一种强界面活性反相破乳剂的制备方法
【专利摘要】本发明为一种强界面活性反相破乳剂的制备方法，其特征在于：以Fe2+和Fe3+盐为初始原料，合成纳米级Fe3O4，再进行3-氨丙基三乙氧基硅烷包覆纳米磁性氧化铁即Fe3O4-SiO2-NH2的合成，通过卤代聚胺盐和纳米Fe3O4-SiO2-NH2表面的-NH2进行化学反应包覆负载，合成强界面活性磁性反相破乳剂，并用于处理采油污水。
【专利说明】一种强界面活性反相破乳剂的制备方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及工业水处理药剂【技术领域】，具体为一种强界面活性反相破乳剂的制备方法。
【背景技术】
[0002]目前，国内外针对采油污水的处理工艺主要有化学药剂破乳处理技术，现有的反相破乳剂主要有聚季胺盐类，聚双氰胺类，树状大分子类PAM-AM，聚丙烯酰胺类，脂肪醇聚氧乙烯类，酚醛树脂嵌段类，PO-EO嵌段改性类，但在处理高含聚、高含油污水时，由于在污水中的界面活性受限制，处理含聚采油污水加药量大、处理时间长、处理后污水达标困难。近年来，在界面活性的增强方面，除药剂本身的性能外，随着纳米技术的飞速发展，四氧化三铁纳米颗粒作为功能材料，除了在记录材料、特殊催化剂原料、药物等方面显示出许多特殊功能，还在有机物的去除、废水中重金属离子的去除、废气中有毒微量元素的去除方面有广泛的研发。这种表面活性剂功能化的粒子由于有较强的界面活性，在采油污水中的处理中会取得比较好的应用效果。
【发明内容】
[0003]本发明为一种强界面活性反相破乳剂的制备方法，其特征在于:以Fe2+和Fe3+盐为初始原料，合成纳米级Fe3O4,再进行3-氨丙基三乙氧基硅烷包覆纳米磁性氧化铁即Fe3O4-S12-NH2的合成，通过卤代聚胺盐和纳米Fe3O4-S12-NH2表面的-NH2进行化学反应包覆负载，合成强界面活性磁性反相破乳剂，并用于处理采油污水；
[0004]其工艺步骤如下:
[0005]步骤一:聚季胺盐的合成
[0006]在带有温度计、搅拌器和冷凝管的反应器中加入溶剂，通氮气，并开启搅拌，加入引发剂和催化剂，搅拌30?50min ;将反应混合物降到0°C，然后将环氧化合物和环氧氯丙烷缓慢滴加，3h左右滴加完毕，保温反应3-4h，同时蒸除溶剂，得到聚醚共聚物，再在醇类溶剂中和有机胺于20°C?50°C反应2h，最后向里加入叔胺，在20°C?50°C下反应24h后并于50°C下减压蒸除溶剂，得氯代聚醚季胺盐；
[0007]步骤二=Fe3O4-S12-NH2 的合成
[0008]FeS027H20和FeCl36H20溶于预先除氧处理的水中，氮气保护下搅拌，加入氨水至PH= 9.5,产物经磁性分离，水洗，得到纳米级Fe3O4,然后分散在去离子水中，在40°C条件下，向里加入lmol/L的硅酸钠水溶液，保持一定PH = 9.5，搅拌反应4h，水洗分离烘干；将烘干的Fe3O4-S12分散于甲苯中，搅拌条件下慢慢加入3-APTES，在100°C下反应4h，最后将产品水洗分离并真空干燥；制备Fe3O4-S12-NH2 ；
[0009]步骤三:聚季胺盐在Fe3O4-S12-NH2的化学包覆
[0010]氯代聚醚季铵盐和Fe3O4-S12-NH2在醇溶剂中于60?70°C下，进行反应实现聚季胺盐包覆纳米磁性氧化铁，制得强界面活性反相破乳剂。
【具体实施方式】
[0011]实施例1
[0012]步骤一:聚季胺盐的合成
[0013]氮气保护下，向四口瓶中依次加入计算量的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)搅拌均匀后，在O°C下，向里慢慢加入环氧丙烷(23.2g，0.4000mol)和环氧氯丙烷(37.0g,0.4000mol)保温反应8h后，升温至45°C反应2h，同时蒸除CH2Cl2，得到聚醚共聚物，再在50ml乙醇和乙二胺(5.0g，0.0833mol)于30°C下反应2h，最后在此温度下，向里加入30 %三甲胺(31.4g，0.1eOOmol)反应24h，反应结束，在50°C下减压蒸除乙醇，得氯代聚醚季胺盐。
[0014]步骤二=Fe3O4-S12-NH2 的合成
