CN110157471A - 一种荧光可视化磁性MOFs破乳剂的制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种荧光可视化磁性MOFs破乳剂的制备方法。所述荧光可视化磁性MOFs破乳剂其制备方法如下：所述的荧光可视化磁性MOFs破乳剂分别以铁、铜、锌三种金属盐为前驱体，均苯三甲酸为配体，掺杂镍、锰、钴、锆等非贵金属，通过溶剂热法制备得到磁性MOFs材料，再与传统聚醚类商品破乳剂反应，分别以铁铜锌三种金属盐为前驱体，再与传统聚醚类商品破乳剂反应，即得到荧光可视化磁性MOFs破乳剂。该破乳剂具有可控的尺寸结构，在紫外光下能发出强烈荧光，可在共聚焦显微镜下观察其破乳的过程，而且还可回收再利用。荧光可视化磁性MOFs破乳剂可以用于研究磁性破乳剂的破乳机理和金属有机骨架对破乳剂性能的影响，并指导新型磁性破乳剂的开发。
Description
技术领域
本发明涉及一种荧光可视化磁性MOFs破乳剂的制备方法，主要用于研究磁性破乳剂的破乳机理和金属有机骨架对破乳剂性能的影响，并指导新型磁性破乳剂的开发。
背景技术
随着油田开发进入后期，国内许多油田的开采进入高含水期，再加上蒸气驱、聚合物驱、表面活性剂驱和三元复合驱等强化采油技术的应用，原油采出液含水量剧增，尤其化学驱油剂的存在使原油乳状液的稳定性越来越好，原油脱水难度逐渐增大，脱后水质明显下降，导致后续热沉降能耗升高，回注水处理难度加大，直接影响生产成本。
在原油中存在的天然表面活性物质或驱油注入体系化学物质(含降解后的小分子产物)的作用下，水与原油形成相当稳定的乳液。这些乳液可以是油包水或水包油型，也可以是水包油包水或油包水包油型的多重乳液。其中原油采出液的含水率和粘稠油比例也在迅速增长，一些常规破乳剂已不能满足日益变化的原油破乳需要，且油田增产措施的应用，使得采出液变得越来越复杂，采出液加入破乳剂脱水后，脱水困难，污水含油严重超标，不仅导致生产过程的不稳定，同时也增加了污水处理难度，现有破乳剂远不能适应高含水原油或稠油、含蜡原油的破乳脱水处理的需要。为此急需开发一种新型破乳剂，在保证原油破乳脱水、提高破乳效率的情况下，还可回收利用，以降低生产成本。
发明内容
技术问题：本发明的目的是提供一种荧光可视化磁性MOFs破乳剂的制备方法，在保证破乳效果的情况下可进行回收利用，降低成本，还可用于研究磁性破乳剂的破乳机理和金属有机骨架对破乳剂性能的影响，并指导新型磁性破乳剂的开发。
技术方案：本发明所述荧光可视化磁性MOFs破乳剂的制备方法为：所述的荧光可视化磁性MOFs破乳剂分别以铁、铜、锌三种金属盐为前驱体，均苯三甲酸为配体，掺杂镍、锰、钴、锆等非贵金属，通过溶剂热法制备得到磁性MOFs材料，再与传统聚醚类商品破乳剂反应，其具体操作步骤如下：
步骤1，磁性MOFs材料的制备：将磁性MOFs材料前驱体六水合氯化铁和均苯三甲酸溶于N,N-二甲基甲酰胺中，再加入所掺杂的金属盐六水合硝酸钴，其中六水合氯化铁与均苯三甲酸的质量比为2:1-3:1，六水合氯化铁与N,N-二甲基甲酰胺的质量比为1:3-1:10，六水合氯化铁与六水合硝酸钴的质量比为10:1-24:1，机械搅拌10-30min，然后将溶液转移至微波水热釜中，在180-220℃下反应6-12h后冷却至室温，用N,N-二甲基甲酰胺清洗产物，得到磁性MOFs材料；
