阳离子水处理剂的合成及对乳状液的破乳絮凝性能研究

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聚合物驱含油污水组成复杂,油及悬浮物含量高,稳定性强,污水中残余的部分水解聚丙烯酰胺(HPAM)增加了处理难度。前期对孤岛油田含聚污水中乳化活性亚组分系统分离、分析及其乳化性能的研究结果显示,污水中乳化活性亚组分的质量浓度及乳化性能差别较大,这些差别势必影响含聚污水的处理效果。因此,本论文通过因素叠加的方法,研究了不同类型水处理剂对不同乳化活性亚组分所形成模拟乳状液的作用效果,同时考察了降解HPAM及污水中残留HPAM对水处理剂作用效果的影响,深入分析了影响含聚污水难处理的原因,提出了含聚污水的处理对策。采用发散法合成了不同代数的聚酰胺-胺(PAMAM)及改性聚酰胺-胺。用电位滴定法分析PAMAM树形分子改性反应进行程度,考察了反应时间、反应温度及投料比对PAMAM改性反应的影响。PAMAM 1.0G-DAC的最佳合成条件为:反应温度25℃,反应时间11 h,PAMAM 1.0G和丙烯酰氧乙基三甲基氯化铵(DAC)的投料比为1:3。在前期聚合物驱采油污水稳定性研究的基础上,研究了不同水处理剂对乳化活性单亚组分及多亚组分乳状液的处理效果,并考察了水相中HPAM含量、pH值、温度、矿化度等因素对乳状液的絮凝效果的影响。研究表明,对于不含聚的模拟乳状液,低分子量、高阳离子度的水处理剂具有较好的作用效果;对于含盐含聚模拟乳状液,具有一定阳离子度的高分子量处理剂,如阳离子型聚丙烯酰胺(CPAM)的处理效果较好,CPAM与水相HPAM在较宽质量浓度范围内都有较强的协同絮凝作用。依据处理剂对模拟乳状液的作用效果,确定了孤二联和孤五联含聚污水的处理剂配方。孤二联污水中的聚合物为链状HPAM,使用单剂CPAM的处理效果较好。复配配方为聚铝(PAC)和CPAM以1:3复配,总加药量为40 mg·L-1,污水中的油含量从2350 mg·L-1降到150 mg·L-1,除油率达到93.6%。孤五联污水中的聚合物为交联HPAM,使用单剂PAC的处理效果较好。PAC和CPAM以3:1复配,总加药量为100 mg·L-1,污水中的油含量从2560 mg·L-1降到195 mg·L-1,除油率达到92.3%。CPAM对孤二联和孤五联采出液的油水分离效果较好,且CPAM与采出液的混合方式及混合时间、处理温度和浮油等都对处理结果有很大影响。通过测定处理剂对HPAM水溶液粘度的影响和对模拟乳状液Zeta电位的影响,并对絮体结构进行红外表征,得到CPAM与HPAM的作用机制。
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