專(zhuān)利名稱(chēng)：一種二氧化硅膠體誘垢劑的制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于膠體技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種二氧化硅膠體誘垢劑的制備方法。
背景技術(shù)：
在一定的壓力和溫度下，含有成垢離子的溶液相遇時(shí)就會(huì)形成不溶于水的沉淀，結(jié)晶并 吸附于容器或管道內(nèi)壁，給生產(chǎn)和生活帶來(lái)了極大的不便。例如，普通的循環(huán)水輸送管道中 形成的碳酸鈣、碳酸鎂垢；石油開(kāi)采領(lǐng)域油水輸送管道中形成的硫酸鋇、硫酸鍶垢等。其中 以后者最難清理，危害非常大,這是因?yàn)閘)結(jié)垢可能發(fā)生在礫石填充層、井下泵、油管管 柱、油嘴、儲(chǔ)油設(shè)備、集輸管線(xiàn)、原油加工設(shè)備以及水處理系統(tǒng)的任何部位；2)硫酸鋇和硫 酸鍶垢附著牢固、垢體堅(jiān)硬，難以用常規(guī)酸堿類(lèi)物質(zhì)清除。結(jié)垢經(jīng)常會(huì)造成輸送管線(xiàn)縮徑、 輸送量急劇下降外，有時(shí)甚至堵塞集輸管線(xiàn)，導(dǎo)致采油設(shè)備或工件報(bào)廢。結(jié)垢頻發(fā)的問(wèn)題嚴(yán) 重影響著油田作業(yè)，致使開(kāi)采效率下降，采油成本急劇上升。
目前，相對(duì)方便和高效的阻垢方法就是向輸送流體中加阻垢劑。阻垢劑的主要類(lèi)型有聚 羧酸鹽類(lèi)、有機(jī)膦酸酯類(lèi)、有機(jī)膦酸鹽類(lèi)、天然高分子和共聚物阻垢劑等，其中己商品化的 鋇鍶垢阻垢劑有BS-2E鋇離子穩(wěn)定劑、AMPS/AA 二元共聚物、ZPS-Ol、 LZG-1 、乙二胺四 乙酸二鈉(EDTA)等。這些阻垢劑可在一定程度上減緩硫酸鋇鍶垢的生成速度，當(dāng)將污水回注 到地層時(shí)，由于地層溫度、壓力等條件的改變，致使含有大量成垢離子的污水于地層發(fā)生二 次結(jié)垢現(xiàn)象，造成油井的堵塞甚至報(bào)廢，并且從工業(yè)應(yīng)用上反饋的信息可知，現(xiàn)用的一些阻 垢劑存在著生產(chǎn)成本高、阻垢性能不高、抗溫性差和不易生物降解等缺點(diǎn)。
膠體微粒具有較大的表面積且通常帶有電荷，容易吸附成垢離子，可以誘導(dǎo)大量的成垢 離子以膠體微粒為晶核生長(zhǎng)，具有沉淀結(jié)構(gòu)疏松、沉淀量大等優(yōu)點(diǎn)，從而可減免污水回注時(shí) 的二次結(jié)垢現(xiàn)象，而且生成的沉淀以絮狀懸浮于溶液中，通過(guò)沉積或過(guò)濾就可以從流體中除 去，從而可以避免頑垢在容器或管道內(nèi)壁形成。然而，要將膠體作為誘垢劑應(yīng)用到實(shí)際生產(chǎn) 中，還必須在控制膠體的穩(wěn)定性、提高膠體在混合相中的分散度等方面有所突破。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明目的旨在提供一種二氧化硅膠體誘垢劑的制備方法，使其在水溶液、油溶液以及 油水混合物中均具有較好的分散穩(wěn)定性，用以誘導(dǎo)成垢離子在膠粒周?chē)Y(jié)垢，阻止頑垢在容 器或管道內(nèi)壁形成以及避免二次結(jié)垢現(xiàn)象。
