基于磁化改性清水剂的油田含聚污水油水分离方法研究

结题报告
项目介绍
AI项目解读

基本信息

  • 批准号：
    51504201
  • 项目类别：
    青年科学基金项目
  • 资助金额：
    20.0万
  • 负责人：
    方申文
  • 依托单位：
    西南石油大学
  • 学科分类：
    E0402.油气开采
  • 结题年份：
    2018
  • 批准年份：
    2015
  • 项目状态：
    已结题
  • 起止时间：
    2016-01-01 至2018-12-31

项目摘要

How to treat the oily wastewater produced from polymer flooding (OWPF) effectively is an important problem for oilfield production. Viscous flocs could be formed when OWPF was treated by cationic polymer, which could lower the efficiency of treatment. When OWPF was treated by non-ionic polyether demulsifier using N, N-dimethylethanolamine as acceptor (DMEAxnmp) , the oil in OWPF could float on water and there was no viscous floc. However, the cost of DMEAxnmp was high and its separation rate of oil from water was slow. Therefore, in this project, magnetic water clarifier, called M-DMEAxnmp, will be prepared by graft reaction using DMEAxnmp and Fe3O4 microsphere. During the reaction, DMEAxnmp will be grafted onto the Fe3O4 microsphere. Magnetic water clarifier can be reused and its molecular weight is much higher than the DMEAxnmp. It can resolve the two disadvantages of DMEAxnmp. The effects of size of Fe3O4 microsphere, structure of DMEAxnmp and amount of graft on the flocculation and reuse performance of M-DMEAxnmp will also be investigated. At the same time, the interaction between oil and M-DMEAxnmp will be studied, to attain its separation mechanism.
如何有效处理聚驱后含油污水（含聚污水）是油田生产急需解决的重要问题之一。阳离子清水剂处理含聚污水时会导致粘性油泥的产生，影响正常生产，采用以N’N-二甲基乙醇胺为起始剂的聚醚（DMEAxnmp）型非离子清水剂可将含聚污水中油滴破乳形成浮油，避免粘性油泥的产生。但使用DMEAxnmp时存在成本高、油水分离速度慢等缺点。为此，本项目拟以DMEAxnmp为原料，将其接枝到纳米Fe3O4上合成系列能有效处理含聚污水用的磁化清水剂（M-DMEAxnmp），利用其可循环使用和增大分子量两大优点有效解决DMEAxnmp成本高、油水分离速度慢的问题；并拟考察纳米Fe3O4大小、DMEAxnmp结构、DMEAxnmp在纳米Fe3O4上的接枝量等因素对M-DMEAxnmp油水分离效果和循环使用次数的影响；同时利用双偏振干涉测量技术（DPI）研究 M-DMEAxnmp和原油间相互作用，揭示其实现油水分离的机理。

结项摘要

如何有效处理聚驱后含油污水（含聚污水）是油田生产急需解决的重要问题之一。阳离子清水剂处理含聚污水时会导致粘性油泥的产生，影响正常生产，采用以N’N-二甲基乙醇胺为起始剂的聚醚（DMEA）型非离子清水剂可将含聚污水中油滴破乳形成浮油，避免粘性油泥的产生。但使用DMEA时存在成本高、油水分离速度慢等缺点。本项目对DMEA进行了磁化改性，得到的磁化改性清水剂M-DMEA为一种不规则核壳结构物质，粒径为160~260 nm，内层为Fe3O4，外层为DMEA，外层带正电，磁化强度为55.2 emu/g。M-DMEA处理油田含聚污水（含油量为8724mg/L，聚合物浓度为82 mg/L）的最佳条件为：M-DMEA的粒径应该小于220nm，M-DMEA浓度2-2.5 g /L，温度65 oC，超声时间为6 min,此时除油率为92.3%（解决了DMEA油水分离速度慢的问题）。M-DMEA随着循环使用次数的增加，除油率降低，经过三次循环（降低了DMEA的使用成本）后，第四次的除油率仅有71.2 %，这是因为M-DMEA经循环使用后会吸附含聚污水中聚合物，粒径变大、活性变低。动态界面张力实验和吸附实验发现 M-DMEA会自发运动到油水界面，导致油水界面张力降低，同时与原本存在于油水界面的活性物质发生吸附作用；三相接触角实验表明，M-DMEA无法稳定吸附在界面，M-DMEA在界面吸附了活性物质后，会连同活性物质一起发生脱附，油水界面变得不稳定，有利于油水分离；微观动力学实验表明M-DMEA浓度的增大，温度升高，都有利于水中油滴聚并速率常数k增大。综上得到M-DMEA清水机理如下：在含聚污水中加入M-DMEA后，M-DMEA运动至油水界面与稳定油水界面的活性物质产生吸附作用，因 M-DMEA自身不能稳定存在于油水界面，它会携带吸附的活性物质一起脱离油水界面。油水界面失去活性物质后稳定性变差，油滴发生聚并，待体积增大到一定值，因密度差发生油水分离。

