下問題：微細粒級油滴難以聚并，破乳劑與驅(qū)油表面活性劑(堿、表面活性劑和聚合物)在油滴表面產(chǎn)生競爭性吸附存在二次乳化現(xiàn)象，導致三元復合驅(qū)采出水體系破乳與乳化過程并存且可逆，進一步增加了破乳的難度。因此，亟需開發(fā)新型高效的破乳劑應用于三元復合驅(qū)采出水的處理。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的之一是提供一種負載型聚醚聚季銨鹽反相破乳劑的制備方法。

本發(fā)明的目的之二是提供上述制備方法制得的反相破乳劑在三元復合驅(qū)采出水處理中的應用。

為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案如下：

一方面，本發(fā)明提供一種負載型聚醚聚季銨鹽反相破乳劑的制備方法，包括以下步驟：

第一步、聚醚聚季銨鹽的制備：將二正丁胺、環(huán)氧氯丙烷通過開環(huán)加成反應合成聚季銨鹽，將合成的聚季銨鹽與甘油醚再次通過開環(huán)加成反應，合成聚醚聚季銨鹽；

第二步、UiO-66的制備：以對苯二甲酸作為有機配體，以四氯化鋯作為鋯源，通過溶劑熱法合成金屬有機框架UiO-66；

第三步、負載型聚醚聚季銨鹽反相破乳劑的制備：采用表面接枝法將聚醚聚季銨鹽引入到UiO-66載體表面，獲得負載型聚醚聚季銨鹽反相破乳劑。