本發(fā)明涉及石油開采采油集輸處理過程中油包水的原油乳狀液處理領(lǐng)域，尤其涉及一種新型磁性破乳劑及其制備方法。

背景技術(shù)：
近些年，我國大部分油田的原油開采都進入到高含水期，隨著“三次采油”技術(shù)的開發(fā)和大量聚合物、表面活性劑、堿的應(yīng)用，采出液含水量上升，部分油田采出液含水率已經(jīng)達到90％以上，油水分離速度變慢，甚至表現(xiàn)出嚴(yán)重的乳化傾向，油水不分，形成了穩(wěn)定的乳狀液，給采出液脫水處理造成相當(dāng)大的難度。針對上述的情況，在油包水乳液處理的過程中，一般需要采用破乳劑對乳狀液進行破乳處理，一些功能化合物負載在磁性顆粒(如：Fe3O4)表面，即可得到功能磁性顆粒。這些功能磁性顆粒保留了被負載的功能性化合物優(yōu)點，例如破乳、絮凝、吸附等，同時還具有較強的飽和磁場強度易于分離回收。目前，國內(nèi)外對油包水乳液處理所采用的破乳劑進行了廣泛的研究，也取得了一些成果，如)申請?zhí)枮?01310534158.2的《一種磁性反相破乳劑的制備方法》、申請?zhí)枮?01410494294.8的《一種重油除水用磁性雙面顆粒型破乳劑的制備方法》、申請?zhí)枮?01410324184.7的《針對油包水體系乳液的磁性可控回收的高效破乳劑及其制備方法》。但這些破乳劑，在制作成本和工藝難度上，依然有待改進。在目前使用的破乳劑中，嵌段聚醚由于其破乳速度快、對油包水乳液處理后油水兩相純凈度較高等優(yōu)點而廣受歡迎。但如何降低其生產(chǎn)使用成本，讓整個破乳的工藝環(huán)節(jié)更加的綠色環(huán)保，也日益已經(jīng)成為亟待克服的問題。因此，將嵌段聚醚作為一種具有破乳性能的功能化合物與磁化學(xué)相結(jié)合，在保留破乳性能的同時，使其能夠回收利用，便捷生產(chǎn)，降低生產(chǎn)使用成本，對油田生產(chǎn)具有重大的意義。

技術(shù)實現(xiàn)要素：
針對上述問題，本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)存在的不足，提供一種新型磁化嵌段聚醚破乳劑，本發(fā)明的技術(shù)方案如下：一種新型磁化嵌段聚醚破乳劑，含有嵌段聚醚和四氧化三鐵，所述的嵌段聚醚的結(jié)構(gòu)式為：所述的嵌段聚醚的結(jié)構(gòu)式中：m＝1，n＝6，p＝9。其制備方法包括以下步驟：(1)向溶劑熱反應(yīng)釜中加入嵌段聚醚和乙酰丙酮鐵，并攪拌均勻，形成懸濁液；(2)用氮氣對溶劑熱反應(yīng)釜吹掃置換，將釜體內(nèi)部的氧氣抽走，替換為氮氣；(3)對溶劑熱反應(yīng)釜加熱，讓釜體內(nèi)部處于恒溫環(huán)境中，使步驟(1)中的懸濁液發(fā)生反應(yīng)，乙酰丙酮鐵發(fā)生氧化還原反應(yīng)以后生成四氧化三鐵，在嵌段聚醚的包裹下，四氧化三鐵成為呈現(xiàn)單分散狀態(tài)的磁性納米粒子，形成化學(xué)性能穩(wěn)定的核殼結(jié)構(gòu)的反應(yīng)產(chǎn)物；(4)冷卻至室溫后打開溶劑熱反應(yīng)釜，取出步驟(3)中所生成的反應(yīng)產(chǎn)物，并用甲醇洗滌反應(yīng)后過量的嵌段聚醚；(5)烘干洗滌后的產(chǎn)物上殘留的甲醇，得到成品。進一步的，所述的制備方法的步驟(1)中，嵌段聚醚和乙酰丙酮鐵的質(zhì)量比為下述任意一種：1：1、2：1、3：1、4：1和5：1。進一步的，所述的制備方法的步驟(2)中，從反應(yīng)釜釜體下部通入氮氣，并將空氣從釜體上部排出，氮氣吹掃置換時間為30分鐘。