聚环氧琥珀酸对油田污水中硫酸锶/钡垢的阻垢性能及阻垢机制研究

以自制聚环氧琥珀酸(PESA)为研究对象,考察其相对分子质量对油田污水中硫酸锶/钡垢的阻垢性能,并将PESA与常用阻垢剂进行性能比较。结果表明:PESA相对分子质量对其阻垢性能有明显的影响,对于不同浓度的成垢离子、不同种类的垢,要选择不同的相对分子质量和合适的用量;PESA是一种高效的阻硫酸锶/钡垢的阻垢剂,针对含500 mg/L以下锶离子的污水相对分子质量500~1 000较好,针对含1 000 mg/L以上锶离子的污水相对分子质量约2000较好,用量3~8 mg/L时阻垢率均可超过95%;对于阻硫酸钡垢,其阻垢性能优于油田常用阻垢剂,且PESA与PAA有复配效应,对于含1 000 mg/L Ba~(2+)的水系,PESA与PAA在比例为1∶3,用量为100 mg/L时,阻垢率比单独使用提高近20%;PESA主要是通过引起晶格畸变、扰乱晶体正常生长以及螯合增溶等机制起到阻垢作用。     

碳酸钙阻垢效果影响因素实验研究

为了研究多因素共同作用对碳酸钙阻垢效果的影响,采用静态阻垢法对筛选出的浓度为100 mg/L 的PESA 阻垢剂开展了碳酸钙阻垢效果影响因素研究。首先,采用单因素分析法开展了阻垢剂类型、浓度、碳酸钙过饱和度、含 盐量以及pH 值对碳酸钙阻垢效果的影响实验,然后,根据单因素实验结果设计正交实验,通过正交实验研究了含盐 量、温度、CO2 分压和pH 值共同作用时对碳酸钙阻垢效果的影响。单因素实验结果表明,随着碳酸钙过饱和度的增大 阻垢剂PESA 的阻垢率减小,随着含盐量的增大阻垢剂PESA 的阻垢率先增大后相对减小,随着pH 值的增大阻垢剂 PESA 的阻垢率先增大后减小;临界含盐量为50 g/L 时,阻垢率可达95.85%;pH 值为6.5∼8.0 时阻垢效果最佳,阻垢 率为90%。由正交实验结果可知,温度对PESA 阻垢剂的阻垢率影响最为显著,对应的极差为8.2,P 值为0.002,其次 为pH 值和CO2 分压,而含盐量的影响作用微乎其微。最优因素水平组合为温度60℃、pH 值7.5、CO2 分压1.5 MPa、 含盐量5.5 g/L,此时阻垢剂PESA 对碳酸钙的阻垢效果最好。     

复配阻垢剂的性能及阻垢机理研究

采用静态阻垢法对聚环氧琥珀酸(PESA)、聚天冬氨酸(PASP)和丙烯酸-2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸共聚物(AA/AMPS)组成的复配阻垢剂的阻垢性能进行研究,采用SEM初步探讨了复配阻垢剂的阻垢机理.结果表明与进口阻垢剂MDC220和PTP-0100相比,复配阻垢剂对CaCO3,CaSO4和Fe2O3有很好的阻垢性能,硬度和碱度对复配阻垢剂的阻垢性能影响较小.对加入复配阻垢剂前后的碳酸钙垢样和硫酸钙垢样进行了分析,结果表明,复配阻垢剂使垢的晶格产生了畸变,使晶体从有规则致密结构的晶体变为松软的不定型体.     

碳酸钙成垢离子变化规律及阻垢剂评价新方法

研究了碳酸盐垢成垢过程中成垢阴、阳离子浓度的变化规律,并在此基础上提出了利用酸碱滴定来评价阻垢剂性能的方法.其基本原理是用酸标准溶液滴定静态阻垢实验前后成垢阴离子(HCO3-)浓度变化来评价阻垢剂的阻垢效率.利用此方法对HEDP,PBTCA,丙烯酸-丙烯酸羟丙酯三元共聚物等常用阻垢剂的阻碳酸钙垢性能进行了评价,较传统的络合滴定法具有操作方便、经济,更易于实现自动化等优点.     

