一种乳液型清水剂及其制备方法技术领域
本发明涉及原油含油污水处理技术领域，特别是，涉及一种乳液型清水剂及其制
备方法。
背景技术
我国各主要油田陆续进入开采的中后期，原油综合含水大幅度上升，生产污水和
油污染物排放量显著增加。采油过程产生的大量污水属于水包油(O/W)乳状液，加上酸、碱、
聚合物、调剖剂等采油助剂的使用，使得O/W型乳状液的比重越来越高，乳状液的乳化程度
越来越严重，处理难度越来越大。油田污水的常规处理方法是加入适量兼具中和电荷、吸附
侨联、絮凝聚结等功能的清水剂，通过减弱界面膜的强度，中和界面膜电荷，压缩破坏双电
层，使得乳化液滴相互碰撞聚结形成粒径大的油珠，利用油水的密度差，通过重力沉降罐、
气浮设备、旋流分离器等设备将油水分离。目前油田上使用的清水剂多为溶液型，存在粘度
大，操作施工难的问题，并且随着国家对油田污水处理要求越来越高，对清水剂的性能也提
出了更高的要求。乳液型清水剂可在保证清水剂性能的同时有效地解决药剂粘度大，操作
施工难的问题，逐渐成为本领域研究的热点。
现有技术中关于乳液型清水剂的研究多为反相乳液聚合法来进行丙烯酰胺等阳
离子单体的聚合。如CN101831028B中采用丙烯酰胺和丙烯酰氧乙基三甲基氯化铵为单体采
用反相乳液聚合的方法合成乳液，作为处理含聚污水的絮凝剂具有较好的清水效果；
CN1206255C中通过反相微乳液体系聚合反应得到均一稳定的乳液，作为絮凝剂具有较好的
效果。但是，反相乳液聚合会引入新的有机溶剂从而给环境带来二次污染，且反相乳液聚合
涉及到的生产工艺复杂，不易实现工业化生产。
发明内容
为了克服现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种乳液型清水剂，其采用常
规乳液聚合的方法来合成乳液型清水剂，避免了有机溶剂的使用，生产工艺简单易实现工
业化生产，且具有优异的清水除油的效果，因而在污水处理方面具有广泛的应用前景。
为解决上述问题，本发明所采用的技术方案如下：
一种乳液型清水剂，包括以下重量百分比的各组分制备而成：
优选的，所述丙烯酸酯单体为苯乙烯、丙烯酸甲酯、丙烯酸乙酯、丙烯酸丁酯、丙烯
酸异辛酯、丙烯酸十二醇酯、甲基丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸丁酯、甲基丙烯酸十二醇酯中的
一种或几种。
优选的，所述阳离子单体为二甲基二烯丙基氯化铵。
优选的，所述乳化剂为阳离子乳化剂和非离子乳化剂的混合物，所述非离子乳化
剂为所述乳化剂总质量的20％～60％。
优选的，所述阳离子乳化剂为十二烷基二甲基苄基氯化铵、十二烷基三甲基氯化
铵、十六烷基三甲基溴化铵、十八烷基三甲基氯化铵中的一种或几种；
优选的，所述非离子乳化剂为烷基酚聚氧乙烯醚或聚氧乙烯失水山梨醇脂肪酸酯
中的一种或几种。
优选的，所述引发剂为过硫酸铵、过硫酸钾、偶氮二异丁基脒盐酸盐、偶氮二异丁
腈、偶氮二异庚腈中的一种或几种。
优选的，所述乳液型清水剂中固含量为10～50％。
一种乳液型清水剂的制备方法，包括以下步骤：
1)制备预乳液：将反应组分和部分水混合，搅拌30～50min，制备获得预乳液；其
中，所述部分水占水总重量的20％～80％；
2)加热反应：将2％～50％的预乳液和剩余的水加入反应器中，向反应器中通入氮
气除氧20～50min后，搅拌条件下加热至80～90℃，反应0.5～1h；再将剩余预乳液在3～4h
内匀速滴加至反应器中，滴加结束后，80～90℃下继续反应1～2小时；
