CN114436366A - 油水分离装置及其制作方法 - Google Patents

Abstract

本公开是关于一种油水分离装置及其制作方法，属于油水分离领域。油水分离装置包括第一分离筛。第一分离筛包括第一安装槽、第二安装槽和第一分离网。第一安装槽位于第二安装槽内，且第一安装槽和第二安装槽之间形成第一腔体，第一分离网位于第一腔体中。第一安装槽的底部具有第一通孔。第二安装槽的底部具有与第一通孔相对的第二通孔。第一分离网具有间隔分布的多个第一分离孔。其中，第一分离孔内填充有二氧化钛颗粒和聚乙二醇与多巴胺的复合层。由于二氧化钛颗粒和聚乙二醇与多巴胺的复合层具有超亲水性及水下超疏油性，使得油水分离装置对气田水可以达到很好的过滤效果，提高了油水分离的效果，使气田水达到回注要求。

Description

油水分离装置及其制作方法

技术领域

本公开涉及油水分离领域，特别涉及一种油水分离装置及其制作方法。

背景技术

油气田在开发生产过程中会产出大量气田水，而这些气田水含有大量无机离子、石油烃、悬浮物等杂质，如果直接将气田水回注到地层会造成环境污染。气田水需要经过处理，且在处理后达到回注要求才能够将气田水回注到地层，其中，气田水中的石油类物质的含量是回注要求中一项关键指标。

相关技术中，会采用油水分离膜对气田水进行过滤，也即将气田水通过油水分离膜，气田水中的石油类物质会被油水分离膜截留，而水会通过油水分离膜，从而达到油水分离。

但是，气田水中含有固体悬浮物和乳化油等物质，油水分离膜对气田水的过滤并不理想，且在气田水中还含有油田化学剂和硫化氢等腐蚀性物质，会对油水分离膜造成腐蚀，油水分离膜损坏后难以保证油水分离的效果，过滤后的气田水无法达到回注要求。

发明内容

本公开实施例提供了一种油水分离装置及其制作方法，可以提高油水分离的效果。所述技术方案如下：

一方面，本公开提供了一种油水分离装置，所述油水分离装置第一分离筛，所述第一分离筛包括：

第一安装槽，所述第一安装槽的底部具有第一通孔；

第二安装槽，所述第一安装槽位于所述第二安装槽内，且所述第一安装槽和所述第二安装槽之间形成第一腔体，所述第二安装槽的底部具有与所述第一通孔相对的第二通孔；

第一分离网，位于所述第一腔体内且位于所述第一通孔和所述第二通孔之间，所述第一分离网具有间隔分布的多个第一分离孔，所述第一分离孔内填充有二氧化钛颗粒和聚乙二醇与多巴胺的复合层。

在本公开实施例的一种实现方式中，所述第一分离网中第一分离孔的目数在100目至600目之间。

在本公开实施例的一种实现方式中，所述油水分离装置还包括第二分离筛和分离筒，所述分离筒具有腔体，以及与所述腔体连通的入口和出口，所述第一分离筛和所述第二分离筛均位于所述分离筒的腔体中，且所述第一分离筛和所述第二分离筛叠置，所述第二分离筛包括：

第三安装槽，所述第三安装槽的底部具有第三通孔；

第四安装槽，所述第三安装槽位于所述第四安装槽内，且所述第三安装槽和所述第四安装槽之间形成第二腔体，所述第四安装槽的底部具有与所述第三通孔相对的第四通孔；

两个第二分离网，位于所述第二腔体内且位于所述第三通孔和所述第四通孔之间，且所述两个第二分离网层叠，所述第二分离网具有间隔分布的多个第二分离孔，所述第二分离孔内填充有淀粉与2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸的水凝胶；

石英砂，位于两个所述第二分离网之间，所述石英砂的粒径大于所述第二分离孔的孔径，所述石英砂的表面包裹有所述淀粉与2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸的水凝胶。