新型绿色阻垢剂ESA/AA/AMPS的合成及性能研究

以马来酸酐为原料,双氧水为氧化剂,钨酸钠为催化剂合成了中间体环氧琥珀酸(ESA),再以环氧琥珀酸(ESA)、丙烯酸(AA)、2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸(AMPS)为原料,过硫酸铵为引发剂,合成了新型绿色阻垢剂ESA/AA/AMPS三元共聚物。用静态阻垢法评价了该产品的综合阻垢性能和稳锌能力,结果表明:ESA/AA/AMPS三元共聚物阻碳酸钙垢的效果与聚环氧琥珀酸(PESA)基本相当,而阻磷酸钙垢、硫酸钙垢及稳锌能力均明显优于PESA。     

复配阻垢剂对碳酸钙阻垢效果及垢晶微观形貌影响

针对石南1631注水井结垢问题,以该注水井水样分析数据为基础,应用Scale-Chem结垢预测软件对该注水井的结垢类型进行了预测,得到该注水井的主要结垢类型为碳酸钙垢,并与现场垢样分析结果进行了对比。为了减缓结垢对注水的影响,选用五种阻垢剂对该注水井水样开展了阻垢效果研究。在阻垢剂单剂对注入水水样阻垢效果实验研究的基础上,将优选出的阻垢剂PESA与DTPMPA以2:1 复配,当阻垢剂浓度为80mg/L时,阻垢率达到90.26%。为明确复配阻垢剂的阻垢机理,对加入不同复配阻垢剂浓度前后形成的垢晶进行了扫描电镜分析与X-射线衍射分析,分析结果表明,复配阻垢剂对碳酸钙晶体的形貌与晶体粒径均有一定程度的影响,在实验所用复配阻垢剂浓度范围内,阻垢剂浓度越高,碳酸钙晶体的平均粒径越小;复配阻垢剂主要通过螯合增溶与晶格畸变,在碳酸钙垢的形成过程起到了抑制作用。     

复配阻垢剂对硫酸钡阻垢效果研究

硫酸钡垢结构致密且一般不溶于酸,目前针对该类垢型最有效的解决办法就是在注入水中加入化学阻垢剂。选取DETPMP、EDTMPS、GY-405、HX-1、AMPS(2-丙烯酸-2-甲基丙磺酸)五种阻垢剂进行复配,采用钡离子络合滴定方法筛选出阻垢效果较好的复配型阻垢剂,再利用正交实验优化阻垢剂的配方。实验结果表明:阻垢剂两两复配时,GY-405与DETPMP在复配比为2:1时对硫酸钡垢阻垢效果最好,阻垢率最高可达到62.36%;三种阻垢剂复配时,利用正交软件可知,在GY-405、DETPMP、AMPS的浓度分别为25 mg/L、25 mg/L、15 mg/L时,该复配型阻垢剂对硫酸钡的阻垢效果最好,可达80%以上。选取Ba2+浓度、温度、矿化度、p H作为影响因素,对复配阻垢剂进行正交评价实验。通过正交实验可知,在四种因素共同作用下,当矿化度为42 g/L、Ba2+浓度为800 mg/L、p H为7、温度为85℃时,复配阻垢剂对硫酸钡阻垢率最大。四种因素中,复配阻垢剂对硫酸钡阻垢效果的影响大小的排序为Ba2+浓度p H矿化度温度。     

