本發(fā)明涉及石油開采采油集輸處理過程中油包水的原油乳狀液處理領(lǐng)域，尤其涉及一種新型磁性破乳劑及其制備方法。

背景技術(shù)：
近些年，我國大部分油田的原油開采都進(jìn)入到高含水期，隨著“三次采油”技術(shù)的開發(fā)和大量聚合物、表面活性劑、堿的應(yīng)用，采出液含水量上升，部分油田采出液含水率已經(jīng)達(dá)到90％以上，油水分離速度變慢，甚至表現(xiàn)出嚴(yán)重的乳化傾向，油水不分，形成了穩(wěn)定的乳狀液，給采出液脫水處理造成相當(dāng)大的難度。針對上述的情況，在油包水乳液處理的過程中，一般需要采用破乳劑對乳狀液進(jìn)行破乳處理，一些功能化合物負(fù)載在磁性顆粒(如：Fe3O4)表面，即可得到功能磁性顆粒。這些功能磁性顆粒保留了被負(fù)載的功能性化合物優(yōu)點(diǎn)，例如破乳、絮凝、吸附等，同時(shí)還具有較強(qiáng)的飽和磁場強(qiáng)度易于分離回收。目前，國內(nèi)外對油包水乳液處理所采用的破乳劑進(jìn)行了廣泛的研究，也取得了一些成果，如)申請?zhí)枮?01310534158.2的《一種磁性反相破乳劑的制備方法》、申請?zhí)枮?01410494294.8的《一種重油除水用磁性雙面顆粒型破乳劑的制備方法》、申請?zhí)枮?01410324184.7的《針對油包水體系乳液的磁性可控回收的高效破乳劑及其制備方法》。但這些破乳劑，在制作成本和工藝難度上，依然有待改進(jìn)。在目前使用的破乳劑中，嵌段聚醚由于其破乳速度快、對油包水乳液處理后油水兩相純凈度較高等優(yōu)點(diǎn)而廣受歡迎。但如何降低其生產(chǎn)使用成本，讓整個(gè)破乳的工藝環(huán)節(jié)更加的綠色環(huán)保，也日益已經(jīng)成為亟待克服的問題。因此，將嵌段聚醚作為一種具有破乳性能的功能化合物與磁化學(xué)相結(jié)合，在保留破乳性能的同時(shí)，使其能夠回收利用，便捷生產(chǎn)，降低生產(chǎn)使用成本，對油田生產(chǎn)具有重大的意義。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：
針對上述問題，本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)存在的不足，提供一種新型磁化嵌段聚醚破乳劑，本發(fā)明的技術(shù)方案如下：一種新型磁化嵌段聚醚破乳劑，含有嵌段聚醚和四氧化三鐵，所述的嵌段聚醚的結(jié)構(gòu)式為：所述的嵌段聚醚的結(jié)構(gòu)式中：m＝1，n＝6，p＝9。其制備方法包括以下步驟：(1)向溶劑熱反應(yīng)釜中加入嵌段聚醚和乙酰丙酮鐵，并攪拌均勻，形成懸濁液；(2)用氮?dú)鈱θ軇岱磻?yīng)釜吹掃置換，將釜體內(nèi)部的氧氣抽走，替換為氮?dú)猓?3)對溶劑熱反應(yīng)釜加熱，讓釜體內(nèi)部處于恒溫環(huán)境中，使步驟(1)中的懸濁液發(fā)生反應(yīng)，乙酰丙酮鐵發(fā)生氧化還原反應(yīng)以后生成四氧化三鐵，在嵌段聚醚的包裹下，四氧化三鐵成為呈現(xiàn)單分散狀態(tài)的磁性納米粒子，形成化學(xué)性能穩(wěn)定的核殼結(jié)構(gòu)的反應(yīng)產(chǎn)物；(4)冷卻至室溫后打開溶劑熱反應(yīng)釜，取出步驟(3)中所生成的反應(yīng)產(chǎn)物，并用甲醇洗滌反應(yīng)后過量的嵌段聚醚；(5)烘干洗滌后的產(chǎn)物上殘留的甲醇，得到成品。進(jìn)一步的，所述的制備方法的步驟(1)中，嵌段聚醚和乙酰丙酮鐵的質(zhì)量比為下述任意一種：1：1、2：1、3：1、4：1和5：1。進(jìn)一步的，所述的制備方法的步驟(2)中，從反應(yīng)釜釜體下部通入氮?dú)?，并將空氣從釜體上部排出，氮?dú)獯祾咧脫Q時(shí)間為30分鐘。進(jìn)一步的，所述的制備方法的步驟(3)中，生成產(chǎn)物從180℃開始隨溫度增加而增多，反應(yīng)溫度大于等于200℃后趨于穩(wěn)定。進(jìn)一步的，所述的制備方法的步驟(3)中，反應(yīng)溫度為下述任意一種：200℃、210℃或220℃。