進一步的，所述的制備方法的步驟(3)中，生成產(chǎn)物從180℃開始隨溫度增加而增多，反應(yīng)溫度大于等于200℃后趨于穩(wěn)定。進一步的，所述的制備方法的步驟(3)中，反應(yīng)溫度為下述任意一種：200℃、210℃或220℃。進一步的，所述的制備方法的步驟(3)中，反應(yīng)時間為6～10小時。進一步的，所述的制備方法的步驟(3)中，反應(yīng)時間為下述任意一種：6小時、7小時、8小時、9小時和10小時。本發(fā)明的優(yōu)點在于：1、本發(fā)明提供的破乳劑可以針對油包水體系乳液，高效快速的實現(xiàn)破乳過程，且利用磁場即可完全回收，易于分離，避免破乳劑因不能回收而造成額外耗能及資源浪費的弊端。分離后的破乳劑經(jīng)過簡單地清洗過程即可重復(fù)使用，即便重復(fù)多次其破乳效率依然保持穩(wěn)定，可廣泛應(yīng)用于石油開采含油污水的處理領(lǐng)域；2、本發(fā)明的制備方法中使用材料價格低廉、來源廣泛；3、相比傳統(tǒng)方法需要采用多臺設(shè)備，進行多步驟加工才能制得達標(biāo)產(chǎn)品，本發(fā)明采用一步法即可合成磁化破乳劑，其制備工藝簡單高效，可重復(fù)性強，易于推廣。附圖說明圖1是本發(fā)明實施例1磁性破乳劑的紅外譜圖；圖2是本發(fā)明實施例1磁性破乳劑XRD譜圖；圖3是本發(fā)明實施例1嵌段聚醚和磁性破乳劑的熱重曲線圖；圖4是本發(fā)明實施例1磁性破乳劑磁滯回線圖。具體實施方式下面將結(jié)合本發(fā)明中的實施例，對本發(fā)明實施例中的技術(shù)方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例僅僅是本發(fā)明一部分實施例，而不是全部的實施例?；诒景l(fā)明中的實施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬于本發(fā)明保護的范圍。下述實施例中所使用的實驗方法如無特殊說明，均為常規(guī)方法。下述實施例中所用的材料、試劑等，如無特殊說明，均可從商業(yè)途徑得到。實施例1、按照嵌段聚醚和乙酰丙酮鐵為4：1的質(zhì)量比稱取12克嵌段聚醚和3克乙酰丙酮鐵置于溶劑熱反應(yīng)釜中，攪拌均勻后，通入氮氣吹掃置換氧氣30分鐘，然后置于200℃的烘箱中反應(yīng)6個小時，待溶劑熱反應(yīng)釜冷卻至室溫后，開釜用甲醇洗滌產(chǎn)物，烘干即得產(chǎn)物磁性破乳劑。對本發(fā)明磁性破乳劑的結(jié)構(gòu)表征進行分析，分析情況如下。如圖1所示，將實施例1所制備的磁性破乳劑用溴化鉀壓片法壓片后用傅立葉紅外光譜儀進行紅外光譜掃描，得到圖1所得紅外譜圖，譜圖中3426cm-1和1627cm-1分別代表嵌段聚醚中羥基的伸縮振動吸收峰和彎曲振動吸收峰，1405cm-1和1115cm-1分別代表嵌段聚醚酯基中羰基和碳氧鍵的振動吸收峰，565cm-1為Fe3O4的特種吸收峰。如圖2所示，將本發(fā)明所制備的磁性破乳劑使用PertProX-ray衍射計(Cu靶，波長＝0.1541nm，管電壓40kV，管電流20mA)測定晶體結(jié)構(gòu)，得到XRD譜圖。在2角為30.09°，35.44°，43.07°，53.43°，56.96°，62.55°和74.00°的衍射峰分別對應(yīng)Fe3O4的(220)，(311)，(400)，(422)，(511)，(440)和(533)晶面。如圖3所示，將嵌段聚醚與本發(fā)明所制得的磁性破乳劑在氮氣氛圍中進行熱重分析。