隨著油田三元驅(qū)采油技術(shù)逐漸推廣應(yīng)用,油田產(chǎn)生了大量難處理的三元采出水,而我國目前對油田三元采出水處理標(biāo)準(zhǔn)的提高,使得原有的處理方法已經(jīng)不能使處理后的三元采出水水質(zhì)達(dá)標(biāo)。三元采出水處理的關(guān)鍵在于降低其粘度,因此現(xiàn)在亟需一種經(jīng)濟(jì)、有效的三元采出水降粘技術(shù)來解決這一難題。本文制備了粉末型及負(fù)載型兩種形態(tài)的鐵基催化劑,通過其催化臭氧降解亞甲基藍(lán)、葡萄糖、鄰苯二甲酸氫鉀三種簡單有機(jī)物考察了鐵基催化劑在催化臭氧時的催化活性,對鐵基催化劑催化臭氧降低油田三元采出水粘度的效果進(jìn)行了研究。鐵基催化劑催化臭氧氧化降解亞甲基藍(lán)的實(shí)驗結(jié)果表明,在亞甲基藍(lán)溶液濃度40.00mg/L、溶液體積500.0ml時,粉末型鐵基催化劑催化臭氧氧化降解亞甲基藍(lán)的最優(yōu)條件為pH=11.00、臭氧流量控制為40.0L/h、粉末型催化劑投加量為4.0g/L,催化降解亞甲基藍(lán)的時間最短,25min后亞甲基藍(lán)溶液全部降解;負(fù)載型鐵基催化劑催化臭氧氧化降解亞甲基藍(lán)的最佳條件為pH=10.00、臭氧流量控制為40.0L/h,負(fù)載型催化劑投加量為80.0g/L,催化降解亞甲基藍(lán)的時間最短,30min后亞甲基藍(lán)溶液全部降解。鐵基催化劑催化臭氧氧化降解亞甲基藍(lán)、葡萄糖、鄰苯二甲酸氫鉀三種簡單有機(jī)物的實(shí)驗結(jié)果表明,單獨(dú)臭氧氧化可以降解亞甲基藍(lán),但不能降解鄰苯二甲酸氫鉀和葡萄糖;粉末型鐵基催化劑和負(fù)載型鐵基催化劑催化臭氧氧化降解亞甲基藍(lán)、鄰苯二甲酸氫鉀、葡萄糖均有催化效果,催化活性高和適應(yīng)條件寬(酸性、中性、堿性環(huán)境下均有催化效果)。鐵基催化劑催化臭氧氧化油田三元采出水降低粘度的實(shí)驗結(jié)果表明,粉末型鐵基催化劑催化臭氧氧化降低油田三元采出水粘度的最優(yōu)條件為,油田三元采出水取500.0ml時,臭氧流量控制為80.0L/h,粉末型催化劑投加量為4.0g/L,粘度由4.05mPa·s降到1.80mPa·s以下,需要的時間為30min;而同等條件下不加催化劑粘度由4.05mPa·s降到1.80mPa·s以下,需要的時間為60min。負(fù)載型鐵基催化劑催化臭氧氧化降低油田三元采出水粘度的最優(yōu)條件為:油田三元采出水取500.0ml時,臭氧流量控制為80.0L/h,負(fù)載型催化劑投加量為80.0g/L,粘度由4.05mPa·s降到1.80mPa·s以下,需要的時間為50min。粉末型鐵基催化劑催化臭氧氧化油田三元采出水降粘效果比負(fù)載型鐵基催化劑催化效果好。三元采出水中含有表面活性劑有助于增大反應(yīng)器中臭氧的停留時間,同時也可以增加了臭氧與三元采出水中有機(jī)物的傳質(zhì)效果,從而加快降粘速度,提高降粘率。分別以二氧化氯和臭氧為氧化劑氧化處理油田三元采出水,并對其降粘效果進(jìn)行對比,結(jié)果表明二氧化氯也具有良好降粘效果,但在相同投加量下,臭氧在降粘率和降粘速度這兩方面都比二氧化氯更具優(yōu)勢。對催化劑的重復(fù)性實(shí)驗結(jié)果表明,粉末型鐵基催化劑在催化亞甲基藍(lán)溶液(pH=10.00)和油田三元采出水時,經(jīng)過7次重復(fù)試驗后,其催化效果穩(wěn)定。500.0ml20.00mg/L,的亞甲基藍(lán)催化降解15min,去除率穩(wěn)定達(dá)到100%。500.0ml的三元采出水粘度30min均達(dá)到1.80mPa·s以下,降粘率在57%左右波動。負(fù)載型鐵基催化劑催化臭氧降解亞甲基藍(lán)溶液(pH=11.00)時,負(fù)載型催化劑溶出嚴(yán)重,催化效果逐漸降低,反應(yīng)15min,500.0ml 20.00mg/L的亞甲基藍(lán)去除率從95%降到86%,負(fù)載型催化劑在pH=11.00的體系中重復(fù)性差。
【學(xué)位單位】：哈爾濱工程大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位年份】：2018
【中圖分類】：TE39
【部分圖文】：

