甜菜碱接枝共聚羟丙基瓜胶的制备

以羟丙基瓜胶和甜菜碱单体为原料,硝酸铈铵为引发剂,采用溶液聚合法制备甜菜碱接枝羟丙基瓜胶,对目标物结构进行了IR、质谱表征。考察了接枝反应温度、接枝反应时间、引发剂浓度、原料配比对目标产物增稠性能的影响,结果表明,当反应温度为20℃,引发剂浓度为5 mmol/L,反应时间为24 h,m(甜菜碱单体)∶m(羟丙基瓜胶)=1∶1时,单体转化率为36.5%,相对分子质量为1.28×10~6;常温下,配制目标产物质量分数0.5%的水溶液,20 min内充分溶解,初始黏度为75 m Pa·s;目标产物耐盐性优于羟丙基瓜胶,水溶性和增稠性良好。     

AS-g-SMAS接枝共聚物减水剂的制备与表征

以酸解玉米淀粉(AS)为原料,甲基丙烯磺酸钠(SMAS)为接枝单体,过硫酸铵为引发剂,采用水溶液聚合法制备酸解淀粉接枝甲基丙烯磺酸钠共聚物减水剂(AS-g-SMAS)。以水泥净浆流动度(FCP)为评价指标,通过单因素和正交试验得到接枝共聚反应的较佳工艺参数为:淀粉酸解时间8h,引发剂用量5%,SMAS用量10%,温度70℃,共聚反应时间3 h。红外光谱仪(FTIR)、X射线衍射仪(XRD)和扫描电镜-能谱仪(SEM-EDS)对AS-g-SMAS和掺加了AS-g-SMAS的水泥净浆进行结构及元素成分分析。FTIR表明磺酸基团成功接入到AS,XRD与SEM显示,与基准样相比,AS-g-SMAS掺入水泥浆后初期水化反应变慢,但经28d后硬化水泥结构更致密。SEM-EDS元素成分分析证明,AS-g-SMAS不含对钢筋有害的氯元素。因此,AS-g-SMAS有望成为新型绿色缓凝型减水剂。     

冷冻交联制备ZM-CSt-PVA复合凝胶及吸附Cu2+性能

以两性离子单体二甲氨基丙基丙烯酰胺-1-羧酸(ZM)、木薯淀粉(CSt)和聚乙烯醇(PVA)为主要原料,采用"一锅法",通过冷冻交联制备ZM接枝共聚CSt-PVA互穿网络复合凝胶(ZPG2)。使用FTIR、TGA、POM、SEM-EDS对ZPG2进行了表征,评价了ZPG2对Cu~(2+)的静态吸附效果。结果表明:300℃以下,ZPG2的热稳定性良好;ZM的存在可产生反聚电解质效应和化学配位效应,显著提高凝胶吸附能力;在吸附温度25℃、ZPG20.1 g、Cu~(2+)质量浓度2×10~3 mg/L、溶液体积100 mL时,饱和吸附量为199 mg/g;吸附过程符合Langmuir等温吸附模型和准二级动力学模型。     

樊学地区注入水与产层水的配伍性及注水处理工艺

针对延长石油樊学地区注入水与产层水混合结垢严重的问题, 通过分析水样离子组成和配伍性, 预测了混注水结垢趋势, 确定了注水处理工艺, 并进行了岩心伤害实验。结果表明： 产层水矿化度在 104 mg/L数量级, 其中钡锶离子质量浓度高达 1000 mg/L, 注入水中的硫酸根离子质量浓度约 1000 mg/L。同层回注时, 控制硫酸根浓度是水处理工艺的关键。当硫酸根质量浓度低于 100 mg/L时, 不会产生硫酸锶沉淀; 当硫酸根质量浓度高于1 mg/L时, 会形成硫酸钡垢。采用预混合+沉淀剂+阻垢剂联合处理工艺, 可将硫酸根浓度降至 50 mg/L以下, 再加入 40 mg/L的阻垢剂即可使混注水达到要求。处理后混注水对岩心的伤害率为 15%。图2表 3参 15     

溴代联吡啶双子表面活性剂的合成

以联吡啶和溴代烷为主要原料,在乙醇溶剂中反应,合成双子表面活性剂Ⅳ,∥一二烷基一溴代联吡啶。用红外光谱和核磁共振对目标产物进行了结构表征。20℃时目标产物水溶液的临界胶束浓度（CMC）可达0．5mmol／L,在此浓度下对应的表面张力（γcmc）为23．2mN／m。合成方法简单,反应条件温和,操作简便,协同性能优良。     

