CN108031295A

CN108031295A - 一种陶瓷超滤膜清洗剂及其制备方法

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Publication number: CN108031295A
Application number: CN201711350904.7A
Authority: CN
Inventors: 肖丽华; 臧毅华; 孟祥海; 陈赞; 赵鹏; 胡凯; 苑玉静; 王楚宁; 张晓冉; 李阳; 刘宗园; 王林江; 盛春光; 郑秋红; 田莉
Original assignee: China National Offshore Oil Corp CNOOC; CNOOC Energy Technology and Services Ltd; CNOOC China Ltd Tianjin Branch; CNOOC Tianjin Chemical Research and Design Institute Co Ltd
Current assignee: China National Offshore Oil Corp CNOOC; CNOOC Energy Technology and Services Ltd; CNOOC China Ltd Tianjin Branch; CNOOC Tianjin Chemical Research and Design Institute Co Ltd
Priority date: 2017-12-15
Filing date: 2017-12-15
Publication date: 2018-05-15

Abstract

本发明为一种陶瓷超滤膜清洗剂，由如下质量百分含量的组分组成：NaOH0.5～1％，油酸0.5～1％，聚醚改性硅油1～2％，表面活性剂0.5～1％，增溶剂1～2％，助剂0.5～1％，余量为水；其中油酸与增溶剂质量比范围为1:1～1:3；助剂为多聚磷酸钠、聚山梨酯‑80、硅酸钠、碳酸钠、硫酸钠中的任意一种。本发明还公开了其制备方法是：按比例向去离子水中依次加入NaOH、油酸、聚醚改性硅油、表面活性剂、增溶剂、助剂，常温下搅拌2～4h，搅拌均匀，得到陶瓷超滤膜清洗剂。本发明陶瓷超滤膜清洗剂清洗效果好且彻底，使膜通量恢复率在99％以上、膜污染周期延长，清洗频率降低；并且清洗方式较为简单，清洗时间较短。

Description

一种陶瓷超滤膜清洗剂及其制备方法

技术领域

本发明属于水处理药剂的技术领域，涉及一种适用于陶瓷超滤膜的清洗剂，特别涉及一种适用于过滤稠油油田含油污水的陶瓷超滤膜清洗的清洗剂。

背景技术

陶瓷超滤膜具有均一、尺寸较小的孔径，能够过滤截留粒径较小的污染物。它能够在常温的情况下进行分离，运行的能耗较低，而水的利用率高；同时，它还具备耐高温、高压，抗化学药剂能力强，机械强度大，抗污染，寿命长等优点。陶瓷超滤膜在油田采油污水处理方面应用越来越广泛。

稠油是一种高粘度、高密度的原油，成分比较复杂，一般都含有沥青质、胶质成分，是石油烃类能源中的重要组成成分。世界上稠油资源极为丰富，其地质储量远远大于常规原油储量。在已经证实的常规原油地质储量为4200×10⁸t，而稠油地质储量高达155500×10⁸t。我国稠油资源储量丰富，分布很广。目前已在松辽盆地、渤海湾盆地、准葛尔盆地、南襄盆地、二连盆地等15个大中型含油地区发现了70多个稠油油藏。稠油开采难度较大，多采用热采方式进行，在开采过程中需要消耗大量的水资源从而产生大量污水。稠油污水具有如下特点：1、温度较高。由于采用注入热流体(如蒸汽和热水)进行稠油开采，产出液温度高，因此稠油污水的温度也较高，可达到60～80℃。2、乳化严重，粘度大。稠油中含大量胶质、沥青质，含蜡量也比较高，具有天然乳化剂性质，且具有较大的粘滞性，特别在水温低时更为显著，使得水中油滴凝聚困难。3、成分复杂和多变。整个稠油生产过程中要添加各种化学药剂，这是造成稠油污水成分复杂的原因。

由于稠油污水中含有大量的胶质，成分十分复杂，在使用陶瓷超滤膜过滤的过程中，容易在膜表面形成溶质凝胶层而产生浓差极化的现象，造成膜污染，导致膜通量下降，使过滤效果变差。并且，稠油废水中的微晶蜡颗粒在水温较高的条件下是液体状态，容易进入陶瓷膜孔道内部；温度下降，微晶蜡颗粒便会在孔道内部凝固，具有很强的附着力进而造成膜污染。传统的膜清洗方式一般采用强酸、强碱以进行清洗。对于稠油污水污染的陶瓷超滤膜，传统方法清洗时间较长会造成设备严重腐蚀，缩短设备使用寿命，并且膜通量恢复率不到90％。常见的清洗剂成分中含有大量表面活性剂，对膜表面上一般的污染物有一定的清洗效果，但是对附着在膜表面上的蜡质没有很好的去除效果，不能使陶瓷超滤膜完全再生。因此，针对稠油废水的特点，开发出一种高效的陶瓷超滤膜清洗剂迫在眉睫。