基于上述目的，本發(fā)明采用了以下的技術(shù)方案 一種二氧化硅膠體誘垢劑的制備方法， 包括二氧化硅膠體的制備和表面活性劑對(duì)二氧化硅膠體的改性，所述的表面活性劑為硅垸偶 聯(lián)劑，通式為R'mSi(OR")n，其中R'為C鏈長(zhǎng)度1 20的烴基，上帶有羥基、羧基、雙鍵、 環(huán)氧基、氨基、巰基、脲基、四硫基或鹵素；R"為C鏈長(zhǎng)度1 18的烴基；1囟《，15mS3， 2n+m=4o
所述二氧化硅膠體的制備步驟包括(1) Li、 B、 K、 Na、 Zn、 Al的硅酸鹽中的一種或任意組合溶解在水與有機(jī)溶劑組成的混合溶劑中，配制成濃度為0.1-20%的硅酸鹽溶液，所 述有機(jī)溶劑為乙醇、丙酮、苯、甲苯、四氯化碳中的一種或任意組合；(2)步驟(1)所得硅 酸鹽溶液先后經(jīng)陽(yáng)離子交換樹(shù)脂、陰離子交換樹(shù)脂處理，再除去不溶性雜質(zhì)后得到二氧化硅 膠體母液，所述母液進(jìn)行増粒反應(yīng)后即得二氧化硅膠體。
所述的陽(yáng)離子交換樹(shù)脂為均孔型，使用前的pH值為4.0 5.0，經(jīng)陽(yáng)離子交換后交換液的 pH值控制在1.0 6.0;所述的陰離子交換樹(shù)脂為強(qiáng)堿型，使用前的pH值為7.0 8.0，陰離 子交換后交換液的pH值控制在2.0 6.0。
所述増粒反應(yīng)的操作方法為從所述母液中取1重量份作為基液，5 20重量份作為滴 加液；用所述的硅酸鹽溶液將基液pH值調(diào)節(jié)到7.5 10.0后，緩慢加熱至40 12(TC;將滴 加液逐滴加入到基液中反應(yīng)1 10小時(shí)，反應(yīng)中體系的pH值用所述硅酸鹽溶液控制在7.5 10.0。
制備二氧化硅膠體時(shí)，増粒反應(yīng)產(chǎn)物還需要在40-90'C的溫度條件下陳化1-20小時(shí)。
將制備好的二氧化硅膠體濃縮至固含量為5~50%，加入表面活性劑對(duì)其進(jìn)行改性；改 性方法為將表面活性劑與二氧化硅膠體混合，反應(yīng)1 10小時(shí)，反應(yīng)溫度為室溫 9(TC， 反應(yīng)后用氨水將體系的pH值調(diào)至8.0 13.0;所述表面活性劑與二氧化硅膠體的質(zhì)量比為1: 5-200,得到負(fù)電性的二氧化硅膠體誘垢劑。
使制備好的二氧化硅膠體經(jīng)過(guò)均孔型陽(yáng)離子交換樹(shù)脂，交換液的pH值控制在1.0 6.0; 然后將所得的交換液濃縮至固含量為5 50%的二氧化硅膠體，加入表面活性劑對(duì)其進(jìn)行改 性；改性方法為將表面活性劑與濃縮后的二氧化硅膠體混合，反應(yīng)1 10小時(shí)，反應(yīng)溫度 為室溫 90'C，反應(yīng)后用鹽酸將體系的pH值調(diào)節(jié)至2.0 6.0;所述表面活性劑與二氧化硅膠 體的質(zhì)量比為1: 5-200，得到正電性的二氧化硅膠體誘垢劑。
