表面活性剂/碱/聚合物的乳化降黏实验研究

以辽河油田某区块稠油为主要研究对象,为了便于开采和输送,通过复配表面活性剂,研究其对稠油的降黏效果,选出最优降黏剂配方。采用的表面活性剂有非离子表面活性剂AEO-15、月桂两性离子表面活性剂咪唑啉。结果表明,单独使用AEO-15,质量分数为0.5%时稠油乳状液黏度最低,降黏率达到76.6%,将质量分数为1%的咪唑啉型两性离子表面活性剂与质量分数为0.5%的AEO-15乳化剂溶液按1∶1体积比复配,降黏效果最佳,可使降黏率达到92.7%,将质量分数为0.6%的无机碱碳酸钠溶液按体积比1∶1∶1复配到其中,可使稠油获得更优的降黏效果,降黏率高达95.0%,此外,聚合物HPAM有利于增强乳状液稳定性。表面活性剂可以降低油水界面张力,Na_2CO_3降低界面张力的效果较好,聚合物HPAM不能降低界面张力,自身通过分子链形成空间网状结构,联结周围的油滴,活性剂附着在HPAM分子链上,不利于降低油水界面张力。     

表面活性剂/碱/聚合物的乳化降黏实验研究

以辽河油田某区块稠油为主要研究对象,为了便于开采和输送,通过复配表面活性剂,研究其对稠油的降黏效果,选出最优降黏剂配方。采用的表面活性剂有非离子表面活性剂AEO-15、月桂两性离子表面活性剂咪唑啉。结果表明,单独使用AEO-15,质量分数为0.5%时稠油乳状液黏度最低,降黏率达到76.6%,将质量分数为1%的咪唑啉型两性离子表面活性剂与质量分数为0.5%的AEO-15乳化剂溶液按1∶1体积比复配,降黏效果最佳,可使降黏率达到92.7%,将质量分数为0.6%的无机碱碳酸钠溶液按体积比1∶1∶1复配到其中,可使稠油获得更优的降黏效果,降黏率高达95.0%,此外,聚合物HPAM有利于增强乳状液稳定性。表面活性剂可以降低油水界面张力,Na_2CO_3降低界面张力的效果较好,聚合物HPAM不能降低界面张力,自身通过分子链形成空间网状结构,联结周围的油滴,活性剂附着在HPAM分子链上,不利于降低油水界面张力。     

复配表面活性剂对复合驱油体系性能影响研究

通过对α-烯烃磺酸盐、重烷基苯磺酸盐、石油磺酸盐和复配型等4种表面活性剂配制复合驱油体系的界面张力和黏度性质进行评价,重点对复配型表面活性剂配制复合驱油体系的界面张力和驱油效果进行了系统评价。结果表明,当碱的质量分数为0.3%~0.9%、表面活性剂的质量分数为0.1%~0.3%时,复配型表面活性剂配制复合驱油体系的界面张力可以达到10-3mN/m数量级,且具有达到超低界面张力所需质量分数低和范围宽等特点。物理模拟实验表明,复配型表面活性剂配制三元复合体系的增油效果较单一类型表面活性剂配制三元复合体系的好,采收率增加1.46%(体积分数)。在此基础上,对复配表面活性剂超低界面张力的作用机理进行了理论分析。     

烷基苯磺酸盐表面活性剂的界面性能研究

通过合成碳链长度不同的四种烷基苯磺酸盐表面活性剂,研究了复配表面活性剂浓度、Na2CO3、NaCl浓度、聚丙烯酰胺浓度对油/水界面张力的影响。结果表明：复配表面活性剂浓度在0.1%～0.3%范围内,界面张力较低;Na2CO3浓度为0.6%（wt）时,界面张力较低,且最低界面张力达到超低（3.1×10^-3mN/m）;NaCl的最佳浓度为0.4%;复合体系的超低界面张力是由表面活性剂和碱共同作用产生的,聚合物的加入对体系界面张力的影响甚小。     