3)获得乳液型清水剂：反应结束后，冷却至室温，过滤所得乳液即为所述乳液型清
水剂。
进一步的，所述步骤1)制备预乳液中，采用剪切机进行搅拌，剪切机转速为1000～
1800rpm。
相比现有技术，本发明的有益效果在于：本发明所提供的乳液型清水剂通过引入
阳离子基团可有效减弱油水界面膜的强度，中和界面膜电荷，压缩破坏双电层，使得乳化液
滴相互碰撞聚结形成粒径大的油珠，加速油滴的沉降，实现油污的快速净化；同时，本发明
采用常规乳液聚合的方法来合成乳液型清水剂，避免了有机溶剂的使用，生产工艺简单易
实现工业化生产，且具有优异的清水除油的效果，因而在污水处理方面具有广泛的应用前
景。
附图说明
图1为实施例1～3制备的清水剂Q-001～003加入量为20mg/L时对渤海某油田含油
污水的处理效果；
图2为实施例1～3制备的清水剂Q-001～003加入量为30mg/L时对渤海某油田含油
污水的处理效果；
图3为实施例1～3制备的清水剂Q-001～003加入量为40mg/L时对渤海某油田含油
污水的处理效果。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细说明。
本发明涉及一种乳液型清水剂，包括以下重量百分比的各组分制备而成：丙烯酸
酯单体5％～48％，阳离子单体1％～25％，乳化剂0.3％～3.5％，引发剂0.01％～1％，冰醋
酸0.3％～1％，水50％～85％。通过引入阳离子基团可有效减弱油水界面膜的强度，中和界
面膜电荷，压缩破坏双电层，使得乳化液滴相互碰撞聚结形成粒径大的油珠，加速油滴的沉
降，实现油污的快速净化。
优选实施方式中，所述丙烯酸酯单体为苯乙烯、丙烯酸甲酯、丙烯酸乙酯、丙烯酸
丁酯、丙烯酸异辛酯、丙烯酸十二醇酯、甲基丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸丁酯、甲基丙烯酸十二
醇酯中的一种或几种。所述阳离子单体为二甲基二烯丙基氯化铵。所述乳化剂为阳离子乳
化剂和非离子乳化剂的混合物，所述非离子乳化剂为所述乳化剂总质量的20％～60％。所
述阳离子乳化剂为十二烷基二甲基苄基氯化铵、十二烷基三甲基氯化铵、十六烷基三甲基
溴化铵、十八烷基三甲基氯化铵中的一种或几种；所述非离子乳化剂为烷基酚聚氧乙烯醚
或聚氧乙烯失水山梨醇脂肪酸酯中的一种或几种。所述引发剂为过硫酸铵、过硫酸钾、偶氮
二异丁基脒盐酸盐、偶氮二异丁腈、偶氮二异庚腈中的一种或几种。所述乳液型清水剂中固
含量为10～50％。
本发明还涉及一种乳液型清水剂的制备方法，包括以下步骤：
1)制备预乳液：将反应组分和部分水混合，搅拌30～50min，制备获得预乳液；其
中，所述部分水占水总重量的20％～80％；
2)加热反应：将2％～50％的预乳液和剩余的水加入反应器中，向反应器中通入氮
气除氧20～50min后，搅拌条件下加热至80～90℃，反应0.5～1h；再将剩余预乳液在3～4h
内匀速滴加至反应器中，滴加结束后，80～90℃下继续反应1～2小时；
3)获得乳液型清水剂：反应结束后，冷却至室温，过滤所得乳液即为所述乳液型清
水剂。
进一步的，所述步骤1)制备预乳液中，采用剪切机进行搅拌，剪切机转速为1000～
1800rpm。
实施例1
制备乳液型清水剂Q-001
1)制备预乳液：将16g苯乙烯和32g丙烯酸丁酯互溶后作为油相；将12g二甲基二烯
丙基氯化铵、2.8g十六烷基三甲基溴化铵、1.4g烷基酚聚氧乙烯醚OP-10、0.8g冰醋酸和
0.6g过硫酸铵溶于60g水作为水相；将水相和油相混合，在室温下用高速剪切机以1500rpm
