一種強界面活性反相破乳劑的制備方法
【專利摘要】本發(fā)明為一種強界面活性反相破乳劑的制備方法，其特征在于：以Fe2+和Fe3+鹽為初始原料，合成納米級Fe3O4，再進行3-氨丙基三乙氧基硅烷包覆納米磁性氧化鐵即Fe3O4-SiO2-NH2的合成，通過鹵代聚胺鹽和納米Fe3O4-SiO2-NH2表面的-NH2進行化學(xué)反應(yīng)包覆負(fù)載，合成強界面活性磁性反相破乳劑，并用于處理采油污水。
【專利說明】一種強界面活性反相破乳劑的制備方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及工業(yè)水處理藥劑【技術(shù)領(lǐng)域】，具體為一種強界面活性反相破乳劑的制備方法。

【背景技術(shù)】
[0002]目前，國內(nèi)外針對采油污水的處理工藝主要有化學(xué)藥劑破乳處理技術(shù)，現(xiàn)有的反相破乳劑主要有聚季胺鹽類，聚雙氰胺類，樹狀大分子類PAM-AM，聚丙烯酰胺類，脂肪醇聚氧乙烯類，酚醛樹脂嵌段類，PO-EO嵌段改性類，但在處理高含聚、高含油污水時，由于在污水中的界面活性受限制，處理含聚采油污水加藥量大、處理時間長、處理后污水達標(biāo)困難。近年來，在界面活性的增強方面，除藥劑本身的性能外，隨著納米技術(shù)的飛速發(fā)展，四氧化三鐵納米顆粒作為功能材料，除了在記錄材料、特殊催化劑原料、藥物等方面顯示出許多特殊功能，還在有機物的去除、廢水中重金屬離子的去除、廢氣中有毒微量元素的去除方面有廣泛的研發(fā)。這種表面活性劑功能化的粒子由于有較強的界面活性，在采油污水中的處理中會取得比較好的應(yīng)用效果。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明為一種強界面活性反相破乳劑的制備方法，其特征在于:以Fe2+和Fe3+鹽為初始原料，合成納米級Fe3O4,再進行3-氨丙基三乙氧基硅烷包覆納米磁性氧化鐵即Fe3O4-S12-NH2的合成，通過鹵代聚胺鹽和納米Fe3O4-S12-NH2表面的-NH2進行化學(xué)反應(yīng)包覆負(fù)載，合成強界面活性磁性反相破乳劑，并用于處理采油污水；
[0004]其工藝步驟如下:
[0005]步驟一:聚季胺鹽的合成
[0006]在帶有溫度計、攪拌器和冷凝管的反應(yīng)器中加入溶劑，通氮氣，并開啟攪拌，加入引發(fā)劑和催化劑，攪拌30?50min ;將反應(yīng)混合物降到0°C，然后將環(huán)氧化合物和環(huán)氧氯丙烷緩慢滴加，3h左右滴加完畢，保溫反應(yīng)3-4h，同時蒸除溶劑，得到聚醚共聚物，再在醇類溶劑中和有機胺于20°C?50°C反應(yīng)2h，最后向里加入叔胺，在20°C?50°C下反應(yīng)24h后并于50°C下減壓蒸除溶劑，得氯代聚醚季胺鹽；
[0007]步驟二=Fe3O4-S12-NH2 的合成
[0008]FeS027H20和FeCl36H20溶于預(yù)先除氧處理的水中，氮氣保護下攪拌，加入氨水至PH= 9.5,產(chǎn)物經(jīng)磁性分離，水洗，得到納米級Fe3O4,然后分散在去離子水中，在40°C條件下，向里加入lmol/L的硅酸鈉水溶液，保持一定PH = 9.5，攪拌反應(yīng)4h，水洗分離烘干；將烘干的Fe3O4-S12分散于甲苯中，攪拌條件下慢慢加入3-APTES，在100°C下反應(yīng)4h，最后將產(chǎn)品水洗分離并真空干燥；制備Fe3O4-S12-NH2 ；
[0009]步驟三:聚季胺鹽在Fe3O4-S12-NH2的化學(xué)包覆