（AEO-9/SAS60）/石油醚/醇/水微乳液相行为的研究

以AEO-9和SAS60为表面活性剂,醇(无水乙醇、正丁醇、正戊醇、正辛醇)为助表面活性剂对水和石油醚进行了微乳化实验,考察了表面活性剂和醇的种类、含量,盐的含量,醇与表面活性剂的质量比对微乳液相行为的影响。结果表明,当AEO-9与SAS60质量比为7∶3时,协同效应最好;正戊醇做助表面活性剂时,拟三元相图中微乳区的面积最大;当正戊醇与表面活性剂的质量比值为0.8时,体系的溶油量最大;当微乳液质量浓度为1.824 g/L时,表面张力为24.49 m N/m;微乳液的质量分数为0.3%时,界面张力可以降至9.25×10-4m N/m。     

耐盐高稳泡超低界面张力泡沫体系研究

对28种表面活性剂进行了泡沫综合性能评价和油水界面张力测试,并通过不同表面活性剂之间的复配和配方的优化,筛选出高稳泡超低界面张力的泡沫体系。结果表明,当FC-06、5#和DS10复配表面活性剂的质量分数为0.4%,配比为2∶1∶3时,最大起泡体积为500 mL,半衰期为28.8 min,平衡时的油水界面张力为8.0×10~(-3) mN/m。泡沫体系性能评价结果表明,在40 000 mg/L的矿化度条件以下,泡沫体系均能保持高稳泡时间和超低界面张力,具有较强的耐盐性。     

驱油阴/两性表面活性剂复配体系协同效应研究

针对某油藏A区块,利用阴离子/两性表面活性剂的协同作用,进而达到油水超低界面张力,且两性表面活性剂十二烷基甜菜碱在浓度为0.1%~0.5%的范围内,降低油水界面张力的效果达到10~(-2) mN/m数量级,在加入阴离子表面活性剂的条件下,复配体系可以使油水界面张力达到超低界面张力。通过探讨表面活性剂的总浓度以及复配比对油水界面张力的影响,最终得到阴离子/两性表面活性剂复配体系可在较高矿化度和较低的浓度(0.4%)范围内达到10~(-3) mN/m的超低界面张力,并在此基础上对两者的协同作用进行分析。     

SB-16/SDS复配微乳液驱油体系性能研究

为提高低渗透油藏采收率,研究了十六烷基磺基甜菜碱(SB-16)和十二烷基硫酸钠(SDS)按不同质量比复配所得表面活性剂体系的临界胶束浓度(cmc)和相应的表面张力(γ_(cmc)),得到该复配体系的最佳复配质量比为7∶3,此时cmc=0.025 g/L,γ_(cmc)=26.7 m N/m,进而以该复配体系为表面活性剂,研究不同质量分数、不同链长的醇类为助表面活性剂时对体系界面张力与乳化率的影响,最终确定质量分数为4%的复配体系+2%的异丁醇为最佳配方,在该条件下可以使油/水界面张力降至超低界面张力数量级(10~(-3)mN/m)。实验结果表明,在低渗透岩心中,复配微乳液驱油体系较水驱可以提高采收率10个百分点,效果较好。     

乳制品设备原位清洗低泡清洗剂的制备

以烷基糖苷(C_(08~10)APG)、脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸钠(AES)、碳酸钠(Na_2CO_3)、硅酸钠(Na_2SiO_3)、柠檬酸钠(Na_3C_6H_5O_7)及戊二醛为主要成分配制乳制品设备原位清洗低泡清洗剂。通过摇瓶泡沫体积法筛选表面活性剂组分的配方量,通过正交试验确定助剂配方量。结果表明:当C_(08~10)APG/AES的质量比为3∶1,总活性物含量为4%,质量分数为0.4%的二甲基硅油为消泡剂时发泡力较低,当Na_2CO_3/Na_2SiO_3/Na_3C_6H_5O_7质量比为6∶5∶9,助剂总质量分数为20%时,所配制的清洗剂去污率达到95.3%,且具有很好的稳定性。杀菌试验结果表明:含戊二醛0.001%的样品对大肠杆菌和金黄葡萄球菌的杀灭率分别为92.33%和93.14%,放置7 d后对二者的杀灭率分别为91.08%和92.93%。     