進(jìn)一步的，所述的制備方法的步驟(3)中，反應(yīng)時(shí)間為6～10小時(shí)。進(jìn)一步的，所述的制備方法的步驟(3)中，反應(yīng)時(shí)間為下述任意一種：6小時(shí)、7小時(shí)、8小時(shí)、9小時(shí)和10小時(shí)。本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)在于：1、本發(fā)明提供的破乳劑可以針對油包水體系乳液，高效快速的實(shí)現(xiàn)破乳過程，且利用磁場即可完全回收，易于分離，避免破乳劑因不能回收而造成額外耗能及資源浪費(fèi)的弊端。分離后的破乳劑經(jīng)過簡單地清洗過程即可重復(fù)使用，即便重復(fù)多次其破乳效率依然保持穩(wěn)定，可廣泛應(yīng)用于石油開采含油污水的處理領(lǐng)域；2、本發(fā)明的制備方法中使用材料價(jià)格低廉、來源廣泛；3、相比傳統(tǒng)方法需要采用多臺設(shè)備，進(jìn)行多步驟加工才能制得達(dá)標(biāo)產(chǎn)品，本發(fā)明采用一步法即可合成磁化破乳劑，其制備工藝簡單高效，可重復(fù)性強(qiáng)，易于推廣。附圖說明圖1是本發(fā)明實(shí)施例1磁性破乳劑的紅外譜圖；圖2是本發(fā)明實(shí)施例1磁性破乳劑XRD譜圖；圖3是本發(fā)明實(shí)施例1嵌段聚醚和磁性破乳劑的熱重曲線圖；圖4是本發(fā)明實(shí)施例1磁性破乳劑磁滯回線圖。具體實(shí)施方式下面將結(jié)合本發(fā)明中的實(shí)施例，對本發(fā)明實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實(shí)施例僅僅是本發(fā)明一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例?；诒景l(fā)明中的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動前提下所獲得的所有其他實(shí)施例，都屬于本發(fā)明保護(hù)的范圍。下述實(shí)施例中所使用的實(shí)驗(yàn)方法如無特殊說明，均為常規(guī)方法。下述實(shí)施例中所用的材料、試劑等，如無特殊說明，均可從商業(yè)途徑得到。實(shí)施例1、按照嵌段聚醚和乙酰丙酮鐵為4：1的質(zhì)量比稱取12克嵌段聚醚和3克乙酰丙酮鐵置于溶劑熱反應(yīng)釜中，攪拌均勻后，通入氮?dú)獯祾咧脫Q氧氣30分鐘，然后置于200℃的烘箱中反應(yīng)6個(gè)小時(shí)，待溶劑熱反應(yīng)釜冷卻至室溫后，開釜用甲醇洗滌產(chǎn)物，烘干即得產(chǎn)物磁性破乳劑。對本發(fā)明磁性破乳劑的結(jié)構(gòu)表征進(jìn)行分析，分析情況如下。如圖1所示，將實(shí)施例1所制備的磁性破乳劑用溴化鉀壓片法壓片后用傅立葉紅外光譜儀進(jìn)行紅外光譜掃描，得到圖1所得紅外譜圖，譜圖中3426cm-1和1627cm-1分別代表嵌段聚醚中羥基的伸縮振動吸收峰和彎曲振動吸收峰，1405cm-1和1115cm-1分別代表嵌段聚醚酯基中羰基和碳氧鍵的振動吸收峰，565cm-1為Fe3O4的特種吸收峰。如圖2所示，將本發(fā)明所制備的磁性破乳劑使用PertProX-ray衍射計(jì)(Cu靶，波長＝0.1541nm，管電壓40kV，管電流20mA)測定晶體結(jié)構(gòu)，得到XRD譜圖。在2角為30.09°，35.44°，43.07°，53.43°，56.96°，62.55°和74.00°的衍射峰分別對應(yīng)Fe3O4的(220)，(311)，(400)，(422)，(511)，(440)和(533)晶面。如圖3所示，將嵌段聚醚與本發(fā)明所制得的磁性破乳劑在氮?dú)夥諊羞M(jìn)行熱重分析。嵌段聚醚由300℃開始分解，到410℃時(shí)分解完全，磁性破乳劑也在這個(gè)溫度范圍內(nèi)出現(xiàn)第一次失重，在630℃出現(xiàn)第二次失重，第二次失重是因?yàn)橛袡C(jī)物分解的蒸汽還原Fe3O4所致。