[0010]氯代聚醚季銨鹽和Fe3O4-S12-NH2在醇溶劑中于60?70°C下，進行反應(yīng)實現(xiàn)聚季胺鹽包覆納米磁性氧化鐵，制得強界面活性反相破乳劑。

【具體實施方式】
[0011]實施例1
[0012]步驟一:聚季胺鹽的合成
[0013]氮氣保護下，向四口瓶中依次加入計算量的80ml CH2Cl2,乙二醇(0.24g, 0.0038mol)，三氟乙酸(0.28g, 0.0025mol)，三氟化硼乙醚(0.40g，0.0028mol)攪拌均勻后，在O°C下，向里慢慢加入環(huán)氧丙烷(23.2g，0.4000mol)和環(huán)氧氯丙烷(37.0g,0.4000mol)保溫反應(yīng)8h后，升溫至45°C反應(yīng)2h，同時蒸除CH2Cl2，得到聚醚共聚物，再在50ml乙醇和乙二胺(5.0g，0.0833mol)于30°C下反應(yīng)2h，最后在此溫度下，向里加入30 %三甲胺(31.4g，0.1eOOmol)反應(yīng)24h，反應(yīng)結(jié)束，在50°C下減壓蒸除乙醇，得氯代聚醚季胺鹽。
[0014]步驟二=Fe3O4-S12-NH2 的合成
[0015]氮氣保護下，F(xiàn)eS027H20(25.02g，0.0900mol)和 FeCl36H20(40.50g，0.1500mol)溶于預(yù)先除氧處理的10ml水中，加入氨水至PH = 9.5，產(chǎn)物經(jīng)磁性分離，水洗，烘干，制得納米磁性Fe3O4。
[0016]取3g納米磁性Fe3O4后分散在去離子水中，在40°C條件下，向里加入lmol/L的硅酸鈉12ml，保持一定PH = 9.5，攪拌反應(yīng)4h，水洗分離烘干，制得納米磁性Fe304_Si02。將烘干的Fe3O4-S12分散于50ml甲苯中，攪拌條件下慢慢加入1ml 3-APTES，在100°C下反應(yīng)4h，最后將產(chǎn)品水洗分離并真空干燥。制備Fe304-Si02-NH2。
[0017]步驟三:聚季胺鹽在Fe3O4-S12-NH2的化學(xué)包覆
[0018]氯代聚醚季銨鹽0.5g和Fe304-Si02_NH23g在50ml乙醇中反應(yīng)48h，制備聚季胺鹽包覆納米磁性氧化鐵強界面活性反相破乳劑。
[0019]實施例2
[0020]步驟一:聚季胺鹽的合成
[0021]氮氣保護下，向四口瓶中依次加入計算量的80ml 1，2-二氯乙烷，丁二醇(0.54g, 0.0060mol)，三氟乙酸(0.91g, 0.0080mol)，三氟化硼乙醚(0.Hg,0.0008mol)攪拌均勻后，在0°C下，向里慢慢加入苯基環(huán)氧乙烷(48.0g, 0.4000mol)和環(huán)氧氯丙烷(37.0g, 0.4000mol)保溫反應(yīng)8h后，升溫至45°C反應(yīng)2h，同時減壓蒸除1，2- 二氯乙烷，得到聚醚共聚物，再在50ml異丙醇中和二乙烯三胺(20.6g，0.200mol)于50°C下反應(yīng)2h，最后在此溫度下，向里加入三乙胺(12.12g，0.1200mol)反應(yīng)24h，反應(yīng)結(jié)束，并于50°C下減壓蒸除異丙醇，得氯代聚醚季胺鹽。
[0022]步驟二=Fe3O4-S12-NH2 的合成
[0023]氮氣保護下，F(xiàn)eS027H20(25.02g，0.0900mol)和 FeCl36H20(40.50g，0.1500mol)溶于預(yù)先除氧處理的10ml水中，加入氨水至PH = 9.5，產(chǎn)物經(jīng)磁性分離，水洗，烘干，制得納米磁性Fe3O4。