根據(jù)本發(fā)明的方法制備出的二氧化硅膠體誘垢劑，實(shí)際上是一種復(fù)雜的多相液態(tài)分散體 系二氧化硅以膠體形式存在，其微粒直徑在2-60nm之間；非極性有機(jī)溶劑與水則形成了粒 徑較大的小液滴，也即是以乳液形式存在。對(duì)成品二氧化硅膠體誘垢劑進(jìn)行一年的靜置留樣 觀(guān)察，未出現(xiàn)沉淀、分層或凝膠現(xiàn)象。這是由于硅垸偶聯(lián)劑的加入促進(jìn)了整個(gè)體系的穩(wěn)定性；
同時(shí)，硅垸偶聯(lián)劑也促使誘垢劑能夠均勻地分散到水溶液、油溶液以及油水界面液中。制得 的改性二氧化硅膠體用作誘垢劑，能夠有效地吸附成垢離子結(jié)垢，無(wú)論是對(duì)難處理的硫酸鹽 垢(如硫酸鋇、硫酸鍶等)還是對(duì)易清除的碳酸鹽垢(如碳酸鈣、氫氧化鎂等)，均具有很好的誘
導(dǎo)-防垢效果。配制模擬水樣，用動(dòng)態(tài)模擬法測(cè)定本發(fā)明誘垢劑的防垢率可達(dá)40-80%。動(dòng)態(tài) 模擬實(shí)驗(yàn)結(jié)束后用EDTA滴定法測(cè)模擬水樣中成垢陽(yáng)離子的剩余含量，通過(guò)比較實(shí)驗(yàn)前后水 樣中成垢陽(yáng)離子的含量，從而可以計(jì)算得到成垢離子的沉淀量，對(duì)比誘垢劑添加前后成垢離 子沉淀量的大小，計(jì)算得到本發(fā)明的誘垢劑對(duì)成垢離子的誘導(dǎo)沉淀率可達(dá)20-50%。采用普通 的工業(yè)級(jí)原料即可實(shí)現(xiàn)本發(fā)明，制備過(guò)程可操作性強(qiáng)，易于工業(yè)化推廣。
具體實(shí)施方式
實(shí)施例l
4二氧化硅膠體誘垢劑的制備方法，包括二氧化硅膠體的制備和表面活性劑對(duì)二氧化硅膠
體的改性?xún)纱蟛襟E 二氧化硅膠體的制備
(1) 取10.34gK2O'4SiO2，溶解到由10g丙酮、4g乙醇、200g去離子水組成的混合溶劑 中；過(guò)濾去除雜質(zhì)后得硅酸鹽溶液。
(2) 步驟(1)制得的硅酸鹽溶液經(jīng)均孔型陽(yáng)離子交換樹(shù)脂進(jìn)行離子交換處理，收集交換 液和去離子水沖洗液再通過(guò)強(qiáng)堿型陰離子交換樹(shù)脂進(jìn)行離子交換處理，收集交換液和去離子 水沖洗液，離心除雜后得到二氧化硅膠體母液。均孔型陽(yáng)離子交換樹(shù)脂使用前先用酸再生至 pH值-4.0,經(jīng)陽(yáng)離子交換后的交換液的pH值控制在l.O;強(qiáng)堿型陰離子交換樹(shù)脂使用前先用 堿再生至pH值=7.0,陰離子交換后的交換液的pH值控制在2.0。
從上述母液中取1重量份作為基液，5重量份作為滴加液，進(jìn)行增粒反應(yīng)用步驟(1) 的硅酸鹽溶液將基液pH值調(diào)節(jié)到9.5后，緩慢加熱至12(TC;將滴加液逐滴加入到基液中反 應(yīng)l小時(shí)，反應(yīng)中體系的pH值用所述硅酸鹽溶液控制在9.5。增粒反應(yīng)結(jié)束后使反應(yīng)產(chǎn)物在 40'C的溫度條件下陳化20小時(shí)。
表面活性劑對(duì)二氧化硅膠體改性
將制備好的二氧化硅膠體濃縮至固含量為5% ，加入表面活性劑 H2NCHfCH2NH(CH2VSi(OC2Hs)3對(duì)其進(jìn)行改性。改性方法為將1份表面活性劑與5份二氧化 硅膠體混合，室溫下反應(yīng)10小時(shí)，反應(yīng)后用氨水將體系的pH值調(diào)至8.0。