影响硫酸钡阻垢效果因素实验研究

为了研究硫酸钡阻垢效果的影响因素,实验中采用静态阻垢法对筛选出的ZX–101、TH–1 以及TH–607B 3
种钡（锶）阻垢剂,分别开展了温度、矿化度、Ba2+ 浓度以及SO2-4 浓度对硫酸钡阻垢效果影响实验。实验结果表明：3
种阻垢剂均表现出较好的阻垢性能,能够有效阻止硫酸钡结垢。随着温度与体系矿化度的升高,3 种阻垢剂的阻垢率
呈现出先增加后减小的规律,且阻垢率随阻垢剂浓度的增加而增加。当温度为65 ℃、SO2-4 浓度为0.55 g/L、矿化度
为73 g/L、阻垢剂浓度为0.10 g/L 时,溶液中的Ba2+ 浓度从0.64 g/L 增加到1.28 g/L 的过程中,3 种阻垢剂的阻垢率
逐渐降低,分别从96.55%、97.65%、98.04% 下降为82.80%、87.83%、84.49%。当Ba2+ 浓度为0.8 g/L、阻垢剂浓度为
0.08 g/L、溶液中SO2-4 浓度从0.10 g/L 增加到0.60 g/L 时,3 种阻垢剂的阻垢率分别从90.64%、96.49%、93.57% 增加到
99.79%、99.28%、99.79%,随后开始下降,最终下降为93.72%、91.09%、80.06%。     

聚环氧琥珀酸衍生物缓蚀阻垢性能的理论研究

在油气田开发过程中会出现油管腐蚀和结垢的现象,从而造成巨大的经济损失并引起严重的安全问题。添加缓蚀阻垢剂是一种有效的防腐防垢的方法。近年来,随着人们环保意识的增强,环境友好的聚环氧琥珀酸(PESA)被广泛研究。采用量子化学和分子动力学模拟方法研究了PESA和聚环氧琥珀酸衍生物(MEA-PESA)的缓蚀阻垢性能。讨论了量子化学参数(前线分子轨道能量、能隙、整体硬度和Fukui指数)对缓蚀效率的影响。采用分子动力学模拟方法研究了8种缓蚀阻垢剂在金属和碳酸钙表面的吸附行为。结果表明,PESA和MEA-PESA缓蚀阻垢剂随着聚合度增加,缓蚀和阻垢效率均随之增强。     

一种4倍浓缩循环冷却水的绿色阻垢处理研究

针对兴发4倍数浓缩循环冷却水,对实验室现有的几种阻垢剂进行静态阻垢实验.通过正交实验,发现PBTC的浓度为3 mg/L、AA/AMPS的浓度为6 mg/L、HPMA的浓度为2 mg/L、POCA的浓度为3 mg/L组成的复合阻垢剂作用于4倍数的循环冷却水,其阻碳酸钙垢性能为97.63%,磷含量为0.421 mg/L,是一种绿色高效的复合阻垢剂.1     

TSR 反应中地球化学条件的热力学估算

从化学热力学的角度, 通过热力学计算和绘制热力学相图, 针对硫酸盐热化学还原反应(TSR反应)和H₂S对碳酸盐岩的溶蚀两个化学反应过程, 判别其发生的可能性、方向和物理化学条件, 求取不同温度下CaSO₄ (或SO₄²⁻)被直接还原为H₂S的离子浓度、pH和氧化还原条件; 指出在地质体系中, 当CaCO₃处于沉淀–溶解的边界时, 少量酸性流体的加入就会使沉淀转为溶解, 而当Ca²⁺和CO₃²⁻浓度升高时, 又达到新的沉淀–溶解平衡。H₂S对CaCO₃的溶蚀在深度约为1000 m时达到最佳效果, 长期、多次的TSR反应才能产生充足的酸性流体(即H₂S), 这是溶蚀改造碳酸盐岩储层达到明显效果的必要条件。     

0.94(Bi0.5Na0.5)TiO3-0.06Ba(Zr0.25Ti0.75)O3陶瓷的制备、表征与热释电性能

以BaCO3、Na2CO3、TiO2、ZrO2和Bi2O3为原料,通过固相反应法合成了铁电粉末材料0.96(Bi0.5Na0.5)TiO3-0.04Ba(Zr,Ti)O3(BNT-BZT),采用常压烧结法制备了BNT-BZT陶瓷片.考察压力和烧结温度对陶瓷致密性的影响,并对BNT-BZT粉末和陶瓷片的结构、形貌和成分进...     

