[發明專利]一種筒狀油水分離濾芯、組件及其制備方法和應用

有效

• 申請號: 202110741553.2
• 申請日: 2021-06-30
• 公開（公告）號: CN113521884B
• 公開（公告）日: 2022-11-22
• 發明（設計）人: 孔德鈺;劉敏;王瑤;盧大艷;鎮赟;張緒強;李永豐
• 申請（專利權）人: 中海油能源發展股份有限公司
• 主分類號: B01D39/20
• 分類號: B01D39/20;B01D17/022;C02F1/40
• 代理公司: 天津創智天誠知識產權代理事務所(普通合伙) 12214
• 代理人: 王秀奎

本發明公開了一種筒狀油水分離濾芯、組件及其制備方法和應用，該筒狀油水分離濾芯的制備方法包括：取未改性的泡沫鎳片，在泡沫鎳片的邊緣鍍錫，得到鍍錫泡沫鎳片；對所述鍍錫泡沫鎳片進行親油疏水改性，得到超疏水的改性泡沫鎳片；將所述改性泡沫鎳片進行卷曲，并對邊緣連接處進行錫焊焊接，形成一個中空的圓筒，得到筒狀油水分離濾芯。本發明通過先邊緣鍍錫再疏水親油改性最后錫焊焊接的方法制備得到了筒狀油水分離濾芯及組件，不僅解決了現有技術中金屬材料改性后無法焊接的問題，而且獲得的筒狀油水分離濾芯及組件同時具有水接觸角＞150°、溫度適用范圍廣、拉伸強度大及靜流和旋流狀態下均具有較好分離效果的優點。

技術領域

本發明涉及油水分離技術領域，具體來說涉及一種筒狀油水分離濾芯、組件及其制備方法和應用。

背景技術

自上世紀五十年代起，石油產品替代煤炭成為世界第一能源消耗品。當前，石油需求量急劇增加，開采石油會產生大量含油廢水，還會帶來石油泄漏問題，更會引發環境污染，造成生態破壞。尤其是油田開采進入中后期，油井壓力以及含油率下降的情況下，往往需要采取注水強化生產，這勢必帶來產液含水率大幅增加(現階段，油田平均綜合含水率為65％，在未來更會高達80-90％)。隨著油田出油含水率逐步提高，現有工藝逼近處理極限，性能不足愈來愈明顯。在未來，隨著石油產量增加，更多含油廢水等待著處理。含油廢水達標排放，離不開高效的回收處理技術。研究表明，超疏水超親油材料，因其獨特的界面性質，可以進行高效的油水分離。以疏水親油材料為基礎的界面油水分離技術，已然成為當下研究熱點。

泡沫鎳是一種高孔隙率、低密度的多孔網狀材料，具有比表面積大、孔隙率高、強韌性、高機械強度等優良性能，是處理含油廢水的新型理想材料。近年來，泡沫鎳更是成為制備親油疏水材料的理想基材，隨著研究的深入，很多具有特殊浸潤性的泡沫鎳材料也被開發和應用，其在油水分離領域具有很廣的應用前景。泡沫鎳想成為優秀的油水分離材料，首先需使其表面具有超疏水超親油性；而表面的微納米尺度的粗糙結構和表面的低表面能物質修飾是超疏水表面的必要條件。

泡沫鎳的幾種常見改性方法包括：氟硅烷(Fluoroalkylsilane，FAS)修飾改性法、聚四氟(Polyterafluroetlialene，PTFE)修飾法、化學法處理金屬表面、電化學沉積法、模板法和低表面能試劑直接改性法。上述各種改性方法各有優缺點，但目前來看，這些改性方法制備的泡沫鎳在實際的油水分離領域均無法實際運用，所以需要根據實際需要開發出一種實用的改性方式。

另外，為充分發揮和利用泡沫金屬的優點以及滿足設備的設計安裝要求，在實際應用中，往往需要借助某些技術對泡沫金屬進行連接。目前，學界對泡沫金屬連接技術研究的重點集中在連接作為結構材料使用的具有較大厚度的低孔隙率閉孔泡沫金屬材料。使用的連接工藝包括鉚接、膠結、激光焊、電阻點焊、釬焊、擴散焊等。由于大多數連接技術存在諸如焊接速度低、連接件不能傳遞很大作用力、對于異種材料及金屬材料連接性能差甚至無法實現其有效連接及密封性降低等問題，且難以適合連續的產業化生產。因此，尋求一種適合于大規模生產需要的泡沫輕金屬連接技術，對該類材料在諸多領域的快速應用發展起著至關重要的作用。。

發明內容

本發明提供了一種筒狀油水分離濾芯、組件及其制備方法和應用，不僅解決了現有技術中非金屬材料連接性能差甚至無法實現其有效連接及密封性降低等問題，而且獲得的筒狀油水分離濾芯及組件同時具有水接觸角＞150°、溫度適用范圍廣、拉伸強度大及靜流和旋流狀態下均具有較好分離效果的優點。

具體技術方案如下：

一種筒狀油水分離濾芯的制備方法，包括：

(1)取未改性的泡沫鎳片，在泡沫鎳片的邊緣鍍錫，得到鍍錫泡沫鎳片；

(2)對所述鍍錫泡沫鎳片進行親油疏水改性，得到超疏水的改性泡沫鎳片；

(3)將所述改性泡沫鎳片進行卷曲，并對邊緣連接處進行錫焊焊接，形成一個中空的圓筒，得到筒狀油水分離濾芯。