反應(yīng)結(jié)束后所得到的改性二氧化硅膠體帶有負(fù)電性，在油溶液以及油水界面液中具有較好 的分散穩(wěn)定性。在油田輸油管道中用作誘垢劑，能夠很好地誘導(dǎo)硫酸鋇、硫酸鍶、碳酸鈣、 氫氧化鎂沉淀，防止頑垢在管道內(nèi)壁形成。 實(shí)施例2
二氧化硅膠體誘垢劑的制備方法，包括二氧化硅膠體的制備和表面活性劑對(duì)二氧化硅膠
體的改性?xún)纱蟛襟E 二氧化硅膠體的制備
(1) 取36.12 g Li2OSi02，溶解到由5g甲苯、5g乙醇和200g去離子水組成的混合溶劑 中；過(guò)濾除去雜質(zhì)后得硅酸鹽溶液。
(2) 步驟(1)制得的硅酸鹽溶液經(jīng)均孔型陽(yáng)離子交換樹(shù)脂進(jìn)行離子交換處理，收集交 換液和去離子水沖洗液再通過(guò)強(qiáng)堿型陰離子交換樹(shù)脂進(jìn)行離子交換處理，收集交換液和去離 子水沖洗液，離心除雜后得到二氧化硅膠體母液。均孔型陽(yáng)離子交換樹(shù)脂使用前先用酸再生 至pH值-4.1，經(jīng)陽(yáng)離子交換后的交換液的pH值控制在1.4;強(qiáng)堿型陰離子交換樹(shù)脂使用前 先用堿再生至pH值=7.2,陰離子交換后的交換液的pH值控制在2.7。
從上述母液中取1重量份作為基液，8重量份作為滴加液，進(jìn)行增粒反應(yīng)用步驟(1) 的硅酸鹽溶液將基液pH值調(diào)節(jié)到10.0后，緩慢加熱至45'C;將滴加液逐滴加入到基液中反 應(yīng)8小時(shí)，反應(yīng)中體系的pH值用所述硅酸鹽溶液控制在10.0。增粒反應(yīng)結(jié)束后使反應(yīng)產(chǎn)物在45'C的溫度條件下陳化12小時(shí)。
表面活性劑對(duì)二氧化硅膠體改性
將制備好的二氧化硅膠體濃縮至固含量為30%，加入表面活性劑
(115(:20)38"(:112)3^4《(:112)3&(0(:2115)3對(duì)其進(jìn)行改性。改性方法為將i份表面活性劑與20
份二氧化硅膠體混合，9(TC反應(yīng)1小時(shí)，反應(yīng)后用氨水將體系的pH值調(diào)至lO.O。
反應(yīng)結(jié)束后所得到的改性二氧化硅膠體帶有負(fù)電性，在水溶液以及油水溶液中具有較好 的分散穩(wěn)定性。在油田輸油管道中用作誘垢劑，能夠很好地誘導(dǎo)硫酸鋇、硫酸鍶、碳酸鈣、 氫氧化鎂沉淀，防止頑垢在管道內(nèi)壁形成。
實(shí)施例3
二氧化硅膠體誘垢劑的制備方法，包括二氧化硅膠體的制備和表面活性劑對(duì)二氧化硅膠
體的改性?xún)纱蟛襟E 二氧化硅膠體的制備
(1) 取43.60gK2O2.4SiO2，溶解到由5g甲苯、5g乙醇、8g丙酮、200g去離子水組成 的混合溶劑中；過(guò)濾除去雜質(zhì)后得硅酸鹽溶液。