复配表面活性剂-模拟油-水体系的界面张力研究

在45℃下测定了不同类型表面活性剂(阴离子、阳离子和非离子表面活性剂以及高分子双子表面活性剂、非对称两性双子表面活性剂)与煤油-水体系的界面张力,发现非离子表面活性剂效果最好,界面张力可达0.690 m N/m。采用聚乙二醇辛基苯基醚与其他类型的表面活性剂进行两两复配,考察复配表面活性剂的种类、质量比、总质量浓度对模拟油-水体系界面张力的影响。发现聚乙二醇辛基苯基醚与非对称两性双子表面活性剂C15EC-S-C16以质量比7∶3进行复配,总质量浓度为50 g/L时,界面张力达到0.024 m N/m。     

碱对污水配液化学驱体系性能影响研究

随着新疆油田化学驱不断推广,对配液用水的需求越来越大。出于环保的要求,使用油田污水替代清水配制化学驱溶液已成为油田生产的必然选择。但油田污水中含有硫酸盐还原菌（SRB）等干扰物,对化学驱体系的黏度保留率和界面张力有着较大影响。通过分析新疆油田72号站稀油污水的成分,考察了不同碱对污水配液化学驱体系的黏度保留率、界面张力以及驱油效率的影响。结果显示,NaOH能够较好地抑制硫酸盐还原菌,进而提高化学驱体系的黏度保留率,但需要质量分数达到1%以上才能使界面张力达到10^-3 mN/m;Na₂CO₃也能抑制硫酸盐还原菌,增强体系的黏度保留率,但效果比NaOH差,其界面活性高,质量分数达到0.2%以上就能让体系界面张力达到10^-3 mN/m;NaHCO₃不能抑制硫酸盐还原菌,因此该体系的黏度保留率最低,其界面张力只能达到10^-1 mN/m。驱油结果显示,NaOH污水体系在注入化学剂阶段,采出液的含水率最低下降至67%,且维持低含水时间较短;而Na₂CO₃污水体系可以将采出液的含水率下降至64%,且维持低含水率时间较长。     

芳基烷基磺酸盐链长对烷烃的油-水动态界面张力的影响

采用旋转滴法测定系列自制芳基烷基磺酸盐（C_nNPAS, n=8,10,12,14,16）水溶液对烷烃的油-水动态界面张力,考察了表面活性剂烷基链长、表面活性剂浓度、弱碱浓度、烷烃碳数等因素对油-水动态界面张力的影响。结果表明,增大C_nNPAS的烷基链长和碱含量均会使界面张力达到稳定值的时间增长;增加C_nNPAS浓度和烷烃碳数均会使界面张力动态变化加快,达到平衡所需时间减少。C_nNPAS表面活性剂可在低浓度范围较明显地降低界面张力,而随着浓度的增加界面张力回升明显。     