在本公开实施例的一种实现方式中，所述石英砂的粒径在50微米至400微米之间。

在本公开实施例的一种实现方式中，所述油水分离装置包括两个分离筒，其中一个所述分离筒的出口与另一个所述分离筒的入口连通；

所述第一分离筛位于其中一个所述分离筒中，所述第二分离筛位于另一个所述分离筒中。

另一方面，本公开提供了一种油水分离装置的制作方法，所述方法包括：

提供第一过滤网，所述第一过滤网内具有间隔分布的多个第一分离孔；

对所述第一过滤网进行第一亲水疏油处理，使所述第一分离孔内填充有二氧化钛颗粒和聚乙二醇与多巴胺的复合层，得到第一分离网；

提供第一安装槽和第二安装槽，所述第一安装槽的底部具有第一通孔，所述第二安装槽的底部具有第二通孔；

将所述第一分离网放置在所述第一安装槽内；

将所述第二安装槽套设在所述第一安装槽上，所述第一安装槽和所述第二安装槽之间形成第一腔体，所述第一分离网位于所述第一腔体中。

在本公开实施例的一种实现方式中，所述对所述第一过滤网进行第一亲水疏油处理，包括：

将钛酸四丁酯、甘油和乙醇混合，得到第一溶液；

在所述第一溶液中加入聚乙二醇，得到第二溶液；

将所述第二溶液和所述第一过滤网置于聚四氟反应釜中，使所述第一过滤网浸泡在所述第二溶液中；

待所述第一过滤网与所述第二溶液反应后，从所述第二溶液中取出所述第一过滤网并烘干；

将烘干的第一过滤网浸泡在盐酸多巴胺水溶液中；

待所述第一过滤网与所述盐酸多巴胺水溶液反应后，从所述盐酸多巴胺水溶液中取出所述第一过滤网并晾干。

在本公开实施例的一种实现方式中，所述钛酸四丁酯与所述甘油的质量比在1:15至3:10之间，所述钛酸四丁酯与所述乙醇的质量比在1：50至1:10之间。

在本公开实施例的一种实现方式中，所述方法还包括：

提供第三安装槽和第四安装槽，所述第三安装槽的底部具有第三通孔，所述第四安装槽的底部具有第四通孔；

提供两个第二过滤网，两个所述第二过滤网内均具有间隔分布的多个第二分离孔；

将所述第二过滤网中的一个所述第二过滤网放置在所述第三安装槽内；

在所述第二过滤网中的一个所述第二过滤网上放置石英砂；

在所述石英砂上放置所述第二过滤网中的另一个所述第二过滤网，所述石英砂的粒径大于所述第二分离孔的孔径；

将所述第四安装槽套设在所述第三安装槽上，形成未经处理的第二分离筛，所述第三安装槽和所述第四安装槽之间形成第二腔体，所述第二过滤网和所述石英砂均位于所述第二腔体内；

对所述未经处理的第二分离筛进行第二亲水疏油处理，使所述石英砂表面包裹淀粉与2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸的水凝胶，所述第二过滤孔内填充淀粉与2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸的水凝胶。

在本公开实施例的一种实现方式中，所述对所述未经处理的第二分离筛进行第二亲水疏油处理，包括：

将淀粉和2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸溶于水中，得到第三溶液；

在所述第三溶液中加入光引发剂，得到第四溶液；

在所述第四溶液中加入交联剂和丙烯酰胺，得到第五溶液；

将未经处理的第二分离筛浸泡在所述第五溶液中；

将所述第二分离筛从所述第五溶液中取出，并置于紫外光下反应，使所述石英砂表面包裹淀粉与2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸的水凝胶，所述第二过滤孔内填充淀粉与2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸的水凝胶。

本公开实施例提供的技术方案带来的有益效果是：

在使用本公开实施例提供的油水分离装置时，使气田水通过油水分离装置中的第一分离筛，气田水会通过第一分离网中的第一分离孔。由于第一分离孔内填充有二氧化钛颗粒和聚乙二醇与多巴胺的复合层，二氧化钛颗粒和聚乙二醇与多巴胺的复合层具有超亲水性及水下超疏油性。当气田水通过二氧化钛颗粒和聚乙二醇与多巴胺的复合层时，水会先将二氧化钛颗粒和聚乙二醇与多巴胺的复合层润湿，使二氧化钛颗粒和聚乙二醇与多巴胺的复合层中的水达到饱和的状态，当水再次到达二氧化钛颗粒和聚乙二醇与多巴胺的复合层时，水会直接通过二氧化钛颗粒和聚乙二醇与多巴胺的复合层继续流动。由于二氧化钛颗粒和聚乙二醇与多巴胺的复合层的水下超疏油性，使得气田水中的油类物质无法通过二氧化钛颗粒和聚乙二醇与多巴胺的复合层，也即将气田水中的油类物质截留，实现油水分离。由于二氧化钛颗粒和聚乙二醇与多巴胺的复合层具有超亲水性及水下超疏油性，可以能够有效地过滤掉气田水中的悬浮物和乳化油等物质，使得油水分离装置对气田水可以达到很好的过滤效果，提高了油水分离的效果，使气田水达到回注要求。同时二氧化钛颗粒和聚乙二醇与多巴胺的复合层具有较高的耐腐蚀性，油田化学剂和硫化氢等物质对二氧化钛颗粒和聚乙二醇与多巴胺的复合层的腐蚀性较小，避免油水分离装置损坏影响过滤效果。

附图说明

为了更清楚地说明本公开实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本公开的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本公开实施例提供的一种第一分离筛的截面图；