嵌段聚醚由300℃開始分解，到410℃時分解完全，磁性破乳劑也在這個溫度范圍內(nèi)出現(xiàn)第一次失重，在630℃出現(xiàn)第二次失重，第二次失重是因為有機物分解的蒸汽還原Fe3O4所致。如圖4所示，將所制備的磁性破乳劑在磁場強度-20000奧斯特到20000奧斯特之間用振動樣品磁強計進行飽和磁場強度測試。磁性破乳劑的飽和磁場強度為41emu/g，且剩磁和矯頑力均為0，呈現(xiàn)超順磁性。結(jié)合上述三種分析手段可知，已由嵌段聚醚和乙酰丙酮鐵成功制備了磁性破乳劑，其中的有機組分為聚醚，無機組分為四氧化三鐵。對本發(fā)明制得的磁性破乳劑破乳性能進行脫水性能實驗，過程如下：以80mL某原油乳狀液(由50％的原油+50％百分之一的氯化鈉水溶液構(gòu)成，綜合含水50％)為處理對象，磁化破乳劑用量為0.05g，溫度為70℃時，以實施例1所合成的產(chǎn)物作為破乳劑，溫度為70℃時不同破乳劑加量的脫水效果見表1。由表1可知，當(dāng)磁化破乳劑加量超過0.05g時，脫水效果能達到100％。表1實施例1中破乳劑劑量與脫水率關(guān)系以上述原油為處理對象，以實施例1所合成的產(chǎn)物作為破乳劑，溫度為70℃，破乳劑加量為0.05g時，磁化破乳劑回收次數(shù)對脫水效果的影響見表3。由表3可知，磁化破乳劑在三次回收利用后仍然具有較好的脫水效果，脫水率依然有85％以上。表2實施例1中磁化破乳劑回收次數(shù)與脫水率關(guān)系實施例2、采用實施例1中的制作方法，調(diào)整嵌段聚醚和乙酰丙酮鐵的質(zhì)量比為1：1，設(shè)置反應(yīng)釜溫度為220℃，反應(yīng)10小時。將所得產(chǎn)物用實施例1所述的實驗方法進行破乳實驗，破乳實驗效果如表3和表4所示：表3實施例2中破乳劑劑量與脫水率關(guān)系表4實施例2中磁化破乳劑回收次數(shù)與脫水率關(guān)系實施例3、采用實施例1中的制作方法，調(diào)整嵌段聚醚和乙酰丙酮鐵的質(zhì)量比為3：1，設(shè)置反應(yīng)釜溫度為200℃，反應(yīng)8小時。將所得產(chǎn)物用實施例1所述的實驗方法進行破乳實驗，破乳實驗效果如表5和表6所示：表5實施例3中破乳劑劑量與脫水率關(guān)系表6實施例3中磁化破乳劑回收次數(shù)與脫水率關(guān)系實施例4、采用實施例1中的制作方法，調(diào)整嵌段聚醚和乙酰丙酮鐵的質(zhì)量比為1：1、2：1、3：1、4：1和5：1，設(shè)置反應(yīng)釜溫度為200℃，反應(yīng)8小時。以上述原油為處理對象，不同產(chǎn)物在不同時間下的脫水率如表7所示。表7不同產(chǎn)物在不同時間下的脫水率綜上性能評價結(jié)果，從實施例1～4可知，本發(fā)明所制備的磁性破乳劑具有優(yōu)秀的破乳效果，而且對外加磁場響應(yīng)信號強，易于回收利用，是一種綠色環(huán)保的破乳劑，對原油乳狀液破乳具有極好的應(yīng)用價值。嵌段聚醚和乙酰丙酮鐵反應(yīng)的時候形成核殼結(jié)構(gòu)，四氧化三鐵在中間形成核心，外面包被嵌段聚醚，在油包水乳液處理過程中嵌段聚醚發(fā)揮主要的破乳作用，結(jié)束處理后，通過設(shè)置外加磁場(如在脫水瓶外面放塊磁鐵)就可以把磁化破乳劑吸下來，分離步驟操作簡便，易于推廣，破乳劑經(jīng)過處理后可循環(huán)利用。以上所述僅是本發(fā)明的優(yōu)選實施方式，應(yīng)當(dāng)指出，本發(fā)明并不局限于上述方式，在不脫離本發(fā)明原理的前提下，還能進一步改進，這些改進也應(yīng)視為本發(fā)明的保護范圍。