四元相变材料的制备及改性研究

为探究与制备更加适用于太阳能储能应用的四元相变材料,以Na₂HPO₄·12H₂O为主储热剂,Na₂SO₄·10H₂O,Na₂CO₃·10H₂O,Na₂S₂O₃·5H₂O与CH₃COONa·3H₂O为辅储热剂,在四种辅储热剂中任取三种与主储热剂按照设计的配比进行混合,制备四元相变储能材料,并选取纳米TiO₂,ZnO,Al₂O₃以及Na₂SiO₃和Na₂B₄O₇·10H₂O作为成核剂分别对其进行改性,通过步冷曲线、DSC、SEM、IR、XRD对样品进行数据分析。结果表明,Na₂HPO₄·12H₂O/Na₂CO₃·10H₂O/Na₂SO₄·10H₂O/Na₂S₂O₃·5H₂O为四元PCMs的最佳组合,其最佳配比(质量分数)分别为60%、10%、20%、10%(60/10/20/10)。在多种成核剂中掺加氧化锌的效果最好,当掺量10%(质量分数)时,四元PCMs的过冷度由3.0 ℃降低到0.2 ℃,相变焓由95.11 J/g升至472.39 J/g,相变温度区间从15.44~39.90 ℃改变至50.79~129.64 ℃,且无相分离。     

Na2CO3基吸附剂颗粒制备及其脱碳性能

采用挤压-滚圆法制备Na₂CO₃基CO₂吸附剂微球颗粒,在自行设计的CO₂吸收系统中对制备的样品进行脱碳性能测试。结合相关表征测试,探明不同载体、不同负载量的Na₂CO₃基吸附剂的微观结构、脱碳性能以及机械性能的变化规律和内在原因。研究表明：不同载体的Na₂CO₃基吸附剂颗粒脱碳性能存在明显差异,其中氧化铝负载的吸附剂（Na₂CO₃/Al₂O₃）的脱碳性能最好,可达1.14mmol/g。铝酸钙水泥负载的吸附剂（Na₂CO₃/CA）机械性能较好,但其脱碳性能最差。结合吸附剂脱碳和机械性能的综合考量,Na₂CO₃/Al₂O₃是最为合适的CO₂吸附剂,并进一步研究不同Na₂CO₃负载量的影响。研究发现随着Na₂CO₃负载量的变化,吸附剂的微观结构、脱碳性能以及机械性能都存在明显的差异。虽然60%负载量的Na₂CO₃/Al₂O₃吸附剂颗粒的机械性能和脱碳效果较好,但其成球度较差,影响其实际应用。质量分数40%负载量的Na₂CO₃/Al₂O₃吸附剂颗粒具有良好的脱碳性能、机械性能以及成球度,CO₂脱除量为1.36mmol/g。总体而言,利用挤压-滚圆法制备的Na₂CO₃基吸附剂颗粒具有良好的流动特性、脱碳性能和机械性能,适用于电厂烟气中的CO₂脱除。     

Na2CO3/CF固体碱对菜籽油酯交换反应的催化性能

以Na₂CO₃为活性组分、泡沫炭（CF）为载体,本文借助等体积浸渍法制备了Na₂CO₃/CF非均相固体碱催化剂,通过SEM、SEM-EDS、FTIR、XRD、BET对其结构性能进行分析表征,结果显示：Na₂CO₃/CF的比表面积为182m²/g,负载的Na₂CO₃以细小颗粒的形式均匀分布于CF泡壁表面,平均粒径<350nm。以菜籽油-甲醇体系为对象,分析了Na₂CO₃/CF的催化活性及重复利用性,并对酯交换反应的工艺条件进行优化,结果显示,在Na₂CO₃/CF用量为油重10%、反应时间180min、醇油物质的量比为27∶1、反应温度65℃的条件下,反应转化率高达97.80%,该催化剂重复利用5次,转化率仍可达94.48%。研究结果对开发以强碱弱酸盐为活性中心的碳基固体碱高效催化剂提供了新思路。     