图2是本公开实施例提供的一种第一安装槽的俯视图；

图3是本公开实施例提供的一种第一分离网的俯视图；

图4是本公开实施例提供的一种油水分离装置的结构示意图；

图5是本公开实施例提供的一种第二分离筛的截面图；

图6是本公开实施例提供的一种油水分离装置的制作方法的流程图；

图7是本公开实施例提供的一种油水分离装置的制作方法的流程图。

具体实施方式

为使本公开的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本公开实施方式作进一步地详细描述。

本公开实施例提供的油水分离装置包括第一分离筛。图1是本公开实施例提供的一种第一分离筛的截面图。参见图1，第一分离筛100包括：第一安装槽10、第二安装槽20和第一分离网30。第一安装槽10位于第二安装槽20内，且第一安装槽10和第二安装槽20之间形成第一腔体1，第一分离网30位于第一腔体1内且位于第一通孔101和第二通孔201之间。

图2是本公开实施例提供的一种第一安装槽的俯视图。参见图1和图2，第一安装槽10的底部具有第一通孔101。同样地，如图1所示，第二安装槽20的底部具有与第一通孔101相对的第二通孔201。气田水可以通过第一通孔101和第二通孔201中一个进入油水分离装置内，气田水可以通过第一通孔101和第二通孔201中的另一个流出。

图3是本公开实施例提供的一种第一分离网的俯视图。参见图3，第一分离网30具有间隔分布的多个第一分离孔301。其中，第一分离孔301内填充有二氧化钛颗粒和聚乙二醇与多巴胺的复合层。

在使用本公开实施例提供的油水分离装置时，使气田水通过第一分离筛，气田水会通过第一分离网中的第一分离孔。由于第一分离孔内填充有二氧化钛颗粒和聚乙二醇与多巴胺的复合层，二氧化钛颗粒和聚乙二醇与多巴胺的复合层具有超亲水性及水下超疏油性。当气田水通过二氧化钛颗粒和聚乙二醇与多巴胺的复合层时，水会先将二氧化钛颗粒和聚乙二醇与多巴胺的复合层润湿，使二氧化钛颗粒和聚乙二醇与多巴胺的复合层中的水达到饱和的状态，当水再次到达二氧化钛颗粒和聚乙二醇与多巴胺的复合层时，水会直接通过二氧化钛颗粒和聚乙二醇与多巴胺的复合层继续流动。由于二氧化钛颗粒和聚乙二醇与多巴胺的复合层的水下超疏油性，使得气田水中的油类物质无法通过二氧化钛颗粒和聚乙二醇与多巴胺的复合层，也即将气田水中的油类物质截留，实现油水分离。由于二氧化钛颗粒和聚乙二醇与多巴胺的复合层具有超亲水性及水下超疏油性，使得油水分离装置对气田水可以达到很好的过滤效果，提高了油水分离的效果，使气田水达到回注要求。同时二氧化钛颗粒和聚乙二醇与多巴胺的复合层具有较高的耐腐蚀性，油田化学剂和硫化氢等物质对二氧化钛颗粒和聚乙二醇与多巴胺的复合层的腐蚀性较小，避免油水分离装置损坏影响过滤效果。

在使用本公开实施例提供的油水分离装置前，可以使用不含油类物质的水将油水分离装置浸润，使二氧化钛颗粒和聚乙二醇与多巴胺的复合层中的水达到饱和的状态时，水无法进入二氧化钛颗粒和聚乙二醇与多巴胺的复合层中。当气田水达到二氧化钛颗粒和聚乙二醇与多巴胺的复合层时，气田水中的水只能穿过二氧化钛颗粒和聚乙二醇与多巴胺的复合层继续流动。

示例性地，不含油类物质的水可以为自来水。

在本公开实施例中，将第一分离网30放置在第一安装槽10和第二安装槽20之间形成第一腔体内，通过第一安装槽10和第二安装槽20将第一分离网30固定，减少第一分离网30的移动。同时第一安装槽10和第二安装槽20为第一分离网30提供支撑力，减少第一分离网30的变形。

在本公开实施例中，第一安装槽10和第二安装槽20可拆卸地连接，在第一分离筛100损坏的情况下，可以将第一分离筛100拆开，更换损坏的部件，不用更换整个第一分离筛100节约成本。

示例性地，第一安装槽10和第二安装槽20螺纹连接。例如，第一安装槽10为筒状的圆形槽，第一安装槽10的外侧壁具有外螺纹，第二安装槽20中凹槽的形状与第一安装槽10相匹配，第二安装槽20的凹槽侧壁上具有内螺纹，实现第一安装槽10和第二安装槽20的螺纹连接。

在其他实现方式中，可以将第二安装槽20套设在第一安装槽10上后，在整个油水分离装置上捆扎钢丝，将第二安装槽20与第一安装槽10连接起来。

在本公开实施例中，第一安装槽10的凹槽为圆柱，第一通孔101为圆形通孔，第一分离网30的外边界呈圆形。第一分离网30的直径小于凹槽的直径，第一分离网30的直径大于第一通孔101的直径，保证第一安装槽10能够支撑住第一分离网30。

在本公开实施例的一种实现方式中，第一通孔101中可以布置纵横交错的支撑条，支撑条之间的间隙形成开口，提高第一安装槽10的支撑力。在气田水对第一分离网30进行冲击时，能够支撑住第一分离网30，减少第一分离网30的变形，影响油水分离的效果。