(2) 步驟(1)制得的硅酸鹽溶液經(jīng)均孔型陽(yáng)離子交換樹(shù)脂進(jìn)行離子交換處理，收集交 換液和去離子水沖洗液再通過(guò)強(qiáng)堿型陰離子交換樹(shù)脂進(jìn)行離子交換處理，收集交換液和去離 子水沖洗液，離心除雜后得到二氧化硅膠體母液。均孔型陽(yáng)離子交換樹(shù)脂使用前先用酸再生 至pH值-4.3，經(jīng)陽(yáng)離子交換后的交換液的pH值控制在2.5;強(qiáng)堿型陰離子交換樹(shù)脂使用前 先用堿再生至pH值=7.5，陰離子交換后的交換液的pH值控制在3.2。
從上述母液中取1重量份作為基液，10重量份作為滴加液，進(jìn)行增粒反應(yīng)用步驟(1) 的硅酸鹽溶液將基液pH值調(diào)節(jié)到7.5后，緩慢加熱至IO(TC;將滴加液逐滴加入到基液中反 應(yīng)3小時(shí)，反應(yīng)中體系的pH值用所述硅酸鹽溶液控制在7.5。增粒反應(yīng)結(jié)束后使反應(yīng)產(chǎn)物在 80'C的溫度條件下陳化9小時(shí)。 表面活性劑對(duì)二氧化硅膠體改性
將制備好的二氧化硅膠體濃縮至固含量為50%,加入表面活性劑 H2NCH2《H2NH(CH^Si(OCH3)3對(duì)其進(jìn)行改性。改性方法為將1份表面活性劑與200份二
氧化硅膠體混合，45'C反應(yīng)5小時(shí)，反應(yīng)后用氨水將體系的pH值調(diào)至13.0。 反應(yīng)結(jié)束后所得到的改性二氧化硅膠體帶有負(fù)電性，在油溶液以及油水界面液中具有較好的 分散穩(wěn)定性。在油田輸油管道中用作誘垢劑，能夠很好地誘導(dǎo)硫酸鋇、硫酸鍶、碳酸鈣、氫 氧化鎂沉淀，防止頑垢在管道內(nèi)壁形成。 實(shí)施例4
二氧化硅膠體誘垢劑的制備方法，包括二氧化硅膠體的制備和表面活性劑對(duì)二氧化硅膠 體的改性?xún)纱蟛襟E二氧化硅膠體的制備
(1) 取0.223g ZnOSi02，溶解到由4g甲苯、5g乙醇、6g四氯化碳、8g丙酮、200g去 離子水組成的混合溶劑中；過(guò)濾除去雜質(zhì)后得硅酸鹽溶液。
(2) 步驟(1)制得的硅酸鹽溶液經(jīng)均孔型陽(yáng)離子交換樹(shù)脂進(jìn)行離子交換處理，收集交 換液和去離子水沖洗液再通過(guò)強(qiáng)堿型陰離子交換樹(shù)脂進(jìn)行離子交換處理，收集交換液和去離 子水沖洗液，離心除雜后得到二氧化硅膠體母液。均孔型陽(yáng)離子交換樹(shù)脂使用前先用酸再生 至pH值-4.5,經(jīng)陽(yáng)離子交換后的交換液的pH值控制在3.0;強(qiáng)堿型陰離子交換樹(shù)脂使用前 先用堿再生至pH值=7.7，陰離子交換后的交換液的pH值控制在4.9。
從上述母液中取1重量份作為基液，15重量份作為滴加液，進(jìn)行增粒反應(yīng)用步驟(1) 的硅酸鹽溶液將基液pH值調(diào)節(jié)到9.0后，緩慢加熱至8(TC;將滴加液逐滴加入到基液中反 應(yīng)5小時(shí)，反應(yīng)中體系的pH值用所述硅酸鹽溶液控制在9.0。增粒反應(yīng)結(jié)束后使反應(yīng)產(chǎn)物在 60'C的溫度條件下陳化17小時(shí)。 表面活性劑對(duì)二氧化硅膠體改性
使制備好的二氧化硅膠體經(jīng)過(guò)均孔型陽(yáng)離子交換樹(shù)脂，交換液的pH值控制在4.5;然后 將所得的交換液濃縮至固含量為5%的二氧化硅膠體，加入表面活性劑 Cl-CH2'CH2'CH2'Si(OC2H5)3對(duì)其進(jìn)行改性。