步骤2，取上述磁性MOFs材料与聚醚类破乳剂溶于无水乙醇中，4-二甲氨基吡啶和对甲苯磺酸作为催化剂，二环己基碳二亚胺作为脱水剂，其中磁性MOFs材料与聚醚类破乳剂的质量比为1:10-1:200，磁性MOFs材料与4-二甲氨基吡啶的质量比为50:1-1000:1，磁性MOFs材料与对甲苯磺酸的质量比为50:1-1000:1，磁性MOFs材料与二环己基碳二亚胺的质量比为1:1-20:1，聚醚类破乳剂与无水乙醇的质量比为1:2-4:1，超声震荡20-30min，氮气保护下120-140℃搅拌回流反应4-6h；反应结束后，抽真空除去溶剂，洗涤干燥后得到荧光可视化磁性MOFs破乳剂。
其中：所述的磁性MOFs材料前驱体除六水合氯化铁外，还可以是六水合硝酸锌或三水合硝酸铜。
所掺杂的金属盐除六水合硝酸钴外，还可以是六水合硝酸镍、四水合硝酸锰或八水氯氧化锆。
所述的荧光可视化磁性MOFs破乳剂，其荧光来源是MOFs骨架材料上的有机配体，可在共聚焦显微镜下观测荧光可视化磁性MOFs破乳剂在油水界面的分布及运移情况和乳状液油滴的聚并过程，有利于磁性破乳剂破乳机理的研究，并指导新型磁性破乳剂的开发。
所述的磁性MOFs材料，通过使用不同的前驱体、掺杂金属、溶剂用量以及反应温度以获得不同类型和尺寸结构的磁性MOFs材料，研究不同的金属有机骨架结构对破乳剂性能的影响。
所述的荧光可视化磁性MOFs破乳剂，在可控的磁场下能使破乳剂高度分散，呈现不同聚集状态，提升破乳效果，并可进行分离、回收、再利用。
有益效果：与现有技术相比，本发明的优点在于：
(1)本发明方法合成工艺简单，反应条件易控制，有利于进一步开发和工业化应用。
(2)采用本方法制备的荧光可视化磁性MOFs破乳剂，在可控的磁场下能高度分散，达到良好破乳效果，并可进行分离、回收再利用等，减少破乳剂在生产中的损耗，降低生产成本。
(3)采用本方法制备的荧光可视化磁性MOFs破乳剂，可以可在共聚焦显微镜下观察其破乳的过程，研究磁性破乳剂的破乳机理，并指导新型磁性破乳剂的开发。
(4)采用本方法制备的荧光可视化磁性MOFs破乳剂，具有不同的类型和尺寸结构，可用于研究金属有机骨架结构对破乳剂性能的影响。
附图说明
图1是荧光可视化磁性MOFs破乳剂的结构图。
具体实施方式
下面通过实施例对本发明技术方案作进一步详细说明。
实施例1
磁性MOFs材料的制备：取30g的六水合氯化铁、15g的均苯三甲酸溶于180g的N,N-二甲基甲酰胺中，再加入2g的六水合硝酸钴，机械搅拌20min，然后将溶液转移至微波水热釜中，在200℃下反应8h后冷却至室温，用N,N-二甲基甲酰胺清洗产物3次，得到磁性MOFs材料。
其他条件不变，改变加入的金属盐前驱体和掺杂的金属盐，能够得到不同类型和尺寸结构的磁性MOFs材料。
实施例2
取10.0g的上述磁性MOFs材料与680.0g的SL5010破乳剂溶于400.0g的无水乙醇中，加入0.1g的4-二甲氨基吡啶和0.1g的对甲苯磺酸作为催化剂，加入3.3g二环己基碳二亚胺作为脱水剂，超声震荡20min，氮气保护下80℃搅拌回流反应4h。反应结束后，抽真空除去溶剂，洗涤后得到荧光可视化磁性MOFs破乳剂。
实施例3
不同种类的荧光可视化磁性MOFs破乳剂脱水效果评价，选择孤岛采油厂孤二联(高含聚)联合站的采出液作为研究对象。采用的标准：SY/T5281破乳剂使用性能检测法(瓶试法)。