离子液体介质中OSAS的制备与表征及乳化性质分析

以玉米淀粉（CS）为原料，辛烯基琥珀酸酐（OSA）为酯化剂，在无催化剂条件下，在1-烯丙基-3-甲基氯化咪唑离子液体（AMIMCl）介质中，通过均相酯化反应制备辛烯基琥珀酸淀粉酯（OSAS）。利用红外光谱（FTIR）、X射线衍射（XRD）、扫描电镜（SEM）、热重-红外联用仪（TGA-FTIR）、凝胶渗透色谱（GPC）和偏光显微镜（POM）对产物结构、热特性、相对分子质量及乳化性质进行分析。结果表明，制备OSAS的较佳工艺条件为：时间2h，温度90℃，淀粉质量分数6%，OSA与淀粉脱水葡萄糖单元（AGU）摩尔比可根据所需产品的取代度在0.03～0.24范围内选取。FTIR分析表明，CS已成功发生了酯化反应；XRD与SEM证明所得OSAS为无定形形态的细小颗粒聚结物；TGA-FTIR测试表明，在氮气环境中，OSAS中所接入的辛烯基琥珀酸酯基团能稳定至200℃；GPC与POM证明AMIMCl介质中制备的OSAS是优良的大分子乳化剂。     

页岩气压裂返排液回用处理技术研究与应用

鄂尔多斯盆地页岩气压裂返排液具有总铁含量高(30~50 mg/L)、黏度高(2.8~3.2 mPa·s)、悬浮物含量高(大于300 mg/L)和细菌含量高(大于10~4个/mL,)的"四高"特点,直接外排会造成严重的环境污染和水资源浪费。为此,有针对性地开展了"隔油除砂—氧化—絮凝沉降—膜过滤"的"四步法"处理工艺的技术应用研究。该工艺在强化絮凝沉降效果的基础上,采用一步法膜过滤技术,既提高了水质处理效果,又缩减了处理工艺流程。同时,通过对处理工艺参数的优化,研发出了一套模块化橇装式压裂返排液回用处理装置。现场应用的效果表明:处理后的水质连续稳定达标,既可满足平均空气渗透率小于等于10 mD地层的回注要求,也可用于配制胍胶和滑溜水压裂液。该研究成果较好地解决了页岩气压裂返排液的"四高"问题,为国内外页岩气及其他非常规油气废水治理和回用提供了技术支撑。     

离子液体介质中无催化剂法制备硬脂酸玉米淀粉酯的结构与性能

以玉米淀粉(CS)为原料,离子液体氯化1-烯丙基-3-甲基咪唑(AMIMCl)为反应介质,硬脂酸甲酯(MS)为酯化试剂,无催化剂制备硬脂酸玉米淀粉酯(CSS)。利用红外光谱(FTIR)、X射线衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)、热重-红外联用(TGA-FTIR)和哈克流变仪对CSS的结构、热特性及流变特性进行分析。通过单因素及正交实验确定制备CSS最佳工艺条件为：温度90 ℃,时间2.5 h,MS与淀粉(以脱水葡萄糖单元AGU计)摩尔比可根据所需产品的取代度在0.5～3.0范围内选取。结构分析表明,CS已成功与MS发生了酯交换反应,反应按SN2亲核取代机理进行;所制备的CSS失去了CS的结晶与颗粒结构。热特性分析表明,在氮气氛围下CSS所接入的硬脂酸基团能稳定至220 ℃。流变特性分析表明,CSS糊液为符合幕律定律的假塑性流体,具有触变性。     

联吡啶双子表面活性剂的合成与表征

以无水乙醇为溶剂,用联吡啶与溴代烷反应制得双子表面活性剂N,N'-二烷基联吡啶溴盐,产物经IR和1HNMR表征.以N,N'-二(十四烷基)-2,2'-联吡啶溴盐为例,采用单因素法研究了合成工艺.结果表明,产物在20℃时的cmc为0.5 mmol/L,γcmc为23.2 mN/m;优化反应条件为:w(2,2'-联吡啶)=1％,n(2,2'-联吡啶)∶n(溴代十四烷)=1∶2.0,20℃反应6h,在此条件下产率为82％.     

陕北页岩气压裂废水处理系统结垢研究

陕北某页岩气田压裂返排液处理后的出水用于回注和配制压裂液。针对该处理系统局部结垢严重的问题,对垢样采用扫描电镜/能谱和化学法进行了微观扫描和组成分析,判定结垢物的主要组成为碳酸钙。探讨了结垢物形成的主要原因,并进行了工艺改进。工艺改进后,水处理系统的出水水质稳定,结垢现象明显减少,系统运行良好。