改性方法為將1份表面活性劑與5份濃縮后的二氧化硅膠體混合，卯'C反應(yīng)1小時(shí)， 反應(yīng)后用鹽酸將體系的pH值調(diào)節(jié)至4.5。
制得的二氧化硅膠體帶有正電荷，在油溶液以及油水界面液中具有良好的分散性。將之
作為誘垢劑用于油田水處理中，對(duì)硫酸鋇、硫酸鍶垢具有一定的誘導(dǎo)沉淀和防止管道結(jié)垢的效果。
實(shí)施例5
二氧化硅膠體誘垢劑的制備方法，包括二氧化硅膠體的制備和表面活性劑對(duì)二氧化硅膠 體的改性?xún)纱蟛襟E-二氧化硅膠體的制備
(1) 取21.38gNa20Si(V9H20，溶解到由5g甲苯、5g苯、6g四氯化碳、8g丙酮、200g 離子水組成的混合溶劑中；過(guò)濾除去雜質(zhì)后得硅酸鹽溶液。
(2) 步驟(1)制得的硅酸鹽溶液經(jīng)均孔型陽(yáng)離子交換樹(shù)脂進(jìn)行離子交換處理，收集交 換液和去離子水沖洗液再通過(guò)強(qiáng)堿型陰離子交換樹(shù)脂進(jìn)行離子交換處理，收集交換液和去離 子水沖洗液，離心除雜后得到二氧化硅膠體母液。均孔型陽(yáng)離子交換樹(shù)脂使用前先用酸再生 至pH值-4.9，經(jīng)陽(yáng)離子交換后的交換液的pH值控制在4.2;強(qiáng)堿型陰離子交換樹(shù)脂使用前 先用堿再生至pH值=7.9，陰離子交換后的交換液的pH值控制在5.6。
從上述母液中取1重量份作為基液，18重量份作為滴加液，進(jìn)行增粒反應(yīng)用步驟(1) 的硅酸鹽溶液將基液pH值調(diào)節(jié)到8.0后，緩慢加熱至60'C;將滴加液逐滴加入到基液中反 應(yīng)6小時(shí)，反應(yīng)中體系的pH值用所述硅酸鹽溶液控制在8.0。增粒反應(yīng)結(jié)束后使反應(yīng)產(chǎn)物在7(TC的溫度條件下陳化5小時(shí)。 表面活性劑對(duì)二氧化硅膠體改性
使制備好的二氧化硅膠體經(jīng)過(guò)均孔型陽(yáng)離子交換樹(shù)脂，交換液的pH值控制在1.0;然后 將所得的交換液濃縮至固含量為35%的二氧化硅膠體，加入表面活性劑 (H5C20)3Si(CH2)3'S4<CH2)3'Si(OC2H5)3對(duì)其進(jìn)行改性。
改性方法為將1份表面活性劑與21份濃縮后的二氧化硅膠體混合，室溫反應(yīng)10小時(shí)， 反應(yīng)后用鹽酸將體系的pH值調(diào)節(jié)至2.0。
制得的二氧化硅膠體帶有正電荷，在水溶液以及油水界面液中具有良好的分散性。將之 作為誘垢劑用于油田水處理中，對(duì)硫酸鋇、硫酸鍶垢具有一定的誘導(dǎo)沉淀和防止管道結(jié)垢的 效果。 實(shí)施例6
二氧化硅膠體誘垢劑的制備方法，包括二氧化硅膠體的制備和表面活性劑對(duì)二氧化硅膠 體的改性?xún)纱蟛襟E-二氧化硅膠體的制備
(1) 取34.16gAl2(VSi02，溶解到由5g甲苯、5g乙醇、6g苯、8g丙酮、10g四氯化碳、 200g去離子水組成的混合溶劑中；過(guò)濾除去雜質(zhì)后得硅酸鹽溶液。
