固体碱催化剂阴离子交换树脂/KF催化制备生物柴油

随着社会经济发展,世界能源消耗量也在日益增加,然而矿物能源的储量十分有限,因此,开发清洁的、安全的、环保的、可再生的替代性绿色燃料已经成为人类最重要的课题之一。生物柴油是一种清洁的可再生的绿色能源,是石化柴油优质的替代品,可以直接作为柴油替代品在柴油机上使用。本研究制备了一种阴离子交换树脂/氟化钾固体碱催化剂用于制备生物柴油。阴离子交换树脂种类、阴离子交换树脂/KF质量比、甲醇/植物油的质量比、反应时间和催化剂用量等条件对酯化反应的影响进行了研究。D201/KF为最有效的催化剂,最佳反应条件下产率为99.2%。此外,该催化剂具有优良的重复利用性,第6次反应生物柴油收率为92.2%。     

疏水缔合聚丙烯酰胺的结构表征及其缔合作用

研究了驱油用疏水缔合聚丙烯酰胺(HAP)的分子结构,并采用黏度、电导率、表面张力、荧光芘探针法测量了HAP溶液的临界缔合浓度(CAC),利用动态光散射(DLS)和扫描电镜(SEM)验证结果的可靠性,并分析HAP分子的缔合作用。结果表明,HAP为含有苯环且部分酰胺被取代的磺酸根阴离子疏水缔合型聚丙烯酰胺,不同方法测得的CAC为150~200 mg/L。HAP溶液质量浓度为100 mg/L时,粒径呈单峰状分布,无空间网络结构,表观黏度仅为21.67 mPa·s;200 mg/L时出现了分子间缔合,形成骨架较细的空间网络结构,粒径呈双峰状分布,聚合物黏度明显增大;500 mg/L时分子间缔合增强,粒径分布双峰右移,形成骨架较粗的空间网络结构,聚合物黏度显著提高为105.5 mPa·s。     

耐温抗盐缔合聚合物的合成及性能评价

针对胜利油区三类油藏高温高盐的环境,采用胶束聚合法合成了一种耐温抗盐缔合聚合物HAWSP,研究了引发剂、表面活性剂、缔合单体DiC8AM物质的量分数及耐温抗盐功能单体AMPS-Na质量分数对HAWSP合成的影响,将其分子结构进行核磁共振氢谱表征,并对其溶液性能进行评价。HAWSP的最佳合成条件为:复合引发剂为Y4,表面活性剂为NS,DiC8AM物质的量分数为1.4%~1.6%,AMPS-Na质量分数为15%~17.5%。核磁共振氢谱证实HAWSP由AM,DiC8AM和AMPS-Na共聚而成。随着溶液中钙镁离子质量浓度的增加,HAWSP溶液的粘度保留率为55%~60%,而抗盐高分子质量聚合物PAM溶液的仅为30%~40%;在90℃高温下经120 d老化后,质量浓度为1 500mg/L的HAWSP溶液的粘度为15 mPa·s,而相同质量浓度的PAM溶液在老化时间超过60 d后产生沉淀,HAWSP的耐温抗盐、老化稳定和驱油性能明显优于PAM,原油采收率提高幅度也明显高于PAM,可用作三次采油驱油剂。     

界面扩张流变法研究有机碱与原油活性组分的界面相互作用

从胜利油田渤61原油中分离得到胶质和沥青质,通过滴外形分析方法研究了两种原油组分模拟油（质量分数0.5%,由航空煤油配制）与乙醇胺溶液间的界面张力及界面扩张流变性质。结果表明,乙醇胺与胶质中脂肪酸反应,形成脂肪酸和皂的混合吸附膜,有利于界面张力的降低,但对界面扩张模量影响不大。乙醇胺与沥青质中芳香酸的反应能促进芳香酸的吸附,降低界面张力,同时增加膜强度;但随着乙醇胺浓度的进一步增大,芳香酸皂扩散交换作用对界面膜的影响增强,界面膜黏性部分增加,膜强度有所降低。     

高相对分子质量丙烯酰胺/丙烯酸钾共聚物的制备

采用环己烷作溶剂，SPAN80／OP10为复配乳化剂，过硫酸钾（KPS）-四甲基乙二胺（TMEDA）为氧化还原引发剂，丙烯酰胺（AM）和丙烯酸钾（AAK）为原料，室温下，通过反相乳液聚合法制备了高相对分子质量AM／AAK共聚物。考察了聚合温度、引发剂浓度、乳化剂选择及其浓度、单体浓度及配比等对AM／AAK共聚物特性粘数的影响。确定了最佳聚合条件：矿（水）：矿（环己烷）=1．5：1，c（乳化剂）=2．5-3．5g／dL，m（SPAN80）：m（OP10）=（2．3-11．8）：1，c（单体）=30-35g／dL，m（AAK）：m（AM）=0．17：1，c（KPS）=1．7-2．5mmol／L，n（KPS）：n（TMEDA）=1：1，聚合温度为20-35℃。     

粘度法测定驱油用聚丙烯酰胺分子量常见问题分析

论述了测量聚丙烯酰胺产品特性粘数及分子量的影响因素。确定了粘度计常数的选取范围,明确稀释溶液浓度的配制要求。分析了不同分子量聚丙烯酰胺在数据处理过程中可能出现的问题。建议取Huggins方程外推截距作为特性粘数值。     

新型耐特高温抗水解型聚合物驱油性能

胜利油区特高温油藏温度为95～120℃,目前已有的驱油用聚合物在该温度下放置30 d后水解度约为100%,黏度仅为1 mPa·s,驱油性能大幅降低,无法满足此类油藏聚合物驱要求。为了改善聚合物在特高温条件下的热稳定性和驱油性能,通过引入AMPS单体和耐特高温的N-乙烯基吡咯烷酮单体,优选了新型耐特高温抗水解型聚合物,研究了聚合物在特高温油藏下的增黏性能、流变性能、注入性能及驱油性能,重点研究了聚合物在120℃下的水解度和黏度热稳定性。结果表明,与相对分子质量相近的常规部分水解聚丙烯酰胺相比,耐特高温抗水解型聚合物初始黏度提高1倍以上,黏弹性能大幅增加,且具有良好的注入性和驱油效果,120℃下放置30 d后水解度仍为0,黏度不变,具有良好的热稳定性,有望应用在胜利油区特高温油藏,突破化学驱提高采收率温度界限。     

超高分子聚合物性能评价及微观结构研究

为了进一步提高聚合物驱的驱油效果,评价了相对分子质量在3 500万以上的超高分子聚合物的性能,并观察了超高分子聚合物溶液的结构。在70 ℃、矿化度11 200 mg/L的试验条件,利用安东帕流变仪评价了超高分子聚合物和常用聚合物的增黏性、耐温性、抗盐性、剪切流变性及黏弹性,采用物理模拟试验方法分析了2种聚合物的驱油效果,并通过冷冻蚀刻扫描电镜对比了常用聚合物与超高分子聚合物溶液的微观结构。结果表明,超高分子聚合物在水溶液中能够形成更致密的网络结构,相对于常用聚合物,它的增黏性和抗盐性高30%以上,耐温性高40%以上,威森伯格数是其2倍,采收率提高率高6.5%。研究表明,超高分子聚合物是一种性能更优的驱油剂,可以显著改善驱油效果。