油田助劑耐高溫耐鹽聚丙烯酰胺
目前,在我國油田的采油過程中廣泛采用聚合物驅(qū)和三元復(fù)合驅(qū)技術(shù)提高原油的采收率,同時也面臨著新的問題,如：殘留的聚合物和表面活性劑的量在采出水中的含量逐年增加,以致增大了污水的粘度及增強了污水的乳化作用。
這些難題都成為大部分油田在今后污水治理中面臨的亟待解決的課題。最近幾年,由于Fenton試劑在除去廢水中有機物方面的顯著特點,如運行成本低、工藝簡單、操作簡便、環(huán)境友好無污染等而受到廣泛關(guān)注。
本文以模擬油田污水中含有的聚丙烯酰胺和十二烷基磺酸鈉為研究對象,考察了Fenton試劑氧化法對聚丙烯酰胺溶液與表面活性劑十二烷基磺酸鈉降解,以及分析了Fenton試劑氧化降解聚丙烯酰胺和十二烷基磺酸鈉復(fù)配溶液的最優(yōu)條件,主要實驗結(jié)論如下：
(1)考察了影響Fenton試劑氧化降解聚丙烯酰胺的因素,得出最優(yōu)條件,即H202的濃度為5.3mmol-L-1, Fe2+的濃度為1.44mmol·L-1,pH值范圍為3-4,溫度為30℃,反應(yīng)時間為15min,此時降解HPAM的去除率達(dá)到87.61%,CODcr的去除率達(dá)到82.60%。通過正交試驗得出各因素的影響權(quán)重大小依次是：H202濃度Fe2+濃度溫度pH值。 Fenton試劑氧化聚丙烯酰胺的紅外光譜圖表明：Fenton試劑主要將側(cè)鏈的酰胺基氧化成羧基；絮凝沉淀的紅外光譜圖表明：溶液中部分聚丙烯酰胺通過共沉淀去除。聚丙烯酰胺氧化前后的紫外光譜圖表明Fenton試劑將聚丙烯酰胺氧化成較小的有機物分子。通過對比聚丙烯酰胺不同狀態(tài)掃描電鏡圖得出：聚丙烯酰胺固體樣品和聚丙烯酰胺水溶液樣品的表面比較致密、光滑；經(jīng)Fenton試劑氧化后聚丙烯酰胺樣品的表面斷裂為碎片、變的支離破碎,并且表面有許多孔洞,說明經(jīng)Fenton試劑對聚丙烯酰胺分子破壞嚴(yán)重。
(2)研究了Fenton試劑對十二烷基磺酸鈉的氧化降解,實驗結(jié)果表明最佳操作條件是：Fe2+的濃度為90mmg·L-1, H2O2的濃度為10.6mmol·L-1,pH值的范圍3-5,反應(yīng)溫度30℃,反應(yīng)時間為30min,此時降解SDS的去除率最高達(dá)到82%。
(3)考察了聚丙烯酰胺和十二烷基磺酸鈉復(fù)配對各自粘度和表面張力的影響。結(jié)果表明：當(dāng)聚丙烯酰胺的濃度一定時,溶液的表面張力隨著表面活性劑濃度的增加而減小,對溶液的粘度幾乎沒有影響；當(dāng)溶液中十二烷基磺酸鈉的濃度一定時,溶液的粘度隨著聚丙烯酰胺濃度的增加而增加,對溶液的表面張力影響不大。
采用Fenton試劑對復(fù)配體系氧化降解,得出的最優(yōu)氧化降解的條件是：溶液的pH值為3,反應(yīng)時間為20min,溶液的溫度為30℃,H2O2/Fe2+的摩爾比為14時。在最佳條件下,復(fù)配溶液的CODcr去除率最高可達(dá)到75%。
復(fù)配溶液的掃描電鏡圖與聚丙烯酰胺溶液的掃描電鏡圖相比,樣品表面的光滑性和致密性都減弱；復(fù)配溶液經(jīng)Fenton試劑氧化后原樣表面斷裂成許多碎片,表面有許多小顆粒并且變的支離破碎、凹凸不平。
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