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稠油污水破乳除油的研究

作　者: 刘伟
导　师: 马学虎
学　校: 大连理工大学
专　业: 水科学与技术
关键词: 稠油水包油型乳状液破乳剂复配破乳絮凝法破乳机理
分类号: X741
类　型: 硕士论文
年　份: 2009年
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内容摘要

本论文以对辽河油田稠油污水的破乳除油为目的,以破乳絮凝法为实验方法,在稠油污水体系中先投加破乳剂进行破乳除油处理,再投加絮凝剂进行除浊、除COD_Cr和除悬浮物处理。并通过高速摄像（CCD）观察模拟稠油乳状液的破乳过程,并分析其破乳机理。本文考察了温度、乳化时间、搅拌速率、乳化剂投加量等对模拟稠油乳状液制备的影响:考察了TA-1、TA-3、BP-6、SP-1、SP-2、AE-3、TG-1、THG-A2、THG-A3等12种商用破乳剂对油田采油、稠油运输中广泛存在的稠油乳状液的破乳效果。实验中破乳剂添加量均选取0.3g/L,破乳脱水过程中的处理温度恒定在60℃,脱出水浊度最小为108.5NTU,出水浑浊;破乳120min后,仅THG-A2、TA-1两种破乳剂处理的稠油乳状液脱水率可以达到80%左右,稠油乳状液脱水率低;因此本文利用正交实验对破乳剂进行复配,复配后破乳剂的实验结果表明THG-A2/SP-2在复配质量比1:2、投放量为0.3-0.35 g/L、破乳温度为60-65℃时复配处理效果最佳。采用该复配剂破乳120min后,脱水率可高达98.7%;对辽河油田稠油污水进行了破乳絮凝处理,实验结果表明:破乳絮凝法处理稠油污水效果较好,经过处理后稠油污水的除油率达到88.76%,浊度去除率达到99%以上,悬浮物去除率达到83.48%,COD^Cr去除率达到99.69%。破乳絮凝前的稠油油族组成为:蜡4.19%,芳烃37.8%,胶质31.14%,沥青质0.86%,破乳絮凝后稠油油族组成为:蜡含量为4.53%,芳烃含量为38.19%,胶质含量为30.45%,沥青质含量为0.75%,经过破乳絮凝处理后的稠油油族组成基本没有发生改变。此外,本文利用CCD对模拟稠油乳状液的破乳过程进行了观察,并分析其破乳机理。结果表明,破乳过程起始于液滴的聚并。适宜的温度对乳状液破乳是必要的。界面张力的变化,反映了破乳剂分子在界面上的吸附程度,它决定了破乳的效率,但界面张力的高低不能作为破乳效果的依据。原油乳状液的破乳脱水率主要取决于界面膜强度的变化,界面膜强度愈低,则破乳脱水率愈高,破乳效果愈好。

全文目录

摘要  4-5
Abstract  5-9
引言  9-11
1 文献综述  11-26
  1.1 稠油及稠油污水  11
  1.2 乳状液简介  11-15
    1.2.1 乳状液的定义  11-12
    1.2.2 原油乳状液的形成  12
    1.2.3 稠油乳状液的形成  12
    1.2.4 乳状液的稳定性  12-13
    1.2.5 界面张力对乳状液稳定性的影响  13
    1.2.6 界面膜对乳状液稳定性的影响  13-14
    1.2.7 外相粘度对乳状液稳定性的影响  14
    1.2.8 液滴大小及其分布对乳状液稳定性的影响  14
    1.2.9 表面活性剂对乳状液稳定性的影响  14
    1.2.10 其他因素对乳状液稳定性的影响  14
    1.2.11 乳状液的分类  14-15
  1.3 乳状液的制备  15-16
  1.4 破乳方法与技术  16-20
    1.4.1 化学法破乳  16-17
    1.4.2 物理法破乳  17-19
    1.4.3 生物法破乳  19-20
  1.5 乳状液破乳机理  20-23
    1.5.1 乳状液体系的不稳定性  20-21
    1.5.2 破乳过程  21
    1.5.3 破乳理论  21-23
  1.6 破乳剂  23-26
    1.6.1 常见的破乳剂  23
    1.6.2 破乳剂的评价  23
    1.6.3 破乳剂的性能  23-24
    1.6.4 破乳剂的复配  24
    1.6.5 未来合成破乳剂发展的方向  24-26
2 研究目的、内容及方法  26-35
  2.1 研究目的  26
  2.2 研究内容  26-27
  2.3 实验材料与方法  27-35
    2.3.1 实验稠油污水  27
    2.3.2 试剂与仪器设备  27-29
    2.3.3 实验内容  29-31
    2.3.4 分析方法  31-35
3 稠油乳状液的破乳剂筛选及破乳实验研究  35-47
  3.1 乳状液的配制  35-39
    3.1.1 乳化剂的选择  35
    3.1.2 乳状液稳定性分析  35-39
  3.2 不同破乳剂脱水能力的比较  39-40
  3.3 对破乳剂脱水效果的影响因素  40-44
    3.3.1 温度对破乳剂脱水效果的影响  40-41
    3.3.2 阳离子型絮凝剂添加对脱水效果的影响  41-42
    3.3.3 破乳剂浓度对稠油乳状液脱水率的影响  42-44
  3.4 破乳剂复配的实验研究  44-46
    3.4.1 破乳剂复配方案  44-45
    3.4.2 复配破乳剂最佳投加量的确定  45
    3.4.3 复配破乳剂最佳温度的确定  45-46
  3.5 本章结论  46-47
4 破乳絮凝法处理稠油污水  47-62
  4.1 稠油污水物性分析  47-48
    4.1.1 稠油的物理性质  47-48
    4.1.2 稠油污水的类型  48
  4.2 稠油污水的破乳除油  48-56
    4.2.1 稠油污水乳状液体系分析  48-49
    4.2.2 破乳单剂对稠油污水的处理效果  49-50
    4.2.3 温度对稠油污水破乳效果的影响  50-51
    4.2.4 破乳剂复配处理稠油污水  51-56
  4.3 稠油污水破乳除油后的絮凝处理  56-61
    4.3.1 絮凝剂的选择  56
    4.3.2 絮凝条件的确定  56
    4.3.3 絮凝剂的配制与投加方式  56
    4.3.4 交试验  56-57
    4.3.5 絮凝实验结果及讨论  57-59
    4.3.6 破乳絮凝法处理稠油污水后水质指标  59-61
  4.4 本章小结  61-62
5 稠油乳状液破乳过程的可视化与破乳机理的探讨  62-69
  5.1 当前流行的几种破乳机理  62-63
  5.2 稠油乳状液破乳过程的可视化  63-67
  5.3 界面张力及界面膜对破乳的影响  67-68
  5.4 本章小结  68-69
结论  69-70
参考文献  70-75
攻读硕士学位期间发表学术论文情况  75-76
致谢  76-77

稠油污水破乳除油的研究

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