的速度搅拌30min，得到预乳液；
2)加热反应：将80g水和5％的预乳液加入装有搅拌器、温度计、冷凝管、滴液漏斗
的四口烧瓶中，充入氮气除氧30min，然后搅拌加热至80℃，反应30min后，开始匀速滴加剩
余的预乳液，滴加3h；滴加结束后，升温至85℃，随后继续保温反应1h；
3)获得乳液型清水剂：反应结束后，冷却至室温，滤布过滤所得乳液即为乳液型清
水剂Q-001。
实施例2
制备乳液型清水剂Q-002
1)制备预乳液：将12g甲基丙烯酸甲酯、5g甲基丙烯酸十二醇酯、24g甲基丙烯酸丁
酯互溶后作为油相；将4g二甲基二烯丙基氯化铵、1.5g十二烷基二甲基苄基氯化铵、0.5g吐
温-80、1g冰醋酸和0.4g偶氮二异丁腈溶于60g水作为水相；将水相和油相混合，在室温下用
高速剪切机以1000rpm的速度搅拌40min，得到预乳液；
2)加热反应：将100g水和20％的预乳液加入装有搅拌器、温度计、冷凝管、滴液漏
斗的四口烧瓶中，充入氮气除氧20min，然后搅拌加热至85℃，反应30min后，开始匀速滴加
剩余的预乳液，滴加3.5h；滴加结束后，升温至90℃，随后继续保温反应1.5h；
3)获得乳液型清水剂：反应结束后，冷却至室温，滤布过滤所得乳液即为乳液型清
水剂Q-002。
实施例3
制备乳液型清水剂Q-003
1)制备预乳液：将24g丙烯酸十二醇酯作为油相；将19g二甲基二烯丙基氯化铵、2g
十二烷基三甲基氯化铵、0.7g烷基酚聚氧乙烯醚OP-10、1.1g冰醋酸和0.6g偶氮二异庚腈溶
于60g水作为水相；将水相和油相混合，在室温下用高速剪切机以1800rpm的速度搅拌
50min，得到预乳液；
2)加热反应：将100g水和50％的预乳液加入装有搅拌器、温度计、冷凝管、滴液漏
斗的四口烧瓶中，充入氮气除氧50min，然后搅拌加热至90℃，反应60min后，开始匀速滴加
剩余的预乳液，滴4h；滴加结束后，升温至90℃，随后继续保温反应2h；
3)获得乳液型清水剂：反应结束后，冷却至室温，滤布过滤所得乳液即为乳液型清
水剂Q-003。
实施例4
对实施例1～3制备的乳液型清水剂Q-001～Q-003进行性能评价实验
参照中国石油天然气行业标准SY/T 5797-1993《水包油乳状液破乳剂使用性能评
定方法》和SY/T5796-93《絮凝剂评定方法》，并借鉴中国石油天然气行业标准SY/T5281-
2000《原油破乳剂使用性能检测方法(瓶试法)》，对渤海某油田的含油污水进行室内瓶试法
清水实验。
实验水样取自渤海某油田现场含油污水，现场实验温度为70℃，取80mL污水，在实
验温度下加入不同浓度的乳液型清水剂Q-001～Q-003，震荡摇匀后静置观察(见图1-3)，结
果见下表1。
表1、乳液型清水剂Q-001～Q-003处理效果对照表
实验结果表明，本发明实施例1～3制备的乳液型清水剂Q-001～Q003对该油田含
油污水具有较好的清水除油效果，在较低浓度下(30mg/L)可使污水变得澄清，且药剂作用
速度快，进一步提高药剂用量可提高处理效果，水相更加干净。本发明中乳液型清水剂具有
用量低、处理效果好的优点，且由于该清水剂属于乳液型，不存在现场在用药剂普遍存在的
粘度大、操作施工不易的问题，因此该乳液型清水剂在油田含油污水处理方面有广泛的应
用前景。
对本领域的技术人员来说，可根据以上描述的技术方案以及构思，做出其它各种
相应的改变以及形变，而所有的这些改变以及形变都应该属于本发明权利要求的保护范围
之内。