一种油田水基压裂废水脱色絮凝剂及其制备方法

摘要

本发明涉及一种油田水基压裂废水脱色絮凝剂及其制备方法；将二甲胺加入去离子水，30℃加入表氯醇，120℃，得季胺盐高聚物的粘性水溶液；在25℃将季胺盐高聚物的粘性水溶液加入丙烯酸胺和异丙醇，加入铈盐，60℃得骨架；将羟基丁酸-羟基戊酸在65℃三氯甲烷中溶解，加入生物活性玻璃和氯化钠，挥发三氯甲烷溶剂，将其浸入去离子水制到多孔支架；将支架浸入5％的二苯甲酮的丙酮溶液，除去丙酮后，将浸有二苯甲酮的支架浸入10％骨架的水溶液中，除去均聚物，得到该絮凝剂；该絮凝剂的投加量在5～20ppm，可将压裂废水的色度降低至30度以下，油类污染物降低至10mg/L以下，悬浮物控制在20mg/L以下。

权利要求

1.一种油田水基压裂废水脱色絮凝剂的制备方法，其特征在于：合成步骤如下：

（1）、将10g二甲胺加入反应器中，添加500mL去离子水，30℃下再将10g表氯醇缓慢滴入反应器中，滴完后升到120℃并恒温搅拌6h，反应后冷却至室温，得到季胺盐高聚物的粘性水溶液；

（2）、在25℃下，取1g～3g步骤1得到季胺盐高聚物的粘性水溶液，调节pH值4～5，加入2g～4g丙烯酸胺和2g～4g异丙醇，添加去离子水至100mL，搅拌加入0.01g～0.02g铈盐，60℃下加热20min，待溶液粘稠，即得骨架产品；

（3）、取1g～3g羟基丁酸-羟基戊酸1：3复合物在65℃三氯甲烷中溶解2h，随即加入

0.5g生物活性玻璃和20g氯化钠，密封并超声分散，然后将混合物暴露于空气24h以挥发三氯甲烷溶剂，随之取出该混合物，将其浸入去离子水，定时更换用水以除去氯化钠，由此制到多孔支架；

（4）、将多孔支架浸入5%质量浓度的二苯甲酮的丙酮溶液12h，室温干燥以除去丙酮，随后,将预浸有二苯甲酮的多孔支架浸入装有10%质量浓度骨架产品水溶液的反应器中，在汞灯下采用氮气为保护气照射20min后，迅速转入盛有丙酮的索式抽提器抽提48h，完全除去均聚物，将抽提物干燥至恒重，即得到该絮凝剂。

2.一种油田水基压裂废水脱色絮凝剂，其特征在于：根据权利要求1所述的油田水基压裂废水脱色絮凝剂的制备方法制备的。

3.根据权利要求2所述的油田水基压裂废水脱色絮凝剂的应用，其特征在于：用于对油田水基压裂废水的处理；该絮凝剂的投加质量在5～20ppm。

说明书

一种油田水基压裂废水脱色絮凝剂及其制备方法

技术领域

[0001] 本发明涉及一种适用于低渗透油田水基压裂废水脱色、除油、去除悬浮物的高分子絮凝剂及其制备方法。

背景技术

[0002] 低渗透油田的油藏特征决定了在油田开发过程中需要普遍的油井储层改造措施，致使产生大量的压裂废水；具有高COD、高含油、成分复杂、难处理的特点，在一定程度上污染了周围环境，同时给员工和居民带来一定的安全隐患。目前，国内外关于这些井场压裂废水的处置方式较为常用的方式是分散收集、集中处置或者建立移动式(撬装式)污水处理装备对其进行处理，但是油气田井场多分布比较偏远，道路环境恶劣，集中收集或者采用移动处置存在诸多不便和运输的安全隐患。因此，针对这些集中收集处理或者移动处置较难的压裂废水，向其中投加一种或者多种无害化、操作简单方便、无安全隐患的高效处理剂，通过适当的搅拌反应来消除压裂废水的环境污染，对于缓解当地环境问题显得至关重要，也对于保障油田的正常生产和可持续发展具有重要意义。

发明内容

[0003] 本发明的目的是提供一种能够有效降低低渗透油田水基压裂废水中的色度、悬浮物和油类污染物的高分子絮凝剂，达到快速控制水中感官不良性指标和减排降耗的功效。

[0004] 本发明所述的油田水基压裂废水脱色絮凝剂的制备方法，

[0005] 合成步骤如下：

[0006] (1)、将10g二甲胺加入反应器中，添加500mL去离子水，30℃下再将10g表氯醇缓慢滴入反应器中，滴完后升到120℃并恒温搅拌6h，反应后冷却至室温，得到季胺盐高聚物的粘性水溶液；