钛掺杂BiFeO3光催化剂的制备及其催化性能

用溶胶-凝胶法制备钛(Ti)掺杂BiFeO₃纳米颗粒(Ti-BiFeO₃), 研究不同煅烧温度对Ti掺杂BiFeO₃结构调控及光催化性能的影响, 用X射线衍射（XRD）、 扫描电子显微镜（SEM）、 能谱分析（EDS）、 紫外-可见（UV-Vis)光谱技术对颗粒的相结构、 形貌、 原子比例、 光催化性能等进行测试及分析, 并以罗丹明-B为目标降解物, 对Ti掺杂BiFeO3光催化性能进行研究. 结果表明: Ti掺杂BiFeO₃样品在不同煅烧温度均出现Bi₂Fe₄O₉相; 煅烧温度可对Bi₂Fe₄O₉的含量进行调控, 在650 ℃煅烧样品中含有适量的Bi₂Fe₄O₉相, 能有效提高Ti掺杂BiFeO₃的光催化活性, 且具有较高的降解活性, 60 min内降解效率达85%.     

阻垢剂对硫酸钡结晶动力学参数影响研究

以BaSO₄结晶过程为研究对象,基于经典的均相成核理论,采用电导率法研究了添加0.02 mmol/L的阻垢剂DTPA–5Na(二乙烯三胺五乙酸钠)、EDTMPS(乙二胺四亚甲基磷酸)及DTPMP(二乙烯三胺五亚甲基磷酸)前后BaSO₄结晶诱导期、BaSO₄晶体析出时的生成吉布斯自由能及活化能的变化,并通过扫描电镜与X-射线衍射分析了阻垢剂对BaSO₄微观形貌和特征衍射峰的影响。实验结果表明,在实验温度为298～318 K、Ba²⁺与SO₄^2-浓度为0.5～1.2 mmol/L条件下,加入阻垢剂后,BaSO₄的结晶诱导期延长,BaSO₄晶体的活化能增大,同时BaSO₄晶体的生成吉布斯自由能分别提高了10.52、8.06和6.18 m J/m²。此外,扫描电镜分析与X-射线衍射分析结果表明,3种阻垢剂显著地改变了BaSO₄晶体形貌...     

由钾长石焙烧渣的酸化溶液制备高纯Al(OH)_3

以钾长石焙烧渣的酸化溶液为原料,Na_2CO_3溶液为沉淀剂制备高纯Al(OH)_3.实验考察了溶液终点pH值、反应温度、陈化时间、Na_2CO_3质量浓度对沉铝率的影响,得到优化工艺条件.采用化学成分分析,XRD,SEM,FTIR对Al(OH)_3粉体进行表征.结果表明:在反应温度50℃的条件下,加入质量浓度为300 g/L的Na_2CO_3溶液调节Al_2(SO_4)_3溶液,使其终点pH值至4.8,控制陈化时间40 min,沉铝率可达99%.得到的Al(OH)_3粉体为非晶态结构,颗粒均匀,表面粗糙,有团聚现象.     

温度对超临界CO_2置换CH_4的影响

为研究超临界CO_2置换CH_4过程中温度对置换效果的影响,以屯留煤样为研究对象,借助ISO-300型等温吸附仪对煤样进行了不同温度(35、45、55℃)、相同注入压力(12.7 MPa)条件下的CO_2置换解吸CH_4试验。研究结果表明:置换解吸过程中,超临界CO_2吸附相体积分数随着温度升高而增加,随压力降低而增大,CH_4吸附相体积分数呈相反变化趋势;超临界状态下,试验直接测得的气体吸附量为Gibbs吸附量,气体真实吸附量与压力之间符合Langmuir吸附曲线,且与Gibbs吸附量的差值随压力的升高而增大;试验压降范围内,温度为35℃条件时,CH_4气体单位压降解吸率最高,显示出温度接近临界温度时,超临界CO_2置换效果最佳。     