在本公开实施例中，第一安装槽10可以为塑料安装槽或金属安装槽，保证第一安装槽10的强度。

在本公开实施例中，第二安装槽20的结构与第一安装槽10的结构类似，在此不做赘述。

示例性地，第二安装槽20可以和第一安装槽10选用同样的材质制作，保证第二安装槽20与第一安装槽10连接的紧固性。

图4是本公开实施例提供的一种油水分离装置的结构示意图。参见图4，油水分离装置包括第一分离筛100、第二分离筛200和分离筒300，分离筒300具有腔体31，以及与腔体31连通的入口32和出口33，第一分离筛100和第二分离筛200均位于分离筒300的腔体31中，且第一分离筛100和第二分离筛200叠置。

图5是本公开实施例提供的一种第二分离筛的截面图。参见图5，第二分离筛200包括第三安装槽40、第四安装槽50、两个第二分离网60和石英砂70。第三安装槽40的底部具有第三通孔401。第三安装槽40位于第四安装槽50内，且第三安装槽40和第四安装槽50之间形成第二腔体2，第四安装槽50的底部具有与第三通孔401相对的第四通孔501。两个第二分离网60均位于第二腔体2内且位于第三通孔401和第四通孔501之间，两个第二分离网60层叠，第二分离网60具有间隔分布的多个第二分离孔601，第二分离孔601内填充有淀粉与2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸的水凝胶。石英砂70位于两个第二分离网60之间，石英砂70的粒径大于第二分离孔601的孔径，石英砂70的表面包裹有淀粉与2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸的水凝胶。

石英砂70的表面包裹有淀粉与2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸的水凝胶，该水凝胶会将石英砂70之间的缝隙以及第二分离孔601填满，淀粉与2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸的水凝胶同样具有超亲水性及水下超疏油性，可以将气田水中的油类物质截留。在使用该油水分离装置时，气田水在通过第二分离筛200时，气田水会依次通过其中一个第二分离网60、石英砂70和另一个第一分离网30。也即气田水会依次穿过第二分离孔601中的淀粉与2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸的水凝胶、石英砂70缝隙间的淀粉与2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸的水凝胶和第一分离孔301中的二氧化钛颗粒和聚乙二醇与多巴胺的复合层。这些物质均可以使气田水中的水通过，将气田水中的油类物质截留，气田水通过第二分离筛200时相当于进行了三次过滤，进一步提高油水分离的效果。

在使用本公开实施例提供的油水分离装置时，气田水从入口32进入分离筒300的腔体31内，然后依次通过第一分离筛100和第二分离筛200，然后从出口33流出，气田水通过第一分离筛100和第二分离筛200后相当于进行了四次过滤，进一步提高油水分离的效果。

同时，石英砂70的粒径大于第一分离孔301的孔径和第二分离孔601的孔径，避免石英砂70从第二分离孔601中漏出油水分离装置。

在本公开实施例中，石英砂70以及石英砂70的表面的淀粉与2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸的水凝胶同样具有较高的耐腐蚀性，油田化学剂和硫化氢等物质对二氧化钛颗粒和聚乙二醇与多巴胺的复合层的腐蚀性较小，避免油水分离装置损坏影响过滤效果。

再次参见图4，油水分离装置可以包括两个分离筒300。其中一个分离筒300的出口33与另一个分离筒300的入口32连通，第一分离筛100位于其中一个分离筒300中，第二分离筛200位于另一个分离筒300中。将第一分离筛100和第二分离筛200分别布置在两个分离筒300中方便布置。

再次参见图4，两个分离筒300的出口33处均布置有开关阀34，通过开关阀34控制气田水的流动，更加方便。

其中，第三安装槽40和第四安装槽50的结构与第一安装槽10的结构相同，第三安装槽40和第四安装槽50的连接方式，与第一安装槽10和第二安装槽的连接方式相同，这里不再赘述。

第二分离网60与第一分离网30的结构相同，只不过第一分离孔301中填充的物质和第二分离孔601中填充的物质不同，这里不再赘述。

在本公开实施例中，第一分离网30和第二分离网60均为金属网，保证第一分离网30和第二分离网60的强度。

示例性地，第一分离网30和第二分离网60可以为316L不锈钢网或304不锈钢网。第一分离网30和第二分离网60的材质可以相同也可以不同，本公开对此不做限制。

在本公开实施例中，第一分离网30中第一分离孔301的目数在100目至600目之间。一方面，保证第一分离孔301的孔径较小，保证过滤效果；另一方面，避免第一分离孔301的孔径太小，气田水流动太慢，影响过滤效率。

在本公开实施例中，第二分离网60中第二分离孔601的目数在100目至600目之间。

例如，第一分离网30中第一分离孔301的目数为500目，第二分离网60中第二分离孔601的目数为500目。

在本公开实施例中，石英砂70的粒径在50微米(μm)至400微米之间。一方面，保证石英砂70之间的间隙较小可以过滤气田水中的石油，另一方面，避免石英砂70之间的间隙太小，气田水流动太慢，影响过滤效率。