如圖4所示，將所制備的磁性破乳劑在磁場強(qiáng)度-20000奧斯特到20000奧斯特之間用振動樣品磁強(qiáng)計(jì)進(jìn)行飽和磁場強(qiáng)度測試。磁性破乳劑的飽和磁場強(qiáng)度為41emu/g，且剩磁和矯頑力均為0，呈現(xiàn)超順磁性。結(jié)合上述三種分析手段可知，已由嵌段聚醚和乙酰丙酮鐵成功制備了磁性破乳劑，其中的有機(jī)組分為聚醚，無機(jī)組分為四氧化三鐵。對本發(fā)明制得的磁性破乳劑破乳性能進(jìn)行脫水性能實(shí)驗(yàn)，過程如下：以80mL某原油乳狀液(由50％的原油+50％百分之一的氯化鈉水溶液構(gòu)成，綜合含水50％)為處理對象，磁化破乳劑用量為0.05g，溫度為70℃時(shí)，以實(shí)施例1所合成的產(chǎn)物作為破乳劑，溫度為70℃時(shí)不同破乳劑加量的脫水效果見表1。由表1可知，當(dāng)磁化破乳劑加量超過0.05g時(shí)，脫水效果能達(dá)到100％。表1實(shí)施例1中破乳劑劑量與脫水率關(guān)系以上述原油為處理對象，以實(shí)施例1所合成的產(chǎn)物作為破乳劑，溫度為70℃，破乳劑加量為0.05g時(shí)，磁化破乳劑回收次數(shù)對脫水效果的影響見表3。由表3可知，磁化破乳劑在三次回收利用后仍然具有較好的脫水效果，脫水率依然有85％以上。表2實(shí)施例1中磁化破乳劑回收次數(shù)與脫水率關(guān)系實(shí)施例2、采用實(shí)施例1中的制作方法，調(diào)整嵌段聚醚和乙酰丙酮鐵的質(zhì)量比為1：1，設(shè)置反應(yīng)釜溫度為220℃，反應(yīng)10小時(shí)。將所得產(chǎn)物用實(shí)施例1所述的實(shí)驗(yàn)方法進(jìn)行破乳實(shí)驗(yàn)，破乳實(shí)驗(yàn)效果如表3和表4所示：表3實(shí)施例2中破乳劑劑量與脫水率關(guān)系表4實(shí)施例2中磁化破乳劑回收次數(shù)與脫水率關(guān)系實(shí)施例3、采用實(shí)施例1中的制作方法，調(diào)整嵌段聚醚和乙酰丙酮鐵的質(zhì)量比為3：1，設(shè)置反應(yīng)釜溫度為200℃，反應(yīng)8小時(shí)。將所得產(chǎn)物用實(shí)施例1所述的實(shí)驗(yàn)方法進(jìn)行破乳實(shí)驗(yàn)，破乳實(shí)驗(yàn)效果如表5和表6所示：表5實(shí)施例3中破乳劑劑量與脫水率關(guān)系表6實(shí)施例3中磁化破乳劑回收次數(shù)與脫水率關(guān)系實(shí)施例4、采用實(shí)施例1中的制作方法，調(diào)整嵌段聚醚和乙酰丙酮鐵的質(zhì)量比為1：1、2：1、3：1、4：1和5：1，設(shè)置反應(yīng)釜溫度為200℃，反應(yīng)8小時(shí)。以上述原油為處理對象，不同產(chǎn)物在不同時(shí)間下的脫水率如表7所示。表7不同產(chǎn)物在不同時(shí)間下的脫水率綜上性能評價(jià)結(jié)果，從實(shí)施例1～4可知，本發(fā)明所制備的磁性破乳劑具有優(yōu)秀的破乳效果，而且對外加磁場響應(yīng)信號強(qiáng)，易于回收利用，是一種綠色環(huán)保的破乳劑，對原油乳狀液破乳具有極好的應(yīng)用價(jià)值。嵌段聚醚和乙酰丙酮鐵反應(yīng)的時(shí)候形成核殼結(jié)構(gòu)，四氧化三鐵在中間形成核心，外面包被嵌段聚醚，在油包水乳液處理過程中嵌段聚醚發(fā)揮主要的破乳作用，結(jié)束處理后，通過設(shè)置外加磁場(如在脫水瓶外面放塊磁鐵)就可以把磁化破乳劑吸下來，分離步驟操作簡便，易于推廣，破乳劑經(jīng)過處理后可循環(huán)利用。以上所述僅是本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式，應(yīng)當(dāng)指出，本發(fā)明并不局限于上述方式，在不脫離本發(fā)明原理的前提下，還能進(jìn)一步改進(jìn)，這些改進(jìn)也應(yīng)視為本發(fā)明的保護(hù)范圍。