石油醚W/O乳状液及其液膜稳定性

以破乳率为衡量标准,借助显微镜直接观察,探讨了乳状液含水量、表面活性剂用量、乳化时间、乳化强度等因素对石油醚W/O型乳状液体系稳定性的影响。在实验范围内,乳状液含水量的提高及表面活性剂用量的增加,有利于乳状液的稳定;存在较优的乳化时间20min和乳化强度4000rmin-1。选取脂肪烃、芳香烃、混合烃共6种不同油相制备乳状液,对比其稳定性的差异。此外,还初步考察了石油醚W/O/W液膜溶胀和泄漏问题,结果表明该乳状液膜泄漏率低于3.5%,表观溶胀率约为20%。     

加电三维螺旋板式微通道对W/O型乳状液的破乳

首次设计并加工了一套加电三维螺旋板式微通道装置,微通道由具有双亲性的铜片与亲油性的聚四氟乙烯（PTFE）片构成,该装置利用电破乳与微通道破乳的双重耦合作用,可以实现微通道对W/O型乳状液的高效破乳过程。实验研究了该通道对W/O型乳状液的破乳效果,主要考察了微通道高度、微通道片数、微通道螺旋角度、直流电场强度以及乳状液流速等因素对破乳率的影响。实验结果表明：减小通道高度、增加通道长度、提高电场强度有助于提升微通道的破乳率;当微通道高度为110 μm、直流电场强度为250 V·cm^-1、微通道角度为180°、微通道片数为5片、流速为2 ml·min^-1时乳状液单次通过微通道的破乳率可以达到68%。实验结果表明加电三维螺旋微通道对W/O型乳状液的破乳过程具有过程强化作用。     

生物优势菌破乳剂的制备及性能研究

本文将优势菌技术应用于生物破乳剂的制备研究。从菌种采集开始,经增殖及定向培养,得到了可用于O/W型乳状液破乳的优势菌群,并对其破乳性能及影响破乳性能的主要因素进行了研究。试验结果表明,在破乳时间48h,生物优势菌破乳剂的破乳效率可达约90%。破乳菌浓度、pH值、破乳时间、菌龄等对破乳性能产生影响,而灭菌处理对破乳性能无明显影响。     

冷冻解冻法破除液体石蜡W/O乳状液

冷冻解冻法是一种新型的破除W/O乳状液的物理破乳方法.为了揭示冷冻解冻破乳作用机制,本文以稳定性好的液体石蜡W/O乳状液为研究对象,采用差热扫描量热仪（DSC）与显微镜,研究了高黏度连续相液体石蜡体系的W/O乳状液的冷冻解冻破乳过程.结果表明：该破乳过程是一个渐进过程.当乳珠粒径均匀细小,小于5.5 μm时,乳珠在冷冻解冻循环中逐渐长大,经多次冷冻解冻后完成破乳;然而当乳珠粒径较大时,如51 μm,乳状液体系仅需单次冷冻解冻循环就可破乳较完全,破乳率超过90%.此外,乳状液含水量的增加有利于提高破乳效率.乳状液水相的凝固点受乳珠尺度的影响,但受含水量的影响不显著.当乳珠粒径较大时,水相凝固点随乳珠粒径的减小而降低;但是当乳珠粒径降至5.5 μm时,乳珠粒径的改变对其影响已不明显.     

加电三维螺旋板式微通道对W/O型乳状液的破乳

首次设计并加工了一套加电三维螺旋板式微通道装置,微通道由具有双亲性的铜片与亲油性的聚四氟乙烯(PTFE)片构成,该装置利用电破乳与微通道破乳的双重耦合作用,可以实现微通道对W/O型乳状液的高效破乳过程。实验研究了该通道对W/O型乳状液的破乳效果,主要考察了微通道高度、微通道片数、微通道螺旋角度、直流电场强度以及乳状液流速等因素对破乳率的影响。实验结果表明:减小通道高度、增加通道长度、提高电场强度有助于提升微通道的破乳率;当微通道高度为110μm、直流电场强度为250 V·cm~(-1)、微通道角度为180°、微通道片数为5片、流速为2 ml·min~(-1)时乳状液单次通过微通道的破乳率可以达到68%。实验结果表明加电三维螺旋微通道对W/O型乳状液的破乳过程具有过程强化作用。     

乳化法萃取湿法磷酸的破乳研究

采用乳化法萃取湿法磷酸,并对乳状液破乳。研究了超声破乳和离心破乳对乳状液破乳效果的影响。研究表明：乳状液自然沉降破乳时,乳状液中液滴的聚并缓慢,所需破乳时间很长;采取超声破乳方法,当超声时间为15 min、超声功率为40 W时,破乳率可以达到80%;采取离心破乳方法,当离心转速为2 000 r/min、离心时间为3 min时,破乳率可达97%。此外,实验还对超声与离心联合作用于乳状液破乳的方法做了进一步研究。     

高压脉冲放电等离子体破乳作用试验研究

为了探索高压脉冲放电等离子体对乳状液的破乳效果及其影响因素,采用自制的高压脉冲放电等离子体反应器对模拟乳状液进行了破乳研究.结果表明高压脉冲放电等离子体破乳比单纯的高压电破乳效果好,后者达到的最大破乳率为66.14%,而前者可达到84.34%.另外,影响因素的最佳水平组合为脉冲电压15 kV,气泡尺寸23μm,气流速度0.35 L/min,时间30 s.     