[0024]取3g納米磁性Fe3O4后分散在去離子水中，在40°C條件下，向里加入lmol/L的硅酸鈉12ml，保持一定PH = 9.5，攪拌反應(yīng)4h，水洗分離烘干，制得納米磁性Fe304_Si02。將烘干的Fe3O4-S12分散于50ml甲苯中，攪拌條件下慢慢加入10ml 3-APTES，在100°C下反應(yīng)4h，最后將產(chǎn)品水洗分離并真空干燥。制備Fe304-Si02-NH2。
[0025]步驟三:聚季胺鹽在Fe3O4-S12-NH2的化學(xué)包覆
[0026]氯代聚醚季銨鹽0.5g和Fe3O4-Si02_NH24g在50ml乙醇中反應(yīng)48h，制備聚季胺鹽包覆納米磁性氧化鐵強界面活性反相破乳劑。
[0027]實施例3
[0028]步驟一:聚季胺鹽的合成
[0029]氮氣保護下，向四口瓶中依次加入計算量的80ml CH2Cl2,乙二醇(0.24g, 0.0038mol)，三氟乙酸(0.28g, 0.0025mol)，三氟化硼乙醚(0.40g，0.0028mol)攪拌均勻后，在O°C下，向里慢慢加入環(huán)氧丙烷(23.2g，0.4000mol)和環(huán)氧氯丙烷(37.0g,0.4000mol)保溫反應(yīng)8h后，升溫至45°C反應(yīng)2h，同時蒸除CH2Cl2，得到聚醚共聚物，再在50ml乙醇和三乙烯四胺(17.52g，0.1200mol)于50°C下反應(yīng)2h，最后在此溫度下，向里加入三乙胺(12.12g，0.1200mol)反應(yīng)24h，反應(yīng)結(jié)束，在50°C下減壓蒸除乙醇，得氯代聚醚季胺鹽。
[0030]步驟二=Fe3O4-S12-NH2 的合成
[0031]氮氣保護下，F(xiàn)eS027H20(25.02g，0.0900mol)和 FeCl36H20(40.50g，0.1500mol)溶于預(yù)先除氧處理的10ml水中，加入氨水至PH = 9.5，產(chǎn)物經(jīng)磁性分離，水洗，烘干，制得納米磁性Fe3O4。
[0032]取3g納米磁性Fe3O4后分散在去離子水中，在40°C條件下，向里加入lmol/L的硅酸鈉12ml，保持一定PH = 9.5，攪拌反應(yīng)4h，水洗分離烘干，制得納米磁性Fe304_Si02。將烘干的Fe3O4-S12分散于50ml甲苯中，攪拌條件下慢慢加入Ilml 3-APTES，在100°C下反應(yīng)4h，最后將產(chǎn)品水洗分離并真空干燥。制備Fe304-Si02-NH2。
[0033]步驟三:聚季胺鹽在Fe3O4-S12-NH2的化學(xué)包覆
[0034]氯代聚醚季銨鹽0.5g和Fe304-Si02_NH23g在50ml乙醇中反應(yīng)48h，制備聚季胺鹽包覆納米磁性氧化鐵強界面活性反相破乳劑。
[0035]實施例4
[0036]步驟一:聚季胺鹽的合成
[0037]氮氣保護下，向四口瓶中依次加入計算量的400ml CH2Cl2,乙二醇(1.20g, 0.0190mol)，三氟乙酸(1.40g, 0.0125mol)，三氟化硼乙醚(2.0Og, 0.0140mol)攪拌均勻后，在0°C下，向里慢慢加入環(huán)氧丙烷(116.0g, 2.0Omol)和環(huán)氧氯丙烷(135.0g,
2.0Omol)保溫反應(yīng)8h后，升溫至45°C反應(yīng)2h，同時蒸除CH2Cl2，得到聚醚共聚物，再在50ml乙醇和乙二胺(25.0g，0.4156mol)于30°C反應(yīng)2h，最后再此溫度下，向里加入30%三甲胺(157.0g, 0.8000mol)反應(yīng)24h后，并于50°C下減壓蒸除溶劑，得氯代聚醚季胺鹽。
