一種降低油田污水礦化度的磁性除鹽劑的制備方法
【技術領域】
[0001] 本發明屬于高礦化度油田污水處理領域，設及一種磁性除鹽劑，特別設及一種降 低油田污水礦化度的磁性除鹽劑的制備方法。
【背景技術】
[0002] 隨著各大油田進入=次采油階段，聚合物驅采油技術和表面活性劑驅采油技術等 基于化學品的驅油技術得W廣泛應用。此類采油技術在提高油田原油采收率的同時，也附 帶產生數W億噸的油田污水。不少油田污水含鹽量高，主要含有C廠、S〇/\Ca"、r、Mg2\Na+ 等離子，總礦化度高達每升幾萬毫克W上。目前，國內外處理油田污水的方法仍是基于絮 凝沉淀的方法，而油田污水中的高礦化度會嚴重影響絮凝劑的絮凝效果，導致絮凝劑用量 增大，從而提高了油田污水的處理成本；此外，由于高礦化度的水具有高導電率的特點，可 加速電化學反應，從而加快設備的腐蝕速度；高礦化度水排入農田，亦會影響農作物生長。 因此，研究一種高效、實時、迅速去除油田污水中高礦化度的新型除鹽劑具有極其重要的意 義。現行的除鹽技術多是針對海水、食品工業苦咸水等，直接對油氣田污水除鹽的技術尚不 多見。
[0003] 目前有報道已開發用于除鹽的相關產品或設備：
[0004] 發明專利，淮海工學院，"一種重金屬離子的高效吸附劑及其制備方法與應 用"(201410410319. 1)提供了一種重金屬鉛離子的高效吸附劑的制備方法。通過沉淀法制 備化3〇4材料，然后采用溶膠-凝膠法在其表面包覆SiO2層，最后通過與鐵鹽反應合成得到 具有高效吸附鉛離子性能的TiP-Si化-Fe3〇4復合磁性材料。
[0005] 發明專利，陜西馭騰實業有限公司，"一種干式TRT緩蝕除鹽劑及其制備方 法"(201410521635.6)，提供了一種對高爐冶煉過程中副產品（高爐煤氣）回收裝置進行緩 蝕除鹽的除鹽劑，此除鹽劑由40~50%的雙艦化十八烷基二甲基己離錠鹽、30-40%的有 機混合物、15-20 %的分散輔助成膜劑W及5-10 %的甲醇復配而成。該干式TRT緩蝕除鹽劑 能夠在TRT機組葉片上形成緩蝕阻垢保護膜，保持葉片及其他部位金屬表面光滑，阻止雜 質附著，且對TRT機組葉片金屬無任何腐蝕。
[0006] 實用新型專利，重慶市炬泉環保工程有限公司，"污水除鹽系 統"（201320795117.4)提供了一種污水除鹽裝置，其包括含鹽檢測儀器、閥口控制單元、除 鹽池、生物膜濾鹽系統和智能控制系統。含鹽檢測儀器用于檢測污水中含鹽濃度，閥口控制 單元用于控制設置于除鹽池進水口處的進水閥口；生物膜濾鹽系統沿垂直于除鹽池中水流 方向設置，用于除去污水中鹽類物質。此實用新型專利提供的污水除鹽系統利用反滲透膜 的特性，除去水中經過中和反應及生物化學反應所產生出來的多余的鹽類物質。
[0007] W上檢索文獻或裝置結構復雜，或應用領域有限，或材料成本較高，不適用于高礦 化度的油田污水除鹽；為解決現有技術的不足，本發明提供一種材料成本低廉，制備方法簡 單快速，除鹽工藝簡單的降低油田污水礦化度的磁性除鹽劑的制備方法。

【發明內容】

[000引本發明目的在于，為了解決現有技術的不足，提供一種降低油田污水礦化度的磁 性除鹽劑的制備方法，該方法采用二氧化娃包覆在四氧化=鐵磁性微球表面，形成核-殼 結構的復合磁性微納米顆粒，通過含雙鍵的硅烷偶聯劑的修飾得到表面功能化的四氧化= 鐵磁性微球，再與丙締酷胺單體、含有季胺鹽基的陽離子單體及含橫酸基或駿基的陰離子 單體發生聚合反應，形成核-殼-殼形結構的磁性除鹽劑。該磁性除鹽劑中表面帶有正電 荷的季錠鹽類單元，無論在酸性、中性、堿性介質中，均保持正電荷的特性，其通過電中和作 用可W吸附結合水中攜帶負電荷的陰離子和其它攜帶負電荷的粒子；該磁性除鹽劑中表面 帶有負電荷的含有橫酸基或駿基的陰離子單元，可W吸附結合油田污水中帶正電荷的陽離 子；該磁性除鹽劑中聚丙締酷胺單元不帶離子型官能團，通過它的酷胺基與許多物質親和、 吸附形成氨鍵，使它能在吸附的粒子之間架橋，達到絮凝效果。