表1几种不同荧光可视化磁性MOFs破乳剂脱水效果比较
注：SL5010：醚类嵌段型破乳剂；破乳温度：40℃；加药量：50mg/L
从表中可以看出，金属有机骨架材料的添加有利于破乳剂的破乳效果，Cu-Co-BTC-5010破乳剂具有最好的静态破乳效果。
Claims (6)
1.一种荧光可视化磁性MOFs破乳剂的制备方法，其特征在于：所述的荧光可视化磁性MOFs破乳剂分别以铁、铜、锌三种金属盐为前驱体，均苯三甲酸为配体，掺杂镍、锰、钴、锆等非贵金属，通过溶剂热法制备得到磁性MOFs材料，再与传统聚醚类商品破乳剂反应，其具体操作步骤如下：
步骤1，磁性MOFs材料的制备：将磁性MOFs材料前驱体六水合氯化铁和均苯三甲酸溶于N,N-二甲基甲酰胺中，再加入所掺杂的金属盐六水合硝酸钴，其中六水合氯化铁与均苯三甲酸的质量比为2:1-3:1，六水合氯化铁与N,N-二甲基甲酰胺的质量比为1:3-1:10，六水合氯化铁与六水合硝酸钴的质量比为10:1-24:1，机械搅拌10-30min，然后将溶液转移至微波水热釜中，在180-220℃下反应6-12h后冷却至室温，用N,N-二甲基甲酰胺清洗产物，得到磁性MOFs材料；
步骤2，取上述磁性MOFs材料与聚醚类破乳剂溶于无水乙醇中，4-二甲氨基吡啶和对甲苯磺酸作为催化剂，二环己基碳二亚胺作为脱水剂，其中磁性MOFs材料与聚醚类破乳剂的质量比为1:10-1:200，磁性MOFs材料与4-二甲氨基吡啶的质量比为50:1-1000:1，磁性MOFs材料与对甲苯磺酸的质量比为50:1-1000:1，磁性MOFs材料与二环己基碳二亚胺的质量比为1:1-20:1，聚醚类破乳剂与无水乙醇的质量比为1:2-4:1，超声震荡20-30min，氮气保护下120-140℃搅拌回流反应4-6h；反应结束后，抽真空除去溶剂，洗涤干燥后得到荧光可视化磁性MOFs破乳剂。
2.根据权利要求1所述的一种荧光可视化磁性MOFs破乳剂的制备方法，其特征在于：所述的磁性MOFs材料前驱体除六水合氯化铁外，还可以是六水合硝酸锌或三水合硝酸铜。
3.根据权利要求1所述的一种荧光可视化磁性MOFs破乳剂的制备方法，其特征在于：所掺杂的金属盐除六水合硝酸钴外，还可以是六水合硝酸镍、四水合硝酸锰或八水氯氧化锆。
4.根据权利要求1所述的一种荧光可视化磁性MOFs破乳剂的制备方法，其特征在于：所述的荧光可视化磁性MOFs破乳剂，其荧光来源是MOFs骨架材料上的有机配体，可在共聚焦显微镜下观测荧光可视化磁性MOFs破乳剂在油水界面的分布及运移情况和乳状液油滴的聚并过程，有利于磁性破乳剂破乳机理的研究，并指导新型磁性破乳剂的开发。
5.根据权利要求1所述的一种荧光可视化磁性MOFs破乳剂的制备方法，其特征在于：所述的磁性MOFs材料，通过使用不同的前驱体、掺杂金属、溶剂用量以及反应温度以获得不同类型和尺寸结构的磁性MOFs材料，研究不同的金属有机骨架结构对破乳剂性能的影响。
6.根据权利要求1所述的一种荧光可视化磁性MOFs破乳剂的制备方法，其特征在于：所述的荧光可视化磁性MOFs破乳剂，在可控的磁场下能使破乳剂高度分散，呈现不同聚集状态，提升破乳效果，并可进行分离、回收、再利用。
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