[0038]步驟二=Fe3O4-S12-NH2 的合成
[0039]氮氣保護下，F(xiàn)eS027H20(125.1Og,0.4500mol)和 FeCl36H20(202.50g，0.7500mol)溶于預(yù)先除氧處理的500ml水中，加入氨水至PH = 9.5，產(chǎn)物經(jīng)磁性分離，水洗，烘干，制得納米磁性Fe3O4。
[0040]取30g納米磁性Fe3O4后分散在去離子水中，在40°C條件下，向里加入lmol/L的硅酸鈉120ml，保持一定PH = 9.5，攪拌反應(yīng)4h，水洗分離烘干，制得納米磁性Fe304_Si02。將烘干的Fe3O4-S12分散于500ml甲苯中，攪拌條件下慢慢加入100ml 3-APTES，在100°C下反應(yīng)4h，最后將產(chǎn)品水洗分離并真空干燥。制備Fe304-Si02-NH2。
[0041]步驟三:聚季胺鹽在Fe3O4-S12-NH2的化學(xué)包覆
[0042]氯代聚醚季銨鹽5g和Fe304-Si02_NH230g在300ml乙醇中反應(yīng)48h，制備聚季胺鹽包覆納米磁性氧化鐵強界面活性反相破乳劑。
【權(quán)利要求】
1.一種強界面活性反相破乳劑的制備方法，其特征在于:以Fe2+和Fe3+鹽為初始原料，合成納米級Fe3O4,再進行3-氨丙基三乙氧基硅烷包覆納米磁性氧化鐵即Fe3O4-S12-NH2的合成，通過鹵代聚胺鹽和納米Fe3O4-S12-NH2表面的-NH2進行化學(xué)反應(yīng)包覆負(fù)載，合成強界面活性磁性反相破乳劑，并用于處理采油污水； 其工藝步驟如下: 步驟一:聚季胺鹽的合成 在帶有溫度計、攪拌器和冷凝管的反應(yīng)器中加入溶劑，通氮氣，并開啟攪拌，加入引發(fā)劑和催化劑，攪拌30?50min ;將反應(yīng)混合物降到0°C，然后將環(huán)氧化合物和環(huán)氧氯丙烷緩慢滴加，3h左右滴加完畢，保溫反應(yīng)3-4h，同時蒸除溶劑，得到聚醚共聚物，再在醇類溶劑中和有機胺于20°C?50°C反應(yīng)2h，最后向里加入叔胺，在20°C?50°C下反應(yīng)24h后并于.50°C下減壓蒸除溶劑，得氯代聚醚季胺鹽； 步驟二 =Fe3O4-S12-NH2 的合成 FeS027H20和FeCl36H20溶于預(yù)先除氧處理的水中，氮氣保護下攪拌，加入氨水至PH =.9.5，產(chǎn)物經(jīng)磁性分離，水洗，得到納米級Fe3O4,然后分散在去離子水中，在40°C條件下，向里加入lmol/L的硅酸鈉水溶液，保持一定PH = 9.5，攪拌反應(yīng)4h，水洗分離烘干；將烘干的Fe3O4-S12分散于甲苯中，攪拌條件下慢慢加入3-APTES，在100°C下反應(yīng)4h，最后將產(chǎn)品水洗分離并真空干燥；制備Fe3O4-S12-NH2 ； 步驟三:聚季胺鹽在Fe3O4-S12-NH2的化學(xué)包覆 氯代聚醚季銨鹽和Fe3O4-S12-NH2在醇溶劑中于60?70°C下，進行反應(yīng)實現(xiàn)聚季胺鹽包覆納米磁性氧化鐵，制得強界面活性反相破乳劑。
【文檔編號】C02F1/40GK104370333SQ201410575685
【公開日】2015年2月25日 申請日期:2014年10月24日 優(yōu)先權(quán)日:2014年10月24日
【發(fā)明者】李志元, 王素芳, 林蓓, 王騰, 張艷芳 申請人:中國海洋石油總公司, 中海油天津化工研究設(shè)計院, 中海油能源發(fā)展股份有限公司