CN101798097A - 乙烯基单体共聚物改性膨润土的方法 - Google Patents

乙烯基单体共聚物改性膨润土的方法 Download PDF

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Abstract

本发明的乙烯基单体共聚物改性膨润土的方法，是由下列物质按重量份数、通过以下操作步骤实现的：将2～35份的膨润土和0.2～1.5份的Na2CO3加入到100份的去离子水中进行高速搅拌，搅拌速度为3000～14000r/min、搅拌时间为20min～1h后，搅拌后密封静置10～24h，加入Na2CO3是用来增强膨润土的水化分散程度；在经上述步骤制得的混合液中加入0.1～12份的乙烯基单体共聚物DSAA，进行高速搅拌，搅拌后静置10～24h，再放入恒温干燥箱烘干，温度控制在50～95℃，干燥时间10～24h，再将其粉碎至粒度为1~15μm的粉料即可。采用本方法制得的改性膨润土，比表面增大，而且层间距也增大，充分地发挥了膨润土吸附作用。

Description

乙烯基单体共聚物改性膨润土的方法
技术领域
本发明涉及到一种乙烯基单体共聚物改性膨润土的方法。
背景技术
油田采出水中有大量的污染物，未经处理并达到一定的标准则不允许向外部环境排放及向地层回注。目前我国大部分油田已经到了开发后期，很多油井的采出液中含有90%以上的水，最多可以达到98%。由于我国多采用注水开发或注化学驱开发的方式进行采油，配制注入液时需要大量的水，因此油田采出水通常经处理达到注入水的水质标准后用于回注地层。油田采出水的常规处理方式是除油-混凝沉淀，多用混凝剂/絮凝剂来去除采出液中的污染物。膨润土由于有很好的吸附性能，故炼油厂常将其用于除油；天然黏土及经过改性后的黏土还可用于去除油田采出水中的其它污染物（如聚驱采出水中的部分水解聚丙烯酰胺高分子）。膨润土多为钙基土，即交换性阳离子为钙离子。用膨润土处理油田污水，除油率约77%以上，COD去除率65%以上；用改性土处理含油污水，Na2CO3和十八烷基二甲基苄基氯化铵等长链有机阳离子取代钙基土中的金属离子，增大膨润土的层间距，除油率和COD去除率达92%以上；用膨润土与长碳链离子表面活性剂十六烷基三甲基溴化铵（CTMAB）制备单阳离子改性土，以CTMAB与短碳链阳离子表面活性剂四甲基溴化铵（TMAB）按不同配比与天然土混合改性制得双阳离子有机土，对聚丙烯酰胺的去除率达到80%；用三辛基甲基铵（TCMA）对膨润土改性后对水中的苯、甲苯、乙苯和二甲苯等非极性烃类有较好的去除效果，吸附非极性物质的量是膨润土的3～4倍，吸附等温线呈线性。综上所述，有机土处理油田采出水的主要机理是吸附作用，即吸附表面越大，则处理采出污水的能力越强。但有机膨润土的上述使用并未使其表面吸附的作用得到充分利用。
发明内容
本发明旨在于克服现有技术的不足，研制了一种乙烯基单体共聚物改性膨润土的方法，以增大了膨润土的比表面积，从而增大其吸附能力。
本发明首先将定量的膨润土在去离子水中充分搅拌，同时加入一定量的Na2CO3来增加膨润土的水化分散度。将上述基浆静置一段时间后，重新高速搅拌，并加入乙烯基单体共聚物的水溶液，二乙基二烯丙基氯化铵为其中之一单体，待其混合均匀后，静置，并在一定温度下烘干，再粉碎至微米级即可。本发明所使用的含有二乙基二烯丙基氯化铵的乙烯基单体共聚物代号为DSAA，是由曹晓春，刘雨晴，张克勤共同研究制备的产品，公开文件见：油田化学，1995,12(1):9-12，钻井液降黏剂DSAA的合成与评价。
本发明的乙烯基单体共聚物改性膨润土的方法，是由下列物质按重量份数、通过以下操作步骤实现的：
（1）将2～35份的膨润土和0.2～1.5份的Na2CO3加入到100份的去离子水中进行高速搅拌，搅拌速度为3000～14000r/min、搅拌时间为20min～1h后，搅拌后密封静置10～24h，加入Na2CO3是用来增强膨润土的水化分散程度；
（2）在经上述步骤制得的混合液中加入0.1～12份的乙烯基单体共聚物DSAA，进行高速搅拌，搅拌速度为3000～14000r/min、搅拌时间20min～1h，搅拌后静置10～24h，再放入恒温干燥箱烘干，温度控制在50～95℃，干燥时间10～24h，用分散设备（如粉碎机或球磨机）将烘干的改性膨润土粉碎至粒度为1～15μm的粉料即可。
采用本方法制得的改性膨润土，比表面增大，而且层间距也增大，充分地发挥了膨润土吸附作用。
具体实施方式
实施例1
本发明的乙烯基单体共聚物改性膨润土的方法，是由下列物质按重量份数、通过以下步骤实现的：
（1）将2～35份的膨润土和0.2～1.5份的Na2CO3加入到100份的去离子水中进行搅拌，搅拌速度为3000～14000r/min、搅拌时间为20min～1h后，搅拌后密封静置10～24h；
（2）在经上述步骤制得的混合液中加入0.1～12份的乙烯基单体共聚物DSAA，进行搅拌，搅拌速度为3000～14000r/min、搅拌时间20min～1h，搅拌后静置10～24h，再进行恒温干燥，温度控制在50～95℃，干燥时间10～24h，再粉碎至粒度为1～15μm的粉料即可。
实施例2
本发明的乙烯基单体共聚物改性膨润土的方法，是由下列物质按重量份数、通过以下步骤实现的：
（1）将3份的膨润土和0.3份的Na2CO3加入到100份的去离子水中进行搅拌，搅拌速度为5000r/min、搅拌时间为20min后，搅拌后密封静置16h；
（2）在经上述步骤制得的混合液中加入0.1份的乙烯基单体共聚物DSAA，进行搅拌，搅拌速度为5000r/min、搅拌时间30min，搅拌后静置10h，再进行恒温干燥，温度控制在65～75℃，干燥时间16h，再粉碎至粒度为1～15μm的粉料即可。
实施例3
本发明的乙烯基单体共聚物改性膨润土的方法，是由下列物质按重量份数、通过以下步骤实现的：
（1）将30份的膨润土和1份的Na2CO3加入到100份的去离子水中进行搅拌，搅拌速度为14000r/min、搅拌时间为20min后，搅拌后密封静置24h；
（2）在经上述步骤制得的混合液中加入10份的乙烯基单体共聚物DSAA，进行搅拌，搅拌速度为14000r/min、搅拌时间20min，搅拌后静置24h，再进行恒温干燥，温度控制在65～85℃，干燥时间20h，再粉碎至粒度为1～15μm的粉料即可。
实施例4
本发明的乙烯基单体共聚物改性膨润土的方法，是由下列物质按重量份数、通过以下步骤实现的：
（1）将18份的膨润土和0.7份的Na2CO3加入到100份的去离子水中进行搅拌，搅拌速度为9000r/min、搅拌时间为50min后，搅拌后密封静置20h；
（2）在经上述步骤制得的混合液中加入5份的乙烯基单体共聚物DSAA，进行搅拌，搅拌速度为8000r/min、搅拌时间40min，搅拌后静置20h，再进行恒温干燥，温度控制在65～85℃，干燥时间20h，再粉碎至粒度为1～15μm的粉料即可。
实施例5
将17.5g的膨润土加入350g的去离子水中进行高速搅拌，搅拌速度为12000r/min，同时加入1.05g的Na2CO3，高搅20min后，在室内密封静置24h；再加入0.35g的DSAA高搅20min后静置16h后，放入恒温干燥箱内烘干，在温度70℃干燥12h后取出。再用胶体磨将有机土粉碎，85%的粉末不大于2μm，即制得乙烯基单体共聚物改性膨润土。
实施例6
将35g的膨润土加入350g的去离子水中进行高速搅拌，搅拌速度为12000r/min，同时加入1.75g的Na2CO3，高搅20min后，在室内密封静置24h。加入1.05g的DSAA高搅20min后静置24h后，放入恒温干燥箱内烘干，温度70℃干燥12h后取出。用研砵将有机土研磨，85%的粉末小于5μm，即制得乙烯基单体共聚物改性膨润土。
实施例7
将87.5g的膨润土加入350g的去离子水中进行高速搅拌,搅拌速度为12000r/min，同时加入1.05g的Na2CO3，高搅20min后，在室内密封静置24h。3.5g的DSAA高搅20min后静置24h后，放入恒温干燥箱内烘干，温度70℃干燥12h后取出。用粉碎机将有机土研磨，85%的粉末小于15μm，即制得乙烯基单体共聚物改性膨润土。
将实施例1-7制得的膨润土，用BET测试方法测定改性膨润土的比表面积为40.4863m2/g，与现有同类改性膨润土相比，比表面积约提高25%，（2）用X-射线衍射法测定改性土的层间距为4.0nm，与现有同类改性膨润土相比，层间距约提高20%。
将取自大庆油田（采油一厂二矿）的采出水用0.01M的硫酸溶液调节至pH=6.5，加入质量分数为4%的改性土（实施例6制得的膨润土），聚丙烯酰胺的去除率大于70%，COD去除率大于80%；加入质量分数为7%的改性膨润土，聚丙烯酰胺的去除率大于94%，COD去除率大于93%，与现有同类技术相比，聚丙烯酰胺和COD的去除率提高1%～4%。