例如，石英砂70的粒径为260微米。

在本公开实施例中，石英砂70可以通过河沙或海沙进行过筛得到。

在本公开实施例中，两个第二分离网60之间的石英砂70的厚度在3毫米(mm)至10毫米之间，保证石英砂70的过滤效果和过滤效率。

例如，石英砂70的厚度为5毫米。

本公开实施例提供的油水分离装置包括两级分离器，第一级分离器为第一分离筛100，第二级分离器为第二分离筛200，两级分离器通过串联的形式实现对油水混合物的逐级分离。

本公开实施例提供的油水分离装置针对实际处理对象油气田污水的复杂特性，该分离系统设置两级分离，可对含悬浮油、乳化油的气田水进行有效分离。一级分离网表面修饰二氧化钛纳米颗粒及聚乙二醇多巴胺复合亲水高分子材料，可对气田水中的乳化油、分散油进行分离。二级分离筛由改性石英砂填充，其廉价易得，对含油气田水进行初级分离，以分离气田水中的悬浮油为主。

本公开实施例提供的油水分离装置用于分离气田水中的水和石油，保证回注的气田水中的石油含量低于标准值才能够将气田水进行回注。

本公开实施例提供的油水分离装置能够适应苛刻的气田水环境，对于高矿化度、含硫化氢及二氧化碳、含油田化学剂、强腐蚀性的气田水具有很好的油水分离效果。

通过实验对在本公开实施例提供的油水分离装置进行检测，检测结果如表1所示：

表1：油水分离效果测试

编号	分离前水中含油量mg/L	分离后水中含油量mg/L
			1	2652	93
2	4056	127
			3	1265	53
4	856	49
			5	206	34

从表1可以看出，通过本公开实施例提供的油水分离装置对气田水进行油水分离，气田水的含油率大大降低，可以满足回注要求。

图6是本公开实施例提供的一种油水分离装置的制作方法的流程图。参见图6，该方法包括：

步骤S61：提供第一过滤网，第一过滤网均具有间隔分布的多个第一分离孔。

在本公开实施例中，第一过滤网可以为金属网，保证第一过滤网的强度。

示例性地，第一过滤网可以为316L不锈钢网或304不锈钢网。

在本公开实施例中，第一过滤网中第一分离孔的目数在100目至600目之间。例如，第一过滤网中第一分离孔的目数为500目。

步骤S62：对第一过滤网进行第一亲水疏油处理，使第一分离孔内填充有二氧化钛颗粒和聚乙二醇与多巴胺的复合层，得到第一分离网。

对上述第一过滤网进行第一亲水疏油处理，第一分离孔内的二氧化钛颗粒和聚乙二醇与多巴胺的复合层具有超亲水性及水下超疏油性，可以使气田水中的水通过，将气田水中的油类物质截留。

步骤S63：提供第一安装槽和第二安装槽，所述第一安装槽的底部具有第一通孔，第二安装槽的底部具有第二通孔。

在本公开实施例中，第一安装槽和第二安装槽可以为塑料安装槽或金属安装槽，保证第一安装槽和第二安装槽的强度。

步骤S64：将第一分离网放置在第一安装槽内。

将第一分离网30放置在第一安装槽10上，使第一安装槽10对第一分离网30进行支撑。

在本公开实施例中，第一安装槽10筒状的圆形槽，第一通孔101为圆形通孔，第一分离网30的外边界呈现圆形。第一分离网30的直径小于凹槽的直径，第一分离网30的直径大于第一通孔101的直径。

步骤S65：将第二安装槽套设在第一安装槽上，第一安装槽和第二安装槽之间形成第一腔体，第一分离网位于第一腔体中。

将第二安装槽20套设在第一安装槽10上后，第一安装槽10和第二安装槽20之间形成第一腔体1，第一腔体1用于布置第一分离网30。

在本公开实施例中第一安装槽10的外侧壁具有外螺纹，第二安装槽20中凹槽的形状与第一安装槽10相匹配，第二安装槽20的凹槽侧壁上具有内螺纹，实现第一安装槽10和第二安装槽20的螺纹连接。

图7是本公开实施例提供的一种油水分离装置的制作方法的流程图。参见图7，该方法包括：

步骤S71：提供第一过滤网，第一过滤网均具有间隔分布的多个第一分离孔。

示例性地，可以将第一过滤网先后置于碱性溶液和无水乙醇进行清洗，然后烘干。通过碱性溶液对第一过滤网清洗后，可以去除第一过滤网上的油类物质，通过无水乙醇对第一过滤网进行清洗，对第一过滤网进行脱水，避免油类物质和水影响后续的反应。

