新型稠油原油 污水 高效破乳剂-PAMAM 树形分子

新型稠油原油污水高效破乳剂2PAMAM树形分子周贵忠1,谭惠民2,罗运军2,张旭1,李广贺1(1.清华大学环境科学与工程系,北京100084;2.北京理工大学材料科学与工程学院,北京10081)摘要:通过保护与反保护的方法,合成了PAMAM稠油原污水高效破乳剂。探讨了原油废水的pH值、温度,以及不同PAMAM代数对稠油原油污水破乳效果的影响。联合无机高分子絮凝剂得了更好的效果。现场试验表明,PAMAM树形分子是一类性能优良的原油污水破乳剂。关键词:PAMAM树形高分子;原油污水破乳;高效破乳剂中图分类号:X791文献标识码:A文章编号:100326504(2005)0220001203对于乳化原油,在所有的处理过程中,都要经过破乳这一阶段。原油破乳的方法,以如下几种:化学破乳,电磁场法破乳,微汉卡辐射破乳,膜法破乳,活性污泥(微生物)破乳等。化学破乳法是使用化学破乳剂或调节乳液的pH值使乳液破乳的方法。破乳剂分子渗入并粘附在乳化液滴的界面上,置换出乳化剂破坏表面膜,使分散相释放出来并聚结、分相,达到破乳的目的。化学破乳效果较好,并且可以通过提前加入破乳剂乳液的形成。这种方法在许多过程中有着重要的应用,如在石油工业中,可在注水采油提前加入破乳剂,能在一定程度上防止乳液的生成,避免后续的处理。它是目前最常用的破乳方法。因此直至目前,对化学破乳剂的研究仍然非常活跃,例如卞华松等[1]由氨、仲胺与伯胺及表卤代醇合成制备了高效破乳剂PNN,并用以处理乳化油废水,取得了较好的效果;徐心茹等[2]针对我国原油在加工过程中产生的水包油型乳状液进行了破乳研究;XG977是关卫省等[3]研发的一种以聚合硫酸铝铁、钙盐为主的适用于处理含油废水的高效、廉价的复合型絮凝剂;针对新疆克拉玛依油田九区的高含水稠油,陈峰等[4]研制了一种水溶性高分子破乳剂PR-23等。针对辽河油田稠油原油污水,开发了一种新型高分子处理剂PAMAM树形分子破乳剂。1合成试验简述[5-6]本论文所用的PAMAM树形分用保护与反保护相结合的多步重复的外向散法合成。目树形分子从亲核性引发核一乙二胺开始合成。对亲核性引发核,第一步与丙烯酸甲进行Mixhael反应,这种加成反应在基金项目:基金项目:国家自然科学基金资助(2007703)作者简介:周贵忠(1973-),男,博士,主要从事环境友好材料的开发与应用研究,(电话)0102629795929(电子信箱)zhougz@mail.tsinghua.edu.cn。室温下反应很迅速,具有很高的选择性,不会出现酰胺化;第二步是以羧酸酯为中间体在室温下与过量乙二胺反应得到第一代树形分子。不断重复以上两个步骤得到相对分子质量逐步增长的不同代数的产物。2室内水处理试验在石油污水处理的过程中,温度是限制破乳使用的一个重要因素,也是稀量破乳剂破乳效果的一种手段。为了研究PAMAM树形分子在处理石油污水过程中受温度影响的情况,特地做了不同温度下:配制0.10%PAMAM4.0水溶液待用。于9只具塞玻璃管中每只准确称量10.00g石油污水,放入电子恒温水溶锅中,开始时加入冰块,代温度稳定后,取出一只玻璃管迅速加入0.200mL0.10%PAMAM4.0水溶液,上下振摇100次,静置。后升温,温度稳定后再取出一只,重复以上操作,分别得到不同温度进处理的溶液,经过滤后,测量其COD值,比较不同温度对石油废水处理的效果,见图1。图1温度对PAMAM树形分子处理稠油污水效果的影响由图1可以看出,最佳处理温度20℃左右,过高或低都对处理效果产生影响。2.2溶液pH值对石油污水处理效果的影响一般说来,破乳剂的破乳效果也受溶液酸度的影响,在不过程中,由于处理水业自不同的地域。对于石油污水来说,不同油井由于加入的油田化学剂的不同·1·新型稠油原油污水高效破乳剂2PAMAM树形分子周贵忠,等转载http://www.paper.edu.cn中国中国科技论文在线科技论文在线环境科学与技术等因素,出水的酸度也有差异,因此在污水处理前,一般水处理厂及药剂工程师对污水的pH值作出测量,以便选择合适的水处理剂。PAMAM树形分子的表面为氨基,在水溶液中易电离,因此会受溶液酸度的影响,试验程序如下:于9只具塞玻璃管中每只准确称量10.00g石油污水,在20℃下,用盐酸和氢氧化钠调节pH值,用pH计检测。然后加入0.200mL0.10%PAMAM4.0水溶液,上下振摇100次,静置。得到不同pH值下处理的溶液,经过滤后,测量其COD值,比较不同pH值对石油废水处理的效果,见图2。图2溶液pH值PAMAM树形分子处理稠油污水效果的影响由图2中可以看出,处理适宜的pH范围在4.8至10.57之间。原油污水pH=8.38,因此不用调节体系的酸度,直接处理就能达到很好的效果。2.3PAMAM