[0015]氮气保护下，FeS027H20(25.02g，0.0900mol)和 FeCl36H20(40.50g，0.1500mol)溶于预先除氧处理的10ml水中，加入氨水至PH = 9.5，产物经磁性分离，水洗，烘干，制得纳米磁性Fe3O4。
[0016]取3g纳米磁性Fe3O4后分散在去离子水中，在40°C条件下，向里加入lmol/L的硅酸钠12ml，保持一定PH = 9.5，搅拌反应4h，水洗分离烘干，制得纳米磁性Fe304_Si02。将烘干的Fe3O4-S12分散于50ml甲苯中，搅拌条件下慢慢加入1ml 3-APTES，在100°C下反应4h，最后将产品水洗分离并真空干燥。制备Fe304-Si02-NH2。
[0017]步骤三:聚季胺盐在Fe3O4-S12-NH2的化学包覆
[0018]氯代聚醚季铵盐0.5g和Fe304-Si02_NH23g在50ml乙醇中反应48h，制备聚季胺盐包覆纳米磁性氧化铁强界面活性反相破乳剂。
[0019]实施例2
[0020]步骤一:聚季胺盐的合成
[0021]氮气保护下，向四口瓶中依次加入计算量的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)搅拌均匀后，在0°C下，向里慢慢加入苯基环氧乙烷(48.0g, 0.4000mol)和环氧氯丙烷(37.0g, 0.4000mol)保温反应8h后，升温至45°C反应2h，同时减压蒸除1，2- 二氯乙烷，得到聚醚共聚物，再在50ml异丙醇中和二乙烯三胺(20.6g，0.200mol)于50°C下反应2h，最后在此温度下，向里加入三乙胺(12.12g，0.1200mol)反应24h，反应结束，并于50°C下减压蒸除异丙醇，得氯代聚醚季胺盐。
[0022]步骤二=Fe3O4-S12-NH2 的合成
[0023]氮气保护下，FeS027H20(25.02g，0.0900mol)和 FeCl36H20(40.50g，0.1500mol)溶于预先除氧处理的10ml水中，加入氨水至PH = 9.5，产物经磁性分离，水洗，烘干，制得纳米磁性Fe3O4。
[0024]取3g纳米磁性Fe3O4后分散在去离子水中，在40°C条件下，向里加入lmol/L的硅酸钠12ml，保持一定PH = 9.5，搅拌反应4h，水洗分离烘干，制得纳米磁性Fe304_Si02。将烘干的Fe3O4-S12分散于50ml甲苯中，搅拌条件下慢慢加入10ml 3-APTES，在100°C下反应4h，最后将产品水洗分离并真空干燥。制备Fe304-Si02-NH2。
[0025]步骤三:聚季胺盐在Fe3O4-S12-NH2的化学包覆
[0026]氯代聚醚季铵盐0.5g和Fe3O4-Si02_NH24g在50ml乙醇中反应48h，制备聚季胺盐包覆纳米磁性氧化铁强界面活性反相破乳剂。
[0027]实施例3
[0028]步骤一:聚季胺盐的合成
[0029]氮气保护下，向四口瓶中依次加入计算量的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)搅拌均匀后，在O°C下，向里慢慢加入环氧丙烷(23.2g，0.4000mol)和环氧氯丙烷(37.0g,0.4000mol)保温反应8h后，升温至45°C反应2h，同时蒸除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下反应2h，最后在此温度下，向里加入三乙胺(12.12g，0.1200mol)反应24h，反应结束，在50°C下减压蒸除乙醇，得氯代聚醚季胺盐。
[0030]步骤二=Fe3O4-S12-NH2 的合成
[0031]氮气保护下，FeS027H20(25.02g，0.0900mol)和 FeCl36H20(40.50g，0.1500mol)溶于预先除氧处理的10ml水中，加入氨水至PH = 9.5，产物经磁性分离，水洗，烘干，制得纳米磁性Fe3O4。
[0032]取3g纳米磁性Fe3O4后分散在去离子水中，在40°C条件下，向里加入lmol/L的硅酸钠12ml，保持一定PH = 9.5，搅拌反应4h，水洗分离烘干，制得纳米磁性Fe304_Si02。将烘干的Fe3O4-S12分散于50ml甲苯中，搅拌条件下慢慢加入Ilml 3-APTES，在100°C下反应4h，最后将产品水洗分离并真空干燥。制备Fe304-Si02-NH2。