步骤S72：将钛酸四丁酯、甘油和乙醇混合，得到第一溶液。

在本公开实施例中，钛酸四丁酯与甘油的质量比在1:15至3:10之间，钛酸四丁酯与乙醇的质量比在1：50至1:10之间。

示例性地，取2份钛酸四丁酯，12份甘油，40份乙醇，混合搅拌均匀，得到第一溶液。

步骤S73：在第一溶液中加入聚乙二醇，得到第二溶液。

在本公开实施例中，聚乙二醇的分子量在1000至3000之间。

聚乙二醇是一种聚合物，分子量在1000至3000之间，一方面避免聚乙二醇的分子量太大不利于混合均匀；另一方面避免聚乙二醇的分子量太小，不利于后续生成复合层。

示例性地，聚乙二醇的分子量为1000。

在本公开实施例中，钛酸四丁酯与聚乙二醇的质量比在1：10至3:1之间。

示例性地，取2份聚乙二醇与第一溶液混合得到第二溶液。

步骤S74：将第二溶液和第一过滤网置于聚四氟反应釜中，使第一过滤网浸泡在所述第二溶液中。

示例性地，将清洗干净的第一过滤网裁剪成合适的形状，使得第一过滤网能够放置第一安装槽10和第二安装槽20中。然后将第二溶液和裁剪好的第一过滤网放置在聚四氟反应釜中进行反应，再向聚四氟反应釜中通入惰性气体或氮气(N₂)并密封，避免空气影响反应的进行。

在本公开实施例中，聚四氟反应釜是一种惰性反应器，同时向聚四氟反应釜中通入惰性气体或氮气，避免氧气影响第一过滤网与第二溶液的反应。

示例性地，通入的气体可以为氮气。

在本公开实施例中，可以对聚四氟反应釜进行加热，加快反应的进行。

示例性地，加热温度可以为180摄氏度(℃)，加热时间为24小时(h)，保证反应能够进行彻底。

步骤S75：待第一过滤网与第二溶液反应后，从第二溶液中取出第一过滤网并烘干。

钛酸四丁酯在上述反应中会分解成纳米级二氧钛颗粒。从聚四氟反应釜中取出第一过滤网，并将第一过滤网进行烘干，此时第一过滤网上吸附有纳米级二氧化钛颗粒和聚乙二醇。

钛酸四丁酯分解的纳米级二氧化钛颗粒是直接吸附在第一过滤网上的，这种生成方式可以称为原位生成。

在本公开实施例中，烘干温度不高于40摄氏度，避免第一过滤网被氧化。

步骤S76：将烘干的第一过滤网浸泡在盐酸多巴胺水溶液中。

在本公开实施例中，盐酸多巴胺水溶液的浓度在0.1重量百分比(wt％)至0.5wt％之间。

在本公开实施例中，第一过滤网在盐酸多巴胺水溶液中浸泡时间在1分钟至3分钟之间，保证反应进行的彻底。

步骤S77：待第一过滤网与盐酸多巴胺水溶液反应后，从盐酸多巴胺水溶液中取出第一过滤网并晾干。

将第一过滤网从盐酸多巴胺水溶液中取出并晾干，得到第一分离网。

该第一分离网具有以下特点：自身具有超强的亲水性，水下超疏油，表面吸附纳米级二氧化钛颗粒，协同交联修饰聚乙二醇与多巴胺的复合层。该第一分离网具有超强的油水分离性能及光催化降解能力。

其中，光催化降解能力指在光照的情况下，分离网具备紫外光催化特性，在紫外光的照射下可对气田水中的部分有机分子进行降解，特别是破坏油田化学药剂的分子结构，进而破坏油水分散体系的稳定性，提高油水分离效率。

步骤S78：提供第一安装槽和第二安装槽，所述第一安装槽的底部具有第一通孔，第二安装槽的底部具有第二通孔。

步骤S79：将第一分离网放置在第一安装槽内。

然后，将第二安装槽套设在第一安装槽上，得到第一分离筛。第一安装槽和第二安装槽之间形成第一腔体，第一分离网位于第一腔体中。

步骤S710：提供第三安装槽和第四安装槽，第三安装槽的底部具有第三通孔，第四安装槽的底部具有第四通孔。

步骤S711：提供两个第二过滤网，两个第二过滤网内均具有间隔分布的多个第二分离孔。

示例性地，可以通过清洗第一过滤网的方法清洗第二过滤网。

步骤S712：将其中一个第二过滤网放置在第三安装槽内。

步骤S713：在其中一个第二过滤网上放置石英砂。

示例性地，可以将石英砂清洗，并烘干后在放置在第二过滤网上。

例如，石英砂先后用清水、稀酸、清水冲洗，去除石英砂中的碳酸盐等物质。

例如，可以用浓度在1％以下的稀硫酸或稀盐酸清洗石英砂。

在本公开实施例中，石英砂70可以通过河沙或海沙进行过筛得到。

示例性地，石英砂70的粒径为260微米。

石英砂的粒径大于第二分离孔的孔径，避免石英砂从第二分离孔中漏出。

示例性地，第二分离网60上的石英砂70的厚度为5毫米。

步骤S714：在石英砂上放置另一个第二过滤网。

步骤S715：将第四安装槽套设在第三安装槽上，形成未经处理的第二分离筛，第三安装槽和第四安装槽之间形成第二腔体，第二过滤网和石英砂均位于第二腔体内。

步骤S716：将淀粉和2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸(AMPS)溶于水中，得到第三溶液。