通過本發明所述方法制得 的降低油田污水礦化度的磁性除鹽劑，對高礦化度的油田污水中常規陰、陽離子cr、s042\ Ca"、K\Mg"、Na+的去除率最高分別為85%、88%、95 %、78 %、72 %、81 %。本發明提供的降 低油田污水礦化度的磁性除鹽劑的制備方法，原材料價廉易得，制備工藝簡單，所得磁性除 鹽劑具有使用時無化學藥劑污染，易分離，回收率高，后處理方便的優點。
[0009] 本發明所述的一種降低油田污水礦化度的磁性除鹽劑的制備方法，由表面功能化 的四氧化=鐵磁性微球與丙締酷胺單體、含有季胺鹽基的陽離子單體及含橫酸基或駿基的 陰離子單體發生聚合反應，形成核-殼-殼形結構的磁性除鹽劑，具體操作按下列步驟進 行：
[0010] a、采用水熱法制備直徑為350-450皿的四氧化S鐵磁性微球，將四氧化S鐵磁性 微球溶解在含有去離子水和己醇的反應器A中，常溫下機械攬拌20min后加入濃度為25% 氨水和正娃酸己醋，常溫下機械攬拌7-lOh，用濃度為95%的己醇和去離子水交叉清洗沉 淀3次，分離，將分離的沉淀物溶解在80ml己醇中，置于反應器B中備用；
[0011] b、取丫-(甲基丙締酷氧）丙基S甲氧基硅烷于反應器C中，加入40ml無水己醇 溶液，通過冰醋酸將溶液的抑值調為5,超聲5min后，逐滴加入到步驟a中的反應器B中， 溫度70-90°C，在氮氣氣氛中攬拌12-3化，得到表面功能化的四氧化=鐵磁性微球；
[0012] C、將步驟b得到的表面功能化的四氧化=鐵磁性微球溶解在去離子水中，在非 氧化性氣體N,保護下除去溶液中的溶解氧，常溫下機械攬拌分散均勻后，依次加入丙締酷 胺單體、含有季胺鹽基的陽離子單體為甲基丙締酷氧己基=甲基氯化錠、二甲基二締丙基 氯化錠或2-丙締酷胺基己基十六烷基二甲基漠化錠，及含橫酸基或駿基的陰離子單體為 2-丙締酷胺-2-甲基丙橫酸或4-(?-丙締酷氧己氧基）苯甲酸，攬拌溶解后，再加入過硫 酸錠，溫度60-80°C，機械攬拌4-她，再經濃度為95 %的己醇和去離子水交叉清洗3次后，即 得到可降低油田污水礦化度的磁性除鹽劑。
[0013] 步驟a中四氧化S鐵磁性微球占整個磁性除鹽劑的質量分數為60% -90%。
[0014] 步驟C中所述的丙締酷胺單體與含有季胺鹽基的陽離子單體的質量分數比為 1:0.2-1:5。
[0015] 步驟C中所述的含有季胺鹽基的陽離子單體與含橫酸基或駿基的陰離子單體的 質量分數比為1:1-6:1。
[0016] 所述方法獲得的磁性除鹽劑在降低油田污水礦化度和除去油田污水中懸浮的微 乳油污染物中的用途。
[0017] 所述的磁性除鹽劑在分離高礦化度油田污水時采用磁場分離。
[001引本發明所述的一種降低油田污水礦化度的磁性除鹽劑的制備方法，通過該方法獲 得的磁性除鹽劑用于高礦化度油田污水處理，其對常規陰、陽離子cr、S0/\Ca2\r、Mg"、 Na+去除率最高分別為 85%、88%、95%、78%、72%、81%。
[0019] 通過本發明所述方法獲得的磁性除鹽劑的使用方法是；將5mg磁性除鹽劑加入到 100ml的含鹽油田污水的分離裝置中，超聲20s后，將分離裝置置于磁場中，靜置實現磁分 離，上層澄清溶液便為處理后的油田污水，將上層澄清溶液取出，經離子色譜儀檢測后，可 計算得到磁性除鹽劑對Cr、S042\Ca2\r、Mg2\Na+等六種離子的離子去除率。
【附圖說明】
[0020] 圖1為本發明的掃描電鏡圖；
[0021] 圖2為本發明的透射電鏡圖；
[0022] 圖3為本發明的工藝流程圖；
[0023] 圖4為本