[0033]步骤三:聚季胺盐在Fe3O4-S12-NH2的化学包覆
[0034]氯代聚醚季铵盐0.5g和Fe304-Si02_NH23g在50ml乙醇中反应48h，制备聚季胺盐包覆纳米磁性氧化铁强界面活性反相破乳剂。
[0035]实施例4
[0036]步骤一:聚季胺盐的合成
[0037]氮气保护下，向四口瓶中依次加入计算量的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)搅拌均匀后，在0°C下，向里慢慢加入环氧丙烷(116.0g, 2.0Omol)和环氧氯丙烷(135.0g,
2.0Omol)保温反应8h后，升温至45°C反应2h，同时蒸除CH2Cl2，得到聚醚共聚物，再在50ml乙醇和乙二胺(25.0g，0.4156mol)于30°C反应2h，最后再此温度下，向里加入30%三甲胺(157.0g, 0.8000mol)反应24h后，并于50°C下减压蒸除溶剂，得氯代聚醚季胺盐。
[0038]步骤二=Fe3O4-S12-NH2 的合成
[0039]氮气保护下，FeS027H20(125.1Og,0.4500mol)和 FeCl36H20(202.50g，0.7500mol)溶于预先除氧处理的500ml水中，加入氨水至PH = 9.5，产物经磁性分离，水洗，烘干，制得纳米磁性Fe3O4。
[0040]取30g纳米磁性Fe3O4后分散在去离子水中，在40°C条件下，向里加入lmol/L的硅酸钠120ml，保持一定PH = 9.5，搅拌反应4h，水洗分离烘干，制得纳米磁性Fe304_Si02。将烘干的Fe3O4-S12分散于500ml甲苯中，搅拌条件下慢慢加入100ml 3-APTES，在100°C下反应4h，最后将产品水洗分离并真空干燥。制备Fe304-Si02-NH2。
[0041]步骤三:聚季胺盐在Fe3O4-S12-NH2的化学包覆
[0042]氯代聚醚季铵盐5g和Fe304-Si02_NH230g在300ml乙醇中反应48h，制备聚季胺盐包覆纳米磁性氧化铁强界面活性反相破乳剂。
【权利要求】
1.一种强界面活性反相破乳剂的制备方法，其特征在于:以Fe2+和Fe3+盐为初始原料，合成纳米级Fe3O4,再进行3-氨丙基三乙氧基硅烷包覆纳米磁性氧化铁即Fe3O4-S12-NH2的合成，通过卤代聚胺盐和纳米Fe3O4-S12-NH2表面的-NH2进行化学反应包覆负载，合成强界面活性磁性反相破乳剂，并用于处理采油污水； 其工艺步骤如下: 步骤一:聚季胺盐的合成 在带有温度计、搅拌器和冷凝管的反应器中加入溶剂，通氮气，并开启搅拌，加入引发剂和催化剂，搅拌30?50min ;将反应混合物降到0°C，然后将环氧化合物和环氧氯丙烷缓慢滴加，3h左右滴加完毕，保温反应3-4h，同时蒸除溶剂，得到聚醚共聚物，再在醇类溶剂中和有机胺于20°C?50°C反应2h，最后向里加入叔胺，在20°C?50°C下反应24h后并于.50°C下减压蒸除溶剂，得氯代聚醚季胺盐； 步骤二 =Fe3O4-S12-NH2 的合成 FeS027H20和FeCl36H20溶于预先除氧处理的水中，氮气保护下搅拌，加入氨水至PH =.9.5，产物经磁性分离，水洗，得到纳米级Fe3O4,然后分散在去离子水中，在40°C条件下，向里加入lmol/L的硅酸钠水溶液，保持一定PH = 9.5，搅拌反应4h，水洗分离烘干；将烘干的Fe3O4-S12分散于甲苯中，搅拌条件下慢慢加入3-APTES，在100°C下反应4h，最后将产品水洗分离并真空干燥；制备Fe3O4-S12-NH2 ； 步骤三:聚季胺盐在Fe3O4-S12-NH2的化学包覆 氯代聚醚季铵盐和Fe3O4-S12-NH2在醇溶剂中于60?70°C下，进行反应实现聚季胺盐包覆纳米磁性氧化铁，制得强界面活性反相破乳剂。
【文档编号】C02F1/40GK104370333SQ201410575685
【公开日】2015年2月25日 申请日期:2014年10月24日 优先权日:2014年10月24日
【发明者】李志元, 王素芳, 林蓓, 王腾, 张艳芳 申请人:中国海洋石油总公司, 中海油天津化工研究设计院, 中海油能源发展股份有限公司