示例性地，将淀粉、2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸溶于去离子水中，避免水中的杂质影响后续反应的进行。

为了保证淀粉和2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸混合均匀，可以进行搅拌。搅拌10分钟(min)至60分钟之间。

示例性地，淀粉与2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸的质量比在9:1至1:9变化之间。在第三溶液中，淀粉与2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸总的浓度在1wt％至10wt％之间。

在本公开实施例中，对于在水中溶解性较差的淀粉，至可适当加入少量酸例如，硫酸或盐酸，并辅助加热等手段(40摄氏度-80摄氏度)促进淀粉溶解。

示例性地，淀粉可以是大部分植物淀粉均能适用，包括常见的绿豆淀粉、木薯淀粉、甘薯淀粉、红薯淀粉、马铃薯淀粉、玉米淀粉等。

淀粉和AMPS提供丰富的羟基、氨基、磺酸基，一方面有利于聚合反应的进行，从而促进高分子凝胶的形成，另一方面赋予凝胶极强的亲水性能。

步骤S717：在第三溶液中加入光引发剂，得到第四溶液。

示例性地，在第三溶液中加入浓度在0.5wt％至2wt％之间的光引发剂，搅拌5分钟，得到第四溶液。

示例性地，光引发剂可以是：2,2-二乙氧基苯乙酮，二苯甲酮等常用引发剂。

步骤S718：在第四溶液中加入交联剂和丙烯酰胺，得到第五溶液。

示例性地，在第四溶液中加入总重量在第四溶液的总重量0.5％至1.5％之间的交联剂，和总重量在第四溶液的总重量0.5％至1.0％之间的丙烯酰胺。

在本公开实施例中，交联剂和丙烯酰胺均为聚合物，可通过搅拌的方法，使得第五溶液混合均匀。

示例性地，搅拌时间为2小时。

示例性地，交联剂可以是：N,N‘-亚甲基双(丙烯酰胺)，三偏磷酸钠、己二酸等常用的交联剂。

步骤S719：将未经处理的第二分离筛浸泡在第五溶液中。

示例性地，将未经处理的第二分离筛置于第五溶液，浸泡5分钟至10分钟。

步骤S720：将第二分离筛从第五溶液中取出，并置于紫外光下反应，使石英砂表面包裹淀粉与2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸的水凝胶，第二过滤孔内填充淀粉与2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸的水凝胶。

将第二分离筛从第五溶液中缓慢取出，置于紫外光下反应1小时至2小时。

通过处理，原本强亲水性的石英砂表面进一步原位形成淀粉、AMPS水凝胶，结合油水分离装置的多孔结构，油水分离装置具备了超亲水及水下超疏油的特性，可以让水通过而油类物质无法通过。

丙烯酰胺可以与淀粉及AMPS发生接枝共聚反应，形成支链结构，而交联剂可使支链聚合物形成三维网状结构，从而最终形成凝胶体。

然后将第一分离筛和第二分离筛安装在分离筒中即可。

在本公开实施例中，分离网及分离筛的制备材料大部分为廉价易得的(金属网、石英砂、淀粉等)，且是环境友好型的材料，不会对环境造成二次污染。此外，油水分离装置使用过程中无额外能耗，不会产生额外的副产物。

以上所述仅为本公开的可选实施例，并不用以限制本公开，凡在本公开的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本公开的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种油水分离装置，其特征在于，所述油水分离装置包括第一分离筛(100)，所述第一分离筛(100)包括：

第一安装槽(10)，所述第一安装槽(10)的底部具有第一通孔(101)；

第二安装槽(20)，所述第一安装槽(10)位于所述第二安装槽(20)内，且所述第一安装槽(10)和所述第二安装槽(20)之间形成第一腔体(1)，所述第二安装槽(20)的底部具有与所述第一通孔(101)相对的第二通孔(201)；

第一分离网(30)，位于所述第一腔体(1)内且位于所述第一通孔(101)和所述第二通孔(201)之间，所述第一分离网(30)具有间隔分布的多个第一分离孔(301)，所述第一分离孔(301)内填充有二氧化钛颗粒和聚乙二醇与多巴胺的复合层。

2.根据权利要求1所述的油水分离装置，其特征在于，所述第一分离网(30)中第一分离孔(301)的目数在100目至600目之间。

3.根据权利要求1或2所述的油水分离装置，其特征在于，所述油水分离装置还包括第二分离筛(200)和分离筒(300)，所述分离筒(300)具有腔体(31)，以及与所述腔体(31)连通的入口(32)和出口(33)，所述第一分离筛(100)和所述第二分离筛(200)均位于所述分离筒(300)的腔体(31)中，且所述第一分离筛(100)和所述第二分离筛(200)叠置，所述第二分离筛(200)包括：