[0007] (2)、在25℃下，取1g～3g步骤1得到季胺盐高聚物的粘性水溶液，调节pH值4～5，加入2g～4g丙烯酸胺和2g～4g异丙醇，添加去离子水至100mL，搅拌加入0.01g～
0.02g铈盐，60℃下加热20min，待溶液粘稠，即得骨架产品；

[0008] (3)、取1g～3g羟基丁酸-羟基戊酸1∶3复合物在65℃三氯甲烷中溶解2h，随即加入0.5g生物活性玻璃和20g氯化钠，密封并超声分散，然后将混合物暴露于空气24h以挥发三氯甲烷溶剂，随之取出该混合物，将其浸入去离子水，定时更换用水以除去氯化钠，由此制到多孔支架；

[0009] (4)、将多孔支架浸入5％质量浓度的二苯甲酮的丙酮溶液12h，室温干燥以除去丙酮，随后，将预浸有二苯甲酮的多孔支架浸入装有10％质量浓度骨架产品水溶液的反应器中，此系统在汞灯下采用氮气为保护气照射20min后，迅速转入盛有丙酮的索式抽提器抽提48h，完全除去均聚物，将抽提物干燥至恒重，即得到该絮凝剂。

[0010] 本发明所述的高分子絮凝剂其电解成分主要为阳离子基团(-CONH2)，分子量为1200万，水解离子度25～30％；高分子骨架部分为丙烯酰季胺盐，支架为可生物降解型羟基丁酸-羟基戊酸复合物(按照1∶3复合)；水解后骨架和支架单体小于3～5％；固体产品外观为白色或略带黄色粉末，液态为无色粘稠胶体状。

[0011] 压裂作业是低渗透油田增产和老油田稳产的主要措施之一，随着油田开发力度的加大，压裂废水的产生量逐渐增加，其污染治理的需求也日益受到人们的关注。因而，该产品具有广阔的应用前景。

[0012] 本发明所使用的原材料可以从市场购得。

[0013] 发明的效果

[0014] 该高分子絮凝剂的投加量在5～20ppm范围内，可将压裂废水的色度由原始的500～1000度降低至30度以下，油类污染物降低至10mg/L以下，悬浮物控制在20mg/L以下，远低于国家污水综合排放一级标准(GB8978-1996)所规定的限制。

[0015] 基于上述原因，本发明开发了一种适合低渗透油田压裂废水的环境友好型高效絮凝剂。该药剂可与低渗透油田水基压裂废水中的共轭不饱和发色基团络合配位，从而达到完全去除色度、悬浮物和乳化油的目的，并具有控制水中因化学及微生物原因引起的腐蚀作用，从而达到快速控制水中感官不良性指标的目的。该发明对消减压裂废水污染、保护油区环境具有重要的意义，符合国家“节能减排”的战略方针。

具体实施方式

[0016] 本发明的目的是采用以下方式实现的，下面结合实施例及实验例进行详细说明。

[0017] 实施例1

[0018] 产品制备：

[0019] 将10g二甲胺加入反应器中，添加适量水，30℃下再将10g表氯醇缓慢滴入反应器中，滴完后升到120℃并恒温搅拌6h，反应后冷却至室温，得到季胺盐高聚物的粘性水溶液。

[0020] 在25℃下，取1.85g聚合物粘性产物，调节pH值4.8，加入2.15g丙烯酸胺和2.55g异丙醇，添加去离子水至100mL，搅拌加入0.01g铈盐，60℃下加热20min，待溶液粘稠，即得骨架产品。

[0021] 取2.68g羟基丁酸-羟基戊酸复合物(1∶3)在65℃三氯甲烷中溶解2h，随即加入0.5g生物活性玻璃和20g氯化钠，密封并超声分散。然后将混合物暴露于空气24h以挥发三氯甲烷溶剂，随之取出该混合物，将其浸入去离子水，定时更换用水以除去氯化钠，由此制到多孔支架。

[0022] 将支架浸入5％(质量分数)二苯甲酮的丙酮溶液12h，室温干燥以除去丙酮。随后，将预浸有二苯甲酮的支架浸入装有10％(质量分数)骨架产品水溶液的反应器中，此系统在汞灯下采用氮气为保护气照射20min后，迅速转入盛有丙酮的索式抽提器抽提48h，完全除去均聚物，将抽提物干燥至恒重，即得到该高分子絮凝剂。

[0023] 实施例2

[0024] 压裂废水处理

[0025] 对低渗透油田水基压裂废水加入10ppm的该有机高分子絮凝剂(絮凝剂需要在常温下按照千分之三的比例配制溶解2h)以50rpm的速度搅拌5min，然后静沉10min，测定上清液的水质指标，见下表所示。