项目成果

期刊论文数量（12）
专著数量（0）
科研奖励数量（0）
会议论文数量（0）
专利数量（1）
Graphene oxide at oil-water interfaces: Adsorption, assembly & demulsification.
油水界面处的氧化石墨烯：吸附、组装
  • DOI：
    --
  • 发表时间：
    2016
  • 期刊：
    Colloids and Surfaces A: Physicochem. Eng. Aspects
  • 影响因子：
    --
  • 作者：
    Fang Shenwen;Chen Ting;Chen Bin;Xiong Yan;Zhu Ying;Duan Ming
  • 通讯作者：
    Duan Ming
Core-shell composite nanoparticles with magnetic and temperature dual stimuli-responsive properties for removing emulsified oil
具有磁和温度双重刺激响应特性的核壳复合纳米颗粒去除乳化油
  • DOI：
    10.1016/j.apt.2017.02.017
  • 发表时间：
    2017
  • 期刊：
    Advanced Powder Technology
  • 影响因子：
    5.2
  • 作者：
    Duan Ming;Xu Zipei;Zhang Yali;Fang Shenwen;Song Xianyu;Xiong Yan
  • 通讯作者：
    Xiong Yan
Preparation of a novel flocculant and its performance for treating acidic oily wastewater
新型絮凝剂的制备及其处理酸性含油废水的性能
  • DOI：
    10.1039/c6ra20561e
  • 发表时间：
    2016
  • 期刊：
    RSC Adv.
  • 影响因子：
    --
  • 作者：
    Zhang Heng;Duan Ming;Fang Shenwen;Zhai Lei;Wang Xiujun
  • 通讯作者：
    Wang Xiujun
磁化破乳剂的研究现状
  • DOI：
    --
  • 发表时间：
    2016
  • 期刊：
    石油化工
  • 影响因子：
    --
  • 作者：
    陈婷;方申文;宋先雨;段明;张雅丽
  • 通讯作者：
    张雅丽
The effects of ultrasonic time, temperature, size and polyether type on performances of magnetic flocculants for oily wastewater produced from polymer flooding treatment.
超声时间、温度、粒径和聚醚类型对磁性絮凝剂处理聚合物驱含油废水性能的影响
  • DOI：
    --
  • 发表时间：
    2016
  • 期刊：
    Separation Science and Technology
  • 影响因子：
    2.8
  • 作者：
    Fang Shenwen;Chen Bin;Zhang Heng;Zhang Yali;Xiong Yan;Duan Ming
  • 通讯作者：
    Duan Ming

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其他文献

乳液中液滴间相互作用力的测量方法
  • DOI：
    10.19346/j.cnki.1000-4092.2020.04.031
  • 发表时间：
    2020
  • 期刊：
    油田化学
  • 影响因子：
    --
  • 作者：
    李宁;方申文;刘帅;段明
  • 通讯作者：
    段明

其他文献

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课题项目：调控A型流感病毒诱导IFN-β表达的机制研究

AI项目摘要：

本研究聚焦于TRIM2蛋白在A型流感病毒诱导的IFN-β表达中的调控机制。A型流感病毒是全球性健康问题，其感染可导致严重的呼吸道疾病。IFN-β作为关键的抗病毒因子，其表达水平对抗病毒防御至关重要。然而，TRIM2如何调控IFN-β的表达尚未明确。本研究假设TRIM2通过与病毒RNA或宿主因子相互作用，影响IFN-β的产生。我们将采用分子生物学、细胞生物学和免疫学方法，探索TRIM2与A型流感病毒诱导IFN-β表达的关系。预期结果将揭示TRIM2在抗病毒免疫反应中的作用，为开发新的抗病毒策略提供理论基础。该研究对理解宿主抗病毒机制具有重要科学意义，并可能对临床治疗流感病毒感染提供新的视角。

AI项目思路：

科学问题：TRIM2如何调控A型流感病毒诱导的IFN-β表达？
前期研究：已有研究表明TRIM2参与抗病毒反应，但其具体机制尚不明确。
研究创新点：本研究将深入探讨TRIM2在IFN-β表达中的直接作用机制。
技术路线：包括病毒学、分子生物学、细胞培养和免疫检测技术。
关键技术：TRIM2与病毒RNA的相互作用分析，IFN-β启动子活性检测。
实验模型：使用A型流感病毒感染的细胞模型进行研究。

AI技术路线图

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          A[研究起始] --> B[文献回顾与假设提出]
          B --> C[实验设计与方法学准备]
          C --> D[A型流感病毒感染模型建立]
          D --> E[TRIM2与病毒RNA相互作用分析]
          E --> F[TRIM2对IFN-β启动子活性的影响]
          F --> G[IFN-β表达水平测定]
          G --> H[TRIM2功能丧失与获得研究]
          H --> I[数据收集与分析]
          I --> J[结果解释与科学验证]
          J --> K[研究结论与未来方向]
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