两个新的羟基硫酸盐骨架：有机硫原位合成和晶体结构

以甲基巯基四氮唑和巯基嘧啶为硫源, 用溶剂热合成法原位合成两个纯无机羟基硫酸盐骨架： [Cu₃(SO₄)(OH)₄]_n(1)和[K₂Co₃(OH)₂(SO₄)₃(H₂O)₂]_n (2). 在化合物1中, 一维带状折叠—Cu₃(OH)₄—阳离子链被硫酸根连接形成三维羟基硫酸铜骨架; 在化合物2中, 一维折叠Co₃(OH)₂阳离子链被硫酸根连接形成二维羟基硫酸钴阴离子骨架, 该阴离子骨架进一步被K⁺连接形成三维双金属纯无机骨架, 在该三维结构中存在K⁺传输通道. 实验结果表明, 有机硫作为硫源为合成羟基硫酸盐提供了一种新策略.     

祁连山玉石沟橄榄岩中非生物成因甲烷‒石墨流体包裹体及其形成条件

研究北祁连造山带玉石沟橄榄岩中富甲烷流体包裹体。激光拉曼光谱原位分析结果显示, 这些流体包裹体主要由液态或气态 CH₄+C(石墨)组成, 次要成分为N₂, H₂O, C₂H₆和C₃H₈, 代表还原性的C-H流体形式。根据石墨的拉曼特征谱峰, 利用石墨化碳质拉曼光谱(RSCM)温度计计算石墨形成温度, 结果指示石墨在流体中沉淀的最低温度介于430~590°C之间, 表明CH₄+C是非生物成因的, 并形成于地幔环境。     

CaO-SiO2-MgO-Al2O3四元渣系Al2O3活度预测模型

高炉渣系各组元活度对高炉冶炼和产品质量具有重要的影响作用. 基于分子-离子共存理论,建立CaO-SiO₂-MgO-Al₂O₃四元渣系Al₂O₃活度预测模型;结合试验测定值对其进行验证与修正,最终建立了修正的CaO-SiO₂-MgO-Al₂O₃四元渣系Al₂O₃活度预测模型;同时,依据模型计算结果探究R(w(CaO)/w(SiO₂)),w(MgO)/w(Al₂O₃)和w(Al₂O₃)对Al₂O₃活度的影响. 研究结果表明:修正后的CaO-SiO₂-MgO-Al₂O₃四元渣系Al₂O₃活度预测模型具有较高的预测精度,能够很好地预测熔渣Al₂O₃活度;当w(MgO)/w(Al₂O₃)=0.40,w(Al₂O₃)=20%时,随着R增加,Al₂O₃活度逐渐减小;当R=1.25,w(Al₂O₃)=20%时,随着w(MgO)/w(Al₂O₃)增加,Al₂O₃活度逐渐减小;当w(MgO)/w(Al₂O₃)=0.40,R=1.25时,随着w(Al₂O₃)增加,Al₂O₃活度逐渐增大.     

上海市某区域PM2.5及其重金属对居民健康的影响

跟踪监测上海某典型工业居民混合区夏、秋、冬三季的PM_2.5及其重金属成分的质量浓度, 分析污染物质量浓度变化趋势, 通过人体暴露健康风险评价模型对居民健康进行风险评估. 结果显示, 调查区域内居民区的PM_2.5的质量浓度与全市均值相当; 各点位PM_2.5及其重金属成分的污染水平均呈现明显的季节性特征, 其中冬季明显高于夏秋季; 重金属中铅、镉的质量浓度均未超过国家标准, 各点位的砷的质量浓度均超过国家标准1倍; 调查区域内致癌和非致癌重金属成分的健康风险处于“可接受”水平, 不会增加当地居民的健康风险.