(2) 步驟(1)制得的硅酸鹽溶液經(jīng)均孔型陽(yáng)離子交換樹(shù)脂進(jìn)行離子交換處理，收集交 換液和去離子水沖洗液再通過(guò)強(qiáng)堿型陰離子交換樹(shù)脂進(jìn)行離子交換處理，收集交換液和去離 子水沖洗液，離心除雜后得到二氧化硅膠體母液。均孔型陽(yáng)離子交換樹(shù)脂使用前先用酸再生 至pH值-5.0,經(jīng)陽(yáng)離子交換后的交換液的pH值控制在6.0;強(qiáng)堿型陰離子交換樹(shù)脂使用前 先用堿再生至pH值=8.0，陰離子交換后的交換液的pH值控制在6.0。
從上述母液中取1重量份作為基液，20重量份作為滴加液，進(jìn)行增粒反應(yīng)用步驟(1) 的硅酸鹽溶液將基液pH值調(diào)節(jié)到8.5后，緩慢加熱至40'C;將滴加液逐滴加入到基液中反 應(yīng)10小時(shí)，反應(yīng)中體系的pH值用所述硅酸鹽溶液控制在8.5。增粒反應(yīng)結(jié)束后使反應(yīng)產(chǎn)物 在90'C的溫度條件下陳化1小時(shí)。
表面活性劑對(duì)二氧化硅膠體改性
使制備好的二氧化硅膠體經(jīng)過(guò)均孔型陽(yáng)離子交換樹(shù)脂，交換液的pH值控制在6.0;然后 將所得的交換液濃縮至固含量為50%的二氧化硅膠體，加入表面活性劑 H2NCH2'CH2NH(CH2)3*Si(OCH3)3對(duì)其進(jìn)行改性。
改性方法為將1份表面活性劑與200份濃縮后的二氧化硅膠體混合，50'C反應(yīng)4小時(shí), 反應(yīng)后用鹽酸將體系的pH值調(diào)節(jié)至6.0。
制得的二氧化硅膠體帶有正電荷，在油溶液以及油水界面液中具有良好的分散性。將之
作為誘垢劑用于油田水處理中，對(duì)硫酸鋇、硫酸鍶垢具有一定的誘導(dǎo)沉淀和防止管道結(jié)垢的 效果。
權(quán)利要求
1、一種二氧化硅膠體誘垢劑的制備方法，其特征是，包括二氧化硅膠體的制備和表面活性劑對(duì)二氧化硅膠體的改性，所述的表面活性劑為硅烷偶聯(lián)劑，通式為R′mSi(OR＂)n，其中R′為C鏈長(zhǎng)度1～20的烴基，上帶有羥基、羧基、雙鍵、環(huán)氧基、氨基、巰基、脲基、四硫基或鹵素；R＂為C鏈長(zhǎng)度1～18的烴基；1≤n≤3，1≤m≤3，2n+m＝4。
2、 如權(quán)利要求1所述的二氧化硅膠體誘垢劑的制備方法，其特征是，所述二氧化硅膠體的制 備步驟包括(1) Li、 B、 K、 Na、 Zn、 Al的硅酸鹽中的一種或任意組合溶解在水與有機(jī) 溶劑組成的混合溶劑中，配制成濃度為0.1-20%的硅酸鹽溶液，所述有機(jī)溶劑為乙醇、丙 酮、苯、甲苯、四氯化碳中的一種或任意組合；(2)步驟(1)所得硅酸鹽溶液先后經(jīng)陽(yáng) 離子交換樹(shù)脂、陰離子交換樹(shù)脂處理，再除去不溶性雜質(zhì)后得到二氧化硅膠體母液，所述 母液進(jìn)行増粒反應(yīng)后即得二氧化硅膠體。
3、 如權(quán)利要求2所述的二氧化硅膠體誘垢劑的制備方法，其特征是，所述的陽(yáng)離子交換樹(shù)脂 為均孔型，使用前的pH值為4.0 5.0，經(jīng)陽(yáng)離子交換后交換液的pH值控制在1.0 6.0; 所述的陰離子交換樹(shù)脂為強(qiáng)堿型，使用前的pH值為7.0 8.0，陰離子交換后交換液的pH 值控制在2.0 6.0。