第 1 章 緒論水的凈化進(jìn)程。該方法具有投資少、效果好、運(yùn)行費(fèi)用低等優(yōu)點(diǎn)。根據(jù)氧氣的，可分為好氧和厭氧兩種生物處理法。根據(jù)微生物的存在狀態(tài)，又可分為活性生物膜法。油田三元采出水生物處理法中不論是活性污泥法還是生物膜法，對解都是靠降油微生物進(jìn)行的[20,21]。三元采出水的處理方法有很多，每一種方法都有其優(yōu)缺點(diǎn)及適用范圍，在實(shí)際要針對實(shí)際情況進(jìn)行研究，確定合適的處理工藝流程。三元采出水一般經(jīng)過二降或三段混凝沉降、過濾、浮選、酸化/氧化過濾等工藝處理后，可以達(dá)到相應(yīng)注水或排放水質(zhì)指標(biāo)。以應(yīng)用三元驅(qū)采油最為成熟的大慶油田處理三元采出水，不同油井的三元采出水有不同的工藝，以其中一種工藝流程為例如圖 1.1 所示

具體結(jié)構(gòu)如圖 2.5 所示。圖 2.4 臭氧反應(yīng)裝置示意圖圖 2.5 二氧化氯反應(yīng)裝置示意圖2.4.2 工藝流程首先按順序連接實(shí)驗裝置，檢查裝置氣密性，取一定量的研究對象加入反應(yīng)器中。實(shí)驗開始首先打開空氣開關(guān)，調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)子流量計至所需氣體流量，然后打開臭氧開關(guān)，并開始計時，每隔一段時間取樣測相應(yīng)實(shí)驗所需的數(shù)據(jù)，并實(shí)時觀察反應(yīng)器中油田三元采出水的變化情況及尾氣吸收裝置中②瓶的情況，若②瓶中的顏色由無色轉(zhuǎn)變?yōu)榧t棕色，則證明吸收裝置①瓶中的 KI 溶液消耗完畢，需要更換。使用二氧化氯反應(yīng)裝置進(jìn)行實(shí)驗時，工藝流程同上。2.5 本章小結(jié)本章主要是對實(shí)驗過程中所使用的藥品規(guī)格和儀器設(shè)備進(jìn)行了說明，介紹了實(shí)驗用水的來源，并對實(shí)驗流程，實(shí)驗裝置進(jìn)行了介紹，還對實(shí)驗過程中所用到的催化劑的制備方法，實(shí)驗中分析檢測方法及檢測條件進(jìn)行了必要的說明。

圖 2.5 二氧化氯反應(yīng)裝置示意圖流程順序連接實(shí)驗裝置，檢查裝置氣密性，取一定量的研究對象加先打開空氣開關(guān)，調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)子流量計至所需氣體流量，然后打開臭每隔一段時間取樣測相應(yīng)實(shí)驗所需的數(shù)據(jù)，并實(shí)時觀察反應(yīng)器中情況及尾氣吸收裝置中②瓶的情況，若②瓶中的顏色由無色轉(zhuǎn)裝置①瓶中的 KI 溶液消耗完畢，需要更換。使用二氧化氯反應(yīng)流程同上。小結(jié)要是對實(shí)驗過程中所使用的藥品規(guī)格和儀器設(shè)備進(jìn)行了說明，介并對實(shí)驗流程，實(shí)驗裝置進(jìn)行了介紹，還對實(shí)驗過程中所用到的驗中分析檢測方法及檢測條件進(jìn)行了必要的說明。
【參考文獻(xiàn)】

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本文編號：2863944