发明内容

为了解决过滤稠油废水的陶瓷超滤膜难于清洗再生的问题，本发明提供了一种陶瓷超滤膜清洗剂及其制备方法。

本发明一种陶瓷超滤膜清洗剂，由下列组分按质量百分比混合而成：

其中，油酸与增溶剂质量比范围为1:1～1:3；助剂为多聚磷酸钠、聚山梨酯-80、硅酸钠、碳酸钠、硫酸钠中的任意一种。

表面活性剂优选为十二烷基磺酸钠、十二烷基苯磺酸钠、十二烷基硫酸钠中的任意一种；

增溶剂优选为二乙醇胺、三乙醇胺、乙二胺四乙酸二钠、乙二胺四乙酸四钠、柠檬酸钠、草酸、乙二胺四甲叉磷酸钠、二乙烯三胺五甲叉膦酸钠、聚丙烯酰胺中的任意一种。

本发明还提供了上述一种陶瓷超滤膜清洗剂的制备方法，包括：按比例向去离子水中依次加入NaOH、油酸、聚醚改性硅油、表面活性剂、增溶剂、助剂，常温下搅拌2～4h，搅拌均匀，得到成品。

本发明的清洗剂相比于现有技术有以下几点优势：

1、针对稠油污水对陶瓷超滤膜的污染情况，可以有效去除陶瓷膜表面的溶胶层，降低表面浓差极化的现象，并且将附着在膜表面和孔道内部的蜡质完全清除，使陶瓷超滤膜基本实现再生，膜通量恢复率在99％以上。

2、对膜表面和内部孔道清洗的比较彻底，延长了膜污染的周期，降低清洗频率，进而增加了膜和整个系统使用寿命。

3、清洗方式较为简单，可以不使用反冲方式进行清洗，并且清洗时间较短，节约了大量的能耗。

具体实施方式

下面结合具体实施例对本发明陶瓷超滤膜清洗剂做进一步说明。以下未做特殊说明的，百分比均指质量百分比。

实施例1

陶瓷超滤膜清洗剂，其组分质量百分比为：

其中表面活性剂为十二烷基磺酸钠，增溶剂为二乙醇胺，助剂为三聚磷酸钠，制备方法：在一个带搅拌的反应器中，先加入去离子水，之后依次加入NaOH，油酸、聚醚改性硅油、表面活性剂、增溶剂、助剂，常温下搅拌2h，搅拌均匀，得到成品。

实施例2

陶瓷超滤膜清洗剂，其组分质量百分比为：

其中表面活性剂为十二烷基苯磺酸钠，增溶剂为三乙醇胺，助剂为碳酸钠，制备方法：在一个带搅拌的反应器中，先加入去离子水，之后依次加入NaOH，油酸、聚醚改性硅油、表面活性剂、增溶剂、助剂，常温下搅拌2.5h，搅拌均匀，得到成品。

实施例3

陶瓷超滤膜清洗剂，其质量百分比为：

其中表面活性剂为十二烷基磺酸钠，增溶剂为三乙醇胺，助剂为三聚磷酸钠，制备方法：在一个带搅拌的反应器中，先加入去离子水，之后依次加入NaOH，油酸、聚醚改性硅油、表面活性剂、增溶剂、助剂，常温下搅拌3h，搅拌均匀，得到成品。

实施例4

陶瓷超滤膜清洗剂，其组分质量百分比为：

其中表面活性剂为十二烷基硫酸钠，增溶剂为二乙醇胺，助剂为硅酸钠，制备方法：在一个带搅拌的反应器中，先加入去离子水，之后依次加入NaOH，油酸、聚醚改性硅油、表面活性剂、增溶剂、助剂，常温下搅拌2h，搅拌均匀，得到成品。

应用及性能测试

本发明清洗剂的应用方法：

1、将系统中污水排空，使用温水或热水(30～80℃)循环5min，之后排空。

2、向系统中注入清洗剂，循环30min，之后排空。

3、向系统中注入温水或热水(30～80℃)循环5min，之后排空。

4、向系统中注入1％硝酸溶液循环30min，之后排空。

5、向系统中注入温水或热水(30～80℃)循环5min，之后排空，清洗完毕。

将实施例1-4得到的陶瓷超滤膜清洗剂，根据上述清洗步骤，结果显示：实施例1膜通量恢复率为99.5％，实施例2膜通量恢复率为99.3％，实施例3膜通量恢复率为99.4％，实施例4膜通量恢复率为99.2％。陶瓷超滤膜基本实现再生，膜通量恢复率在99％以上。

Claims

1.一种陶瓷超滤膜清洗剂，其特征在于，由如下质量百分含量的组分组成：

NaOH 0.5～1％，油酸0.5～1％，聚醚改性硅油1～2％，表面活性剂0.5～1％，增溶剂1～2％，助剂0.5～1％，余量为水；

其中于油酸与增溶剂质量比范围为1:1～1:3；所述助剂为多聚磷酸钠、聚山梨酯-80、硅酸钠、碳酸钠、硫酸钠中的任意一种。

2.根据权利要求1所述的陶瓷超滤膜清洗剂，其特征在于，所述表面活性剂为十二烷基磺酸钠、十二烷基苯磺酸钠、十二烷基硫酸钠中的任意一种。

3.根据权利要求1所述的陶瓷超滤膜清洗剂，其特征在于，所述增溶剂为二乙醇胺、三乙醇胺、乙二胺四乙酸二钠、乙二胺四乙酸四钠、柠檬酸钠、草酸、乙二胺四甲叉磷酸钠、二乙烯三胺五甲叉膦酸钠、聚丙烯酰胺中的任意一种。

4.一种根据权利要求1所述的陶瓷超滤膜清洗剂的制备方法，其特征在于，按比例向去离子水中依次加入NaOH、油酸、聚醚改性硅油、表面活性剂、增溶剂、助剂，常温下搅拌2～4h，搅拌均匀，得到成品。