4、 如權(quán)利要求2所述的二氧化硅膠體誘垢劑的制備方法，其特征是，所述増粒反應(yīng)的操作方 法為從所述母液中取1重量份作為基液，5 20重量份作為滴加液；用所述的硅酸鹽溶 液將基液pH值調(diào)節(jié)到7.5 10.0后，緩慢加熱至40 120'C;將滴加液逐滴加入到基液中 反應(yīng)1 10小時(shí)，反應(yīng)中體系的pH值用所述硅酸鹽溶液控制在7.5 10.0。
5、 如權(quán)利要求2所述的二氧化硅膠體誘垢劑的制備方法，其特征是，制備二氧化硅膠體時(shí)， 増粒反應(yīng)產(chǎn)物還需要在40-90'C的溫度條件下陳化1-20小時(shí)。
6、 如權(quán)利要求l-5任一所述的二氧化硅膠體誘垢劑的制備方法，其特征是，將制備好的二氧 化硅膠體濃縮至固含量為5~50%，加入表面活性劑對(duì)其進(jìn)行改性；改性方法為將表面 活性劑與二氧化硅膠體混合，反應(yīng)1 10小時(shí)，反應(yīng)溫度為室溫 卯'C,反應(yīng)后用氨水將 體系的pH值調(diào)至8.0 13.0;所述表面活性劑與二氧化硅膠體的質(zhì)量比為1: 5-200。
7、 如權(quán)利要求1-5任一所述的二氧化硅膠體誘垢劑的制備方法，其特征是，使制備好的二氧 化硅膠體經(jīng)過(guò)均孔型陽(yáng)離子交換樹(shù)脂，交換液的pH值控制在1.0 6.0;然后將所得的交 換液濃縮至固含量為5 50%的二氧化硅膠體，加入表面活性劑對(duì)其進(jìn)行改性；改性方法 為將表面活性劑與濃縮后的二氧化硅膠體混合，反應(yīng)1 10小時(shí)，反應(yīng)溫度為室溫 90'C,反應(yīng)后用鹽酸將體系的pH值調(diào)節(jié)至2.0 6.0;所述表面活性劑與二氧化硅膠體的 質(zhì)量比為1: 5-200。
全文摘要
本發(fā)明屬于膠體技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種二氧化硅膠體誘垢劑的制備方法，采用的技術(shù)方案為一種二氧化硅膠體誘垢劑的制備方法，其特征是，包括二氧化硅膠體的制備和表面活性劑對(duì)二氧化硅膠體的改性，所述的表面活性劑為硅烷偶聯(lián)劑，通式為R′mSi(OR″)n，其中R′為C鏈長(zhǎng)度1～20的烴基，上帶有羥基、羧基、雙鍵、環(huán)氧基、氨基、巰基、脲基、四硫基或鹵素；R″為C鏈長(zhǎng)度1～18的烴基；1≤n≤3，1≤m≤3，2n+m＝4。利用本發(fā)明的方法制備出的改性二氧化硅膠體，在水、油以及油水混合物中均具有較好的分散穩(wěn)定性；將其用作誘垢劑能夠誘導(dǎo)成垢離子在膠粒周?chē)Y(jié)垢，阻止頑垢在容器或管道內(nèi)壁形成，以及避免污水于地層發(fā)生二次結(jié)垢現(xiàn)象。
文檔編號(hào)C02F5/08GK101519245SQ200910064399
公開(kāi)日2009年9月2日 申請(qǐng)日期2009年3月16日 優(yōu)先權(quán)日2009年3月16日
發(fā)明者麗 宋, 張治軍, 李小紅, 李慶華 申請(qǐng)人:河南大學(xué)