SiO_2_CS-AM-DMC无机-有机絮凝剂固液分离油田废弃钻井液

科研开发化工科技，2011，19(4)：1～6SCIENCE＆TECHNOLOGYINCHEMICALINDUSTRYSiO2／cs—AM—DMO无机一有机絮凝剂固液分离油田废弃钻井液*孙海云，朱红一，王方辉，邹静，樊建涛(IL京化工大学理学院，北京100029)摘要：废弃钻井液的固液分离是钻井行业中的重要过程。作者采用水溶液聚合法，以壳聚糖(cS)为基础、辅以甲基丙烯酰氧乙基三甲基氯化铵(DMC)、丙烯酰胺(AM)、纳米二氧化硅凝胶制备了SiO2／CS-AM-DMC无机一有机絮凝剂。其形貌与结构经SEM、FT-IR表征，粘均分子量用鸟式粘度计测定。考察了制备过程中破胶剂的种类，反应时间，温度，引发剂的用量，接枝物AM和DMC的用量和反应的pH值等因素对所制备的复合絮凝剂絮凝效果的影响，依此优化絮凝实验条件。结果表明，最佳条件下废弃钻井液的固相训(水)一30．33，砌(固)>98。关键词：壳聚糖接枝；三元共聚物；无机一有机絮凝剂；固液分离中图分类号：X703文献标识码：A文章编号：1008—0511(2011)04—0001—06在处理油田废弃钻井液的诸多方法[卜。]中，固液分离法l4]有着处理量大，器械和操作简单等优点。但离心产物固相叫(水)高一直是固液分离在工程中应用的难题。絮凝剂投加后使用固液分离法，是处理油田废弃钻井液的常用方法。针对不同的处理体系，所用絮凝剂的电荷不同，常见的有阳离子絮凝剂[5一]，阴离子絮凝剂[8]和非离子絮凝剂l9]。近几年，一些天然高分子絮凝剂，如淀粉类衍生物口]，壳聚糖类衍生物[1引，纤维素类衍生物口4]以其独特的生物降解性，兼容性和抗菌性引起了人们的关注。目前市售的固液分离油田废弃钻井液的絮凝剂存在溶解性差，分子量和电荷密度较低，用量大，离心产物固相叫(水)高，原料污染性大等缺点。作者用水溶液聚合法合成了无机一有机纳米复合的壳聚糖絮凝剂，絮凝实验表明其固液分离处理效果优于市售的絮凝剂。收稿日期：2011—03—21作者简介：孙海云(1984一)，女，北京人，北京化工大学理学院在读硕士，研究方向为精细化工。**通讯联系人。*国家科技支撑计划项目(2008BACA3B02)。1实验部分1．1实验药品高密度壳聚糖：脱乙酰度≥9O，工业级，北京渤海利通生物科技有限公司；甲基丙烯酰氧乙基三甲基氯化铵(DMC)：训(DMC)一78的工业水溶液；水玻璃：模数1．7，北京渤海利通生物科技有限公司；硝酸铈铵(CAN)，丙烯酰胺(AM)，醋酸，氯化钠，氯化铝，氯化镁，硝酸，盐酸，硫酸：均为分析纯，北京化工厂。废弃钻井泥浆：来源于胜利油田，基本性质见表l。表1废弃钻井液基本性质特征项目密度／(g·mL)表观粘度／(mPa·s)W(固)／w(油)／pH数值1．6236．5O54．405．OO11．641．2实验仪器精密电动搅拌仪：JJ一1，江苏省金坛市鸿科仪器厂；电热恒温水浴锅：HHS1N，北京长安科学仪器厂；pH酸度计：pHS-25C型，梅特勒一托利多·2·第19卷仪器有限公司；电子天平：EL204，梅特勒一托利多仪器有限公司；电热鼓风干燥箱：SB100DT，宁波新芝生物科技股份有限公司；低转速大容量离心机：TD5A-WS，金坛市金南仪器厂。1．3实验步骤实验步骤：在装有搅拌器的三口烧瓶中，加入一定量的模数1．7的水玻璃，加入去离子水稀释。调节pH值，反应一段时问，得到纳米二氧化硅胶体。继续搅拌或超声备用。在装有搅拌器的三口烧瓶中，加入定量的去离子水、壳聚糖和质量分数2的醋酸以及上一步的纳米二氧化硅胶体搅拌并加热至70℃，持续30min使壳聚糖充分溶解，冷却至室温备用，并通人氮气除氧30rain。加入预定量的丙烯酰胺和DMC，搅拌1～2rain后滴加引发剂硝酸铈铵溶液。于一定温度下反应一定时问，制备出纳米二氧化硅与有机壳聚糖三元共聚物。1．4絮凝实验称取废弃钻井液100g，加入一定量的破胶剂，搅拌均匀，再称取一定量制得的絮凝剂，加入到废弃钻井液中，搅拌均匀后静置，在转速3500r／min离心10min后倒出上层液体。计算公式如下。固相(水)一(m1一m2)／m1固相(固)一／m式中：一未加入絮凝剂离心之后的质量；一加入絮凝剂离心后固体的质量；mz一在烘箱中烘干后固体的质量。2结果与讨论2，1破胶剂的筛选破胶剂在絮凝的过程中主要是起着去油和调节pH值的作用，在油田废弃钻井液中先使用破胶剂主要的作用是使絮凝剂直接与污水粒子接触，更好的发挥作用。选用AlCl3，MgC12，HNO3，HCl，H2SO45种破胶剂，各取100mI的油田废弃钻井液，稀释2倍后分别加入以上5种浓度为10mmol／L的破胶剂，充分搅拌后静置。计算上层液体的体积，见图1。2345678V(破胶剂)／mL图1不I司破胶剂蹦水效果比较由图l可知盐酸的