二硫代氨基甲酸鹽的絮凝機理及對聚合物驅(qū)采油污水的處理性能

【摘要】： 聚合物驅(qū)采油污水由于含有大量的殘余聚丙烯酰胺(HPAM),污水粘度大,乳化穩(wěn)定性增強,處理難度增大,出水水質(zhì)難以達到回注原地層的水質(zhì)要求。針對聚合物驅(qū)采出水的特點,在現(xiàn)有污水處理工藝系統(tǒng)的基礎上研制高效的油水分離劑,是目前有效處理含聚污水最為切實可行的方法。 本文首先用端氨基聚醚化合物與二硫化碳反應,合成二硫代氨基甲酸鹽(dithiocarbamate,簡稱DTC),采用紅外光譜(IR)、元素分析等現(xiàn)代分析儀器對合成產(chǎn)物進行了分析表征。以高嶺土懸濁液為處理對象考察了DTC鹽的絮凝特性,結(jié)合Zeta電位分析、掃描電鏡(SEM)等方法探討了DTC藥劑的絮凝機理。然后用合成的DTC藥劑處理模擬聚驅(qū)采油污水,考察了投藥量、Fe~(2+)濃度、HPAM濃度(0,200,500和900 mg/L)、pH值(4.5～9.5)、無機鹽離子等因素對除油效果和絮凝過程的影響。利用透光散射技術(PDA)分析了絮體的生長過程,評價了藥劑對勝利油田聚驅(qū)采出水的絮凝性能。 研究表明,DTC鹽單獨使用不具有絮凝的作用,DTC分子中帶有CSS~-基團,可與污水中的Fe~(2+)發(fā)生配位反應而形成絮體,并在攪拌過程中依靠絮體的網(wǎng)捕和卷掃作用去除水中的膠體顆粒。在對模擬污水的處理中,高濃度HPAM的存在,降低了DTC(T403)與Fe~(2+)碰撞反應的幾率,影響絮體的生長和對油珠的網(wǎng)卷作用。Fe~(3+)易與氧原子配位,絮凝攪拌條件下不能與DTC螯合產(chǎn)生絮體。中性和弱酸性條件下DTC藥劑的除油效果較好,pH值升高會促使Fe~(2+)的氧化,影響絮凝效果。水樣中的HCO_3~-由于水解產(chǎn)生OH~-,也會影響藥劑的絮凝作用。DTC鹽用以處理勝利油田聚驅(qū)采油污水時,在Fe~(2+)配合作用下,20 mg/L的投藥量可以使油濃度從70 mg/L降至10 mg/L以下。PDA絮凝動態(tài)分析表明,絮凝劑發(fā)揮作用快,絮體尺寸較大。 【關鍵詞】：二硫代氨基甲酸鹽 端氨基聚醚 絮凝 聚合物驅(qū) 配位反應 采油污水處理
【學位授予單位】：山東大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2009
【分類號】：X703
【目錄】：

• 摘要8-9
• ABSTRACT9-11
• 第一章 緒論11-24
• 1.1 聚合物驅(qū)采油技術概述11-13
• 1.2 聚驅(qū)采油污水的性質(zhì)13-15
• 1.2.1 采油污水的來源和一般組成13-14
• 1.2.2 聚驅(qū)采油污水的主要特點14-15
• 1.3 聚驅(qū)采油污水處理15-20
• 1.3.1 油田污水處理后出路及水質(zhì)要求15-16
• 1.3.2 油田污水處理技術現(xiàn)狀16-17
• 1.3.3 聚驅(qū)采油污水處理出現(xiàn)的問題17-18
• 1.3.4 聚驅(qū)采出水處理技術研究進展18-19
• 1.3.5 高效絮凝劑的開發(fā)19-20
• 1.4 二硫代氨基甲酸鹽(DTC)類絮凝凈水劑20-22
• 1.4.1 DTC鹽的概述20-21
• 1.4.2 DTC型絮凝劑在油田水處理中的研究進展21-22
• 1.5 本論文的研究內(nèi)容及創(chuàng)新之處22-24
• 第二章 實驗材料和方法24-32
• 2.1 藥劑和材料24-27
• 2.1.1 實驗藥劑24
• 2.1.2 儀器和設備24-25
• 2.1.3 高嶺土懸濁液的配制25
• 2.1.4 模擬聚合物驅(qū)采出液配制25-26
• 2.1.5 實際聚合物驅(qū)采出液26-27
• 2.2 實驗方法27-32
• 2.2.1 紅外(IR)測定方法27
• 2.2.2 元素分析方法27
• 2.2.3 Zeta電位的測定方法27-28
• 2.2.4 掃描電鏡分析方法28
• 2.2.5 端氨基聚醚化合物胺值的測定28
• 2.2.6 水中含油量測定28-29
• 2.2.7 水中總鐵含量測定29
• 2.2.8 顆粒物粒徑分布測定29-30
• 2.2.9 絮凝試驗30
• 2.2.10 PDA絮凝過程動態(tài)研究30-32
• 第三章 DTC藥劑的絮凝特性和機理研究32-43
• 3.1 引言32
• 3.2 DTC的合成及表征32-35
• 3.2.1 DTC藥劑的合成32-33
• 3.2.2 紅外光譜分析33-34
• 3.2.3 元素分析34-35
• 3.3 DTC藥劑的絮凝機理35-42
• 3.3.1 DTC(T403)的除濁效果36-38
• 3.3.2 DTC(T403)投量對絮凝的影響38-39
• 3.3.3 DTC(D230)的除濁效果39-40
• 3.3.4 絮體Zeta電位的變化40-41
• 3.3.5 絮體的SEM觀察41-42
• 3.4 小結(jié)42-43
• 第四章 DTC(T403)對模擬聚驅(qū)采油污水的處理43-57
• 4.1 引言43
• 4.2 對模擬聚驅(qū)采油污水的處理性能43-55
• 4.2.1 DTC(T403)投加量對除油效果的影響43-44
• 4.2.2 HPAM對除油效果的影響44-46
• 4.2.3 Fe~(2+)初始含量對除油效果的影響46-47
• 4.2.4 絮凝動態(tài)過程分析(HPAM的影響)47-50
• 4.2.5 Fe~(3+)替代Fe~(2+)作為螯合金屬離子的絮凝效果50-51
• 4.2.6 水體pH值對絮凝效果的影響51-52
• 4.2.7 無機鹽對絮凝效果的影響52-55
• 4.3 小結(jié)55-57
• 第五章 對實際聚驅(qū)采出水的處理57-62
• 5.1 絮凝除油效果57-58
• 5.2 絮凝后水樣的殘余含鐵量58
• 5.3 絮凝動態(tài)過程分析(投藥量的影響)58-60
• 5.4 與DTC(DETA)除油效果的比較60
• 5.5 小結(jié)60-62
• 第六章 結(jié)論62-64
• 參考文獻64-71
• 致謝71-72
• 攻讀碩士學位期間發(fā)表及在投的論文72-73
• 學位論文評閱及答辯情況表73

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