第三安装槽(40)，所述第三安装槽(40)的底部具有第三通孔(401)；

第四安装槽(50)，所述第三安装槽(40)位于所述第四安装槽(50)内，且所述第三安装槽(40)和所述第四安装槽(50)之间形成第二腔体(2)，所述第四安装槽(50)的底部具有与所述第三通孔(401)相对的第四通孔(501)；

两个第二分离网(60)，位于所述第二腔体(2)内且位于所述第三通孔(401)和所述第四通孔(501)之间，所述两个第二分离网(60)层叠，所述第二分离网(60)具有间隔分布的多个第二分离孔(601)，所述第二分离孔(601)内填充有淀粉与2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸的水凝胶；

石英砂(70)，位于两个所述第二分离网(60)之间，所述石英砂(70)的粒径大于所述第二分离孔(601)的孔径，所述石英砂(70)的表面包裹有所述淀粉与2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸的水凝胶。

4.根据权利要求3所述的油水分离装置，其特征在于，所述石英砂(70)的粒径在50微米至400微米之间。

5.根据权利要求3所述的油水分离装置，其特征在于，所述油水分离装置包括两个分离筒(300)，其中一个所述分离筒(300)的出口(33)与另一个所述分离筒(300)的入口(32)连通；

所述第一分离筛(100)位于其中一个所述分离筒(300)中，所述第二分离筛(200)位于另一个所述分离筒(300)中。

6.一种油水分离装置的制作方法，其特征在于，所述方法包括：

提供第一过滤网，所述第一过滤网内具有间隔分布的多个第一分离孔；

对所述第一过滤网进行第一亲水疏油处理，使所述第一分离孔内填充有二氧化钛颗粒和聚乙二醇与多巴胺的复合层，得到第一分离网；

提供第一安装槽和第二安装槽，所述第一安装槽的底部具有第一通孔，所述第二安装槽的底部具有第二通孔；

将所述第一分离网放置在所述第一安装槽内；

将所述第二安装槽套设在所述第一安装槽上，所述第一安装槽和所述第二安装槽之间形成第一腔体，所述第一分离网位于所述第一腔体中。

7.根据权利要求6所述的油水分离装置的制作方法，其特征在于，所述对所述第一过滤网进行第一亲水疏油处理，包括：

将钛酸四丁酯、甘油和乙醇混合，得到第一溶液；

在所述第一溶液中加入聚乙二醇，得到第二溶液；

将所述第二溶液和所述第一过滤网置于聚四氟反应釜中，使所述第一过滤网浸泡在所述第二溶液中；

待所述第一过滤网与所述第二溶液反应后，从所述第二溶液中取出所述第一过滤网并烘干；

将烘干的第一过滤网浸泡在盐酸多巴胺水溶液中；

待所述第一过滤网与所述盐酸多巴胺水溶液反应后，从所述盐酸多巴胺水溶液中取出所述第一过滤网并晾干。

8.根据权利要求7所述的油水分离装置的制作方法，其特征在于，所述钛酸四丁酯与所述甘油的质量比在1:15至3:10之间，所述钛酸四丁酯与所述乙醇的质量比在1：50至1:10之间。

9.根据权利要求6至8任一项所述的油水分离装置的制作方法，其特征在于，所述方法还包括：

提供第三安装槽和第四安装槽，所述第三安装槽的底部具有第三通孔，所述第四安装槽的底部具有第四通孔；

提供两个第二过滤网，两个所述第二过滤网内均具有间隔分布的多个第二分离孔；

将所述第二过滤网中的一个所述第二过滤网放置在所述第三安装槽内；

在所述第二过滤网中的一个所述第二过滤网上放置石英砂；

在所述石英砂上放置所述第二过滤网中的另一个所述第二过滤网，所述石英砂的粒径大于所述第二分离孔的孔径；

将所述第四安装槽套设在所述第三安装槽上，形成未经处理的第二分离筛，所述第三安装槽和所述第四安装槽之间形成第二腔体，所述第二过滤网和所述石英砂均位于所述第二腔体内；

对所述未经处理的第二分离筛进行第二亲水疏油处理，使所述石英砂表面包裹淀粉与2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸的水凝胶，所述第二过滤孔内填充淀粉与2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸的水凝胶。

10.根据权利要求9所述的油水分离装置的制作方法，其特征在于，所述对所述未经处理的第二分离筛进行第二亲水疏油处理，包括：

将淀粉和2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸溶于水中，得到第三溶液；

在所述第三溶液中加入光引发剂，得到第四溶液；

在所述第四溶液中加入交联剂和丙烯酰胺，得到第五溶液；

将未经处理的第二分离筛浸泡在所述第五溶液中；

将所述第二分离筛从所述第五溶液中取出，并置于紫外光下反应，使所述石英砂表面包裹淀粉与2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸的水凝胶，所述第二过滤孔内填充淀粉与2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸的水凝胶。

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