【摘要】：化學(xué)破乳法是常用的高效破乳方法,通過破乳劑與油/水界面膜上乳化劑作用,改變油/水界面性質(zhì),使液滴破乳脫穩(wěn)。三元復(fù)合驅(qū)采出水乳化程度高、穩(wěn)定性強,破乳是實現(xiàn)高效處理的前提。采用常規(guī)破乳劑進(jìn)行破乳,采出水中微細(xì)粒級油滴聚并困難,破乳劑與驅(qū)油表面活性劑在油滴表面競爭性吸附導(dǎo)致二次乳化,微細(xì)粒級油滴破乳是三元復(fù)合驅(qū)采出水處理關(guān)鍵環(huán)節(jié)。論文采用自制的聚醚聚季銨鹽反相破乳劑(PPA)和負(fù)載型反相破乳劑(PPA@SiO_2)對三元復(fù)合驅(qū)采出水進(jìn)行破乳研究,PPA@SiO_2是一種集破乳與吸附于一體的功能性吸附劑。著重研究破乳劑PPA和PPA@SiO_2對三元復(fù)合驅(qū)采出水進(jìn)行破乳的性能評價、頂替置換破乳機理和電中和破乳機理。主要內(nèi)容如下:(1)破乳劑PPA和PPA@SiO_2對三元復(fù)合驅(qū)采出水的破乳性能研究。根據(jù)大慶油田采油一廠三元復(fù)合驅(qū)采出水水質(zhì)分析結(jié)果配制模擬水樣,通過FTIR對負(fù)載型破乳劑化學(xué)穩(wěn)定性進(jìn)行了分析,負(fù)載型破乳劑在pH=2~10范圍內(nèi),穩(wěn)定性較好。溶劑穩(wěn)定性試驗表明,負(fù)載型破乳劑在石油醚中穩(wěn)定性更好。通過破乳前、后模擬水樣含油量、界面張力、油滴粒徑分布等參數(shù)對破乳劑PPA和PPA@SiO_2的破乳性能進(jìn)行評價,并將破乳劑PPA與商用破乳劑S-01的破乳性能進(jìn)行對比。隨著破乳劑用量增大、破乳溫度升高、破乳時間延長,三元復(fù)合驅(qū)采出水模擬水樣中含油濃度降低、界面張力降低、油滴粒徑增大。破乳劑PPA用量110 mg/L、破乳溫度50 ~oC,破乳時間90 min條件下,水樣含油量降至97.2mg/L,界面張力降至22.45 mN/m,油滴平均粒徑d_(90)=365μm。隨著破乳溫度升高,三元復(fù)合驅(qū)采出水模擬水樣的含油量降低、油滴粒徑增大、界面張力下降;隨著pH增大,三元復(fù)合驅(qū)采出水模擬水樣的含油量先降低后升高、油滴粒徑先增大后減小、界面張力先降低后增大;隨著鹽含量增大,三元復(fù)合驅(qū)采出水模擬水樣的含油量減小,界面張力降低,Zeta電位絕對值減小。(2)聚醚聚季銨鹽及其負(fù)載型破乳劑頂替置換破乳機理研究。從油/水界面膜薄化行為、破乳劑和驅(qū)油表面活性劑競爭吸附熱效應(yīng)以及負(fù)載型破乳劑分子結(jié)構(gòu)變化層面研究頂替置換破乳機制。采用高速顯微成像技術(shù)技術(shù)測試油/水界面膜變化行為,考察破乳劑用量、破乳溫度及體系pH值對油/水界面膜薄化速率與破裂速率常數(shù)的影響。破乳劑用量增加,破乳溫度升高,體系pH值偏酸性情況下會增大油/水界面膜薄化速率,減小界面膜強度,加快油/水界面膜破裂。破裂速率常數(shù)最高達(dá)到0.0173 1/s,界面膜薄化速率最高達(dá)0.0078 mm/s;通過AFM分析了破乳前、后油/水界面膜形貌,Image Rq值增大,破乳劑分子吸附到油/水界面膜,與原有乳化劑產(chǎn)生了頂替置換;通過液滴形狀分析了破乳后油/水界面膜彈性模量變化,彈性模量降低,界面膜抵抗彈性形變能力降低,油滴易聚并;采用微量熱儀測試了破乳劑與驅(qū)油劑競爭吸附熱效應(yīng)與變化規(guī)律,界面活性較高的破乳劑擴散到油/水界面膜并松散排列,取代原先排列緊密的乳化劑分子,形成了弱強度新膜,該過程是吸熱過程。采用FTIR和XPS分析負(fù)載型破乳劑破乳前后分子結(jié)構(gòu)的變化,破乳后分子結(jié)構(gòu)中出現(xiàn)S=O基團伸縮振動峰,證明了破乳劑分子頂替置換了界面膜上乳化劑分子;XPS分析結(jié)果表明,破乳后出現(xiàn)S元素分峰擬合出的兩個峰代表了兩種含硫官能團,也進(jìn)一步證明了產(chǎn)生頂替置換破乳作用。(3)聚醚聚季銨鹽及其負(fù)載型破乳劑電中和破乳機理研究。通過研究破乳劑用量、破乳溫度以及pH值對三元復(fù)合驅(qū)采出水模擬水樣的Zeta電位及電導(dǎo)率影響,揭示了電中和破乳機理。三元復(fù)合驅(qū)采出水體系Zeta電位絕對值降低,表明破乳劑中氮正離子所帶的正電荷與油滴表面負(fù)電荷產(chǎn)生中和,油/水界面膜雙電層被壓縮,油滴之間斥力作用減弱,油滴之間產(chǎn)生聚并;三元復(fù)合驅(qū)采出水體系電導(dǎo)率上升,通過電中和破乳后油水產(chǎn)生分離。電導(dǎo)率曲線斜率增大,破乳、分離速度加快。本文包含圖59幅,表7個,參考文獻(xiàn)136篇。
【學(xué)位授予單位】：中國礦業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2019
【分類號】：TE39
【圖文】：

圖 1-1 總體技術(shù)思路Figure 1-1 Overall technical design1.3 技術(shù)路線（Technical Route）論文技術(shù)路線如圖 1-2。

技術(shù)路線

3 聚醚聚季銨鹽及其負(fù)載型破乳劑破乳性能評價復(fù)合驅(qū)模采出水模擬水樣配制與負(fù)載型破乳劑Preparation of Simulated Produced Water fromASPt of Supported Demulsifiers Stability）油量標(biāo)準(zhǔn)曲線繪制油醚將 500mg 原油溶解，在 100mL 容量瓶中定容配制成 50量取溶液 2.00、4.00、8.00、16.00 和 32.00 mL 置于 100 mL定容成油含量為 100、200、400、800 和 1600 mg/L 的溶液。測量各樣品的吸光度，所得結(jié)果見圖 3-1。

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號：2789046