Na2SiO3/Na2CO3复合制备清洁型碱矿渣胶凝材料

为解决弱碱单独激发碱矿渣胶凝材料(AASM)时存在的力学性能弱、矿渣反应程度低等问题,缓解AASM的操作危害性,本文采用Na₂SiO₃/Na₂CO₃复合激发矿渣,研究了复合激发剂组成对AASM凝结时间、抗压强度、水化产物及自收缩的影响,并评估了AASM的环境效益。结果表明:随着Na₂CO₃碱当量的增加,AASM缓凝效果较为明显,抗压强度也有所降低,但抗压强度的降低幅度随龄期增大而减小。通过加入Na₂CO₃,AASM水化产物种类增多,C-(A)-S-H的峰值强度随Na₂CO₃碱当量占比的增加呈现出先增加后降低的趋势,因而解释了AASM浆体自收缩的变化。另外,由CO₂排放指数可以看出,Na₂SiO₃/Na₂CO₃复合激发矿渣较Na₂SiO₃单独激发更为清洁,环境效益显著。     

碱催化裂解甘蔗渣制备2,3-二氢苯并呋喃和苯

通过管式炉热裂解实验装置考察了氧化物、复合氧化物、盐和负载型Na₂CO₃作为催化剂对甘蔗渣热裂解产物（二氢苯并呋喃和苯）选择性的影响。结果表明,氧化物、复合氧化物和盐催化剂对高附加值的2,3-二氢苯并呋喃有非常好的选择性,在复合氧化物上产率可达14.15%;而Na₂CO₃负载型热裂解催化剂对苯的选择性较高,其中,在Na₂CO₃/TiO₂催化剂上产率可达到22.42%。     

Experimental and Modeling Study on de-NOx Characteristics of Selective Non-catalytic Reduction in O2/CO2 Atmosphere

An experimental study of thermal de-NOx using NH3 as reductant in O2/CO2 atmosphere with the effect of SO2 and different additives was performed in a drop tube furnace. Results show that the optimum te...     

煤矸石和赤泥协同提取氧化铝过程矿相转变研究

开展了煤矸石和赤泥协同提取氧化铝研究，考察了添加赤泥对煤矸石活化提取氧化铝及对助剂碳酸钠消耗量的影响，并利用TG-DSC和XRD研究了赤泥添加对煤矸石活化过程的影响。结果表明，“煤矸石-赤泥-Na₂CO₃”混合样中氧化铝的溶出率随Na/Al摩尔比和煅烧温度的增加而增加，在Al/Si摩尔比为1的条件下，当Na/Al摩尔比为1.2、煅烧温度为850℃时，混合样的氧化铝溶出率可达到91.7%，与碳酸钠直接活化煤矸石相比，碳酸钠消耗量可降低77.9%。TG-DSC和XRD的结果表明，煤矸石、赤泥以及碳酸钠在低于700℃时相互作用比较弱，在高于800℃时三者发生相互作用，赤泥的加入由于调整了样品中的Al/Si摩尔比，使反应的最终物相选择性地向Na∶Al∶Si摩尔比为1∶1∶1的霞石和沸石相转化。     

Na2CO3处理制备复合孔ZSM-5分子筛及其丙烷脱氢制丙烯的催化性能

通过不同浓度的Na₂CO₃溶液处理合成的HZSM-5分子筛,并采用X射线衍射、N₂低温物理吸附和X射线荧光光谱分析仪对溶液处理前后的样品进行了表征。表征结果显示,适量浓度的Na₂CO₃溶液处理HZSM-5,能够形成介孔-微孔复合孔道,增加了分子筛介孔容积和外比表面积;同时不会明显破坏HZSM-5的MFI结构,从而保持较好的高温热稳定性。在上述碱处理后的载体上制备了Pt-Sn-K/HZSM-5分子筛催化剂,并在固定床反应器上考察了丙烷脱氢制丙烯的催化活性。结果表明,随着Na₂CO₃溶液浓度的增加,催化剂的初始活性增加,而稳定性先增加后减少。当采用Pt-Sn-K/HZSM-5（1.8）分子筛催化剂用于丙烷脱氢反应,其呈现了良好的脱氢活性和稳定性：反应100h后,其丙烷化率为35.53%,相比初始活性仅下降了2.8个百分点,丙烯选择为98.4%,基本保持不变。