油田常用聚合物的清潔氧化降解研究.pdf

1、如今，國內(nèi)外大多數(shù)油田在采油過程中大量使用各種聚合物，主要包括羥丙基瓜爾膠、聚丙烯酰胺和羧甲基纖維素等，致使大多數(shù)油田采出污水中的聚合物含量偏高，部分油田的污水中聚合物質(zhì)量濃度高達1000mg/L，聚合物含量嚴(yán)重超標(biāo)，處理難度較大?，F(xiàn)在油田現(xiàn)場主要選取的污水處理的方法主要為芬頓氧化法。該方法的優(yōu)點是氧化活性較高，對聚合物的氧化降解較徹底；氧化降解的產(chǎn)物為無毒、易生物降解的小分子物質(zhì)，不會產(chǎn)生二次污染；處理過程所需藥品價格低廉且易得，處理

2、成本較低。該方法缺點是Fenton氧化過程在pH為2.0~3.0的條件下才能發(fā)揮其效能，對反應(yīng)條件要求較苛刻，而油田污水一般是偏堿性的，所以處理油田污水過程中需要首先調(diào)節(jié)污水的pH值至2.0~3.0，處理后的污水還需要將pH值回調(diào)至6.0~9.0，以滿足我國《污水綜合排放標(biāo)準(zhǔn)》的相關(guān)規(guī)定。因此，處理油田污水整個過程需要消耗大量的酸和堿。
　　典型的Fenton體系是在酸性環(huán)境下，F(xiàn)e2+催化H2O2快速分解產(chǎn)生大量具有高氧化活性羥

3、基自由基?OH，該體系可用將大多數(shù)有機物的氧化降解，應(yīng)用十分廣泛。然而，該體系對污水的酸堿性要求十分苛刻，且使其應(yīng)用步驟繁瑣，使其應(yīng)用范圍受到制約。為了拓寬Fenton法的適用范圍，本文制備了一系列金屬配合物催化劑，在較高pH條件下催化H2O2氧化降解油田常用的聚合物，對拓寬Fenton體系的酸堿性適用范圍做了進一步探究。
　　本文主要以羥丙基瓜爾膠的膠液粘度為評價指標(biāo)，合成了一系列金屬配合物催化劑，通過膠液粘度的評價方法，實驗篩

4、選出來了5種對雙氧水催化效果較好的催化劑，進而對這5種催化劑的最佳應(yīng)用條件進行了篩選并通過紫外光譜分析對各個催化劑進行了表征以探究其催化效果較好的機理。實驗用各催化劑在最佳條件下催化氧化降解油田常用的三種常用聚合物，對比分析了各催化劑對于去除COD和降低粘均分子量的作用效果。取得的主要研究成果如下：
　　（1）篩選出了EDTA-Fe（II）、四乙烯五胺-Co、半胱氨酸-Fe（III）、酒石酸鈉-Fe（III）和鄰菲羅啉-Cu等五種

5、催化H2O2氧化降解羥丙基瓜爾膠效果較好的催化劑；
　　（2）優(yōu)化出各催化劑的使用條件如下：EDTA-Fe（II）金屬離子和配體比例為1：1，雙氧水用量為羥丙基瓜爾膠質(zhì)量的10％，催化劑用量為雙氧水物質(zhì)的量的10%，溫度為45℃，pH為9；四乙烯五胺-Co金屬離子和配體比例為1：3，雙氧水用量為羥丙基瓜爾膠質(zhì)量的10%，催化劑用量為雙氧水物質(zhì)的量的10%，溫度為45℃，pH為7；半胱氨酸-Fe（III）金屬離子和配體比例為1：1，

6、雙氧水用量為羥丙基瓜爾膠質(zhì)量的10%，催化劑用量為雙氧水物質(zhì)的量的10%，溫度為45℃，pH為7；酒石酸鈉-Fe（III）金屬離子和配體比例為1：3，雙氧水用量為羥丙基瓜爾膠質(zhì)量的10%，催化劑用量為雙氧水物質(zhì)的量的5%，溫度為45℃，pH為11；鄰菲羅啉-Cu金屬離子和配體比例為1：3，雙氧水用量為羥丙基瓜爾膠質(zhì)量的10%，催化劑用量為雙氧水物質(zhì)的量的10%，溫度為45℃， pH為11；
　　（3）使用篩選出的5種金屬配合物催化

7、劑分別控制在其最優(yōu)條件下，催化H2O2氧化降解油田常用的聚合物羥丙基瓜爾膠、PAM和CMC的模擬膠液。其中EDTA-Fe（II）以及鄰菲羅啉-Cu催化H2O2氧化降解三種聚合物的效果較好，其COD去除率均在99%以上，四乙烯五胺-Co、半胱氨酸-Fe（III）和酒石酸鈉-Fe（III）催化H2O2氧化降解三種聚合物的效果較一般，但也可達到97%以上；
　?。?）紫外光譜和紅外光譜表征，證明了金屬離子和配體發(fā)生了配位生成了配合物，有