Claims (2)

1.乙烯基单体共聚物改性膨润土的方法，是由下列物质按重量份数、通过以下步骤实现的：
（1）将2～35份的膨润土和0.2～1.5份的Na2CO3加入到100份的去离子水中进行搅拌，搅拌速度为3000～14000r/min、搅拌时间为20min～1h后，搅拌后密封静置10～24h；
（2）在经上述步骤制得的混合液中加入0.1～12份的乙烯基单体共聚物DSAA，进行搅拌，搅拌速度为3000～14000r/min、搅拌时间20min～1h，搅拌后静置10～24h，再进行恒温干燥，温度控制在50～95℃，干燥时间10～24h，再粉碎至粒度为1～15μm的粉料即可。
2.如权利要求1所述的乙烯基单体共聚物改性膨润土的方法，是由下列物质按重量份数、通过以下步骤实现的：
（1）将3～30份的膨润土和0.3～1份的Na2CO3加入到100分的去离子水中进行搅拌，搅拌速度为3000～14000r/min、搅拌时间为20min～1h后，搅拌后密封静置16～24h；
（2）在经上述步骤制得的混合液中加入0.1～10份的乙烯基单体共聚物DSAA，进行搅拌，搅拌速度为3000～14000r/min、搅拌时间20min～1h，搅拌后静置10～24h，再进行恒温干燥，温度控制在65～85℃，干燥时间16～24h，再粉碎至粒度1～15μm的粉料即可。 
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