破乳-絮凝法处理O/W乳状液污水的实验研究

研究了大庆某油田O/W乳状液的油水分离特性,考查了自行研制的TS-24反相破乳剂对该乳状液的破乳效果.以模拟采出水为介质,采用小型装置开展了热化学除油实验.结果表明:TS-24在投加量为300 mg/L,脱水温度为50℃,停留时间为3h,模拟采出水除油率为94.5％.对实际三元复合驱采出水3h除油率为93.7％.破乳后对三元复合驱采出液进行絮凝沉淀,结果表明:处理后出水含油量低于500 mg/L,悬浮物质量浓度低于200 mg/L,符合污水排放标准.同时,考察了影响破乳剂破乳效果的因素,并对其机理进行了分析.     

无机盐对O/W乳状液可逆转相和稳定性的影响

从乳状液的沉降稳定性、破乳电压、电导率和微观形态等几个方面,系统地研究了无机盐对十二烷基苯磺酸钠稳定的O/W乳状液相态和稳定性的影响。结果表明,高价金属盐会导致乳状液破乳或转相,其中FeCl_3只能导致乳状液破乳,不能引发转相,其他金属盐引发乳状液转相的能力依次为CrCl_3>MgCl_2>CaCl_2>SrCl_2>BaCl_2;金属盐浓度过高时不利于转相后的乳状液的稳定;OH-或部分酸根可以消除高价金属离子对乳状液的影响,Na_2CO_3、NaOH、Na_2SiO_3和Na_3PO_4可以与Cr⁽³⁺⁾反应生成不溶物,使W/O乳状液再次转相为O/W型,而Na2SO_4、H2SO_4和H3PO4则不能使乳状液发生逆转相。     

无机盐对O/W乳状液可逆转相和稳定性的影响

从乳状液的沉降稳定性、破乳电压、电导率和微观形态等几个方面,系统地研究了无机盐对十二烷基苯磺酸钠稳定的O/W乳状液相态和稳定性的影响。结果表明,高价金属盐会导致乳状液破乳或转相,其中FeCl_3只能导致乳状液破乳,不能引发转相,其他金属盐引发乳状液转相的能力依次为CrCl_3MgCl_2CaCl_2SrCl_2BaCl_2;金属盐浓度过高时不利于转相后的乳状液的稳定;OH-或部分酸根可以消除高价金属离子对乳状液的影响,Na_2CO_3、NaOH、Na_2SiO_3和Na_3PO_4可以与Cr~(3+)反应生成不溶物,使W/O乳状液再次转相为O/W型,而Na2SO_4、H2SO_4和H3PO4则不能使乳状液发生逆转相。     

高压静电破乳中离散液滴的动力学分析

考虑乳化液离散液滴的直径分布,对高压直流静电破乳过程中离散液滴的运动进行了理论模拟。模拟及实验结果表明,在高压静电作用下,离散滴液从一侧电极向另一侧电极运动。沿液滴运动方向,液滴浓度逐渐增大,并在电极附近达到最大。随着静电作用时间的延长,电极附近液滴浓度近似呈线性规律增大。在相同的作用时间内,高电压液滴浓度的增长幅度要更大。因此,尽可能提高施加电压要比单纯延长静电作用时间的破乳效果更好。此外,大的液滴运动速度更快,故对于离散相滴径较大的乳化液,破乳效率会更高。     

低压脉冲电场对高浓度O/W型乳化液破乳特性的影响

为实现高含油浓度O/W型乳化液的电场破乳预分水,借鉴电絮凝技术的工作原理自行设计了静态序批式电场破乳预分水实验装置。在对乳化液理化特性进行量化表征以确保其稳定性的基础上,以预分水率为主要评价指标,系统实验研究了电场形式、峰值电压、脉冲频率、占空比及含水率对O/W型乳化液静态破乳预分水特性的影响。结果发现,脉冲直流方波电场下乳化液的破乳效果比直流电场较好;含水率降低使乳化液的破乳程度减弱;峰值电压、脉冲频率和占空比都存在一个最优值。当施加脉冲直流方波电场、电压幅值为40V、脉冲频率为2kHz、占空比为0.5、加电时间为30min时,含水率90%乳化液的预分水率达87.18%。基于实验过程中的现象推测,高含油浓度O/W乳化液的破乳预分水机理包括双电子层作用和类似电絮凝作用。     

乳化基质稳定性测试新方法的研究

文章利用超声波仪对乳化基质进行破乳实验,对超声波破乳各影响因素进行正交实验,获得最佳的超声波破乳实验参数:超声波功率1260W、作用时间25min、超声波作用温度为10℃、超声波杆端部距基质表面20mm。同时,通过对比高低温循环法测定不同乳化基质的稳定性,说明超声波破乳法测定乳化基质稳定性的可行性。     

静电场和离心力场联合分离水/油型乳状液

（1）对搅动下水／油型（W／O)乳状液的静电分离过程作了理论分析,从极化角度对外电场促使水滴聚结的原因给予定量解释;提出极化水滴“二分子”碰撞、聚结的假设,并阐述了极化水滴聚结的动力学过程.(2)采用一种新型（同时具有静电场和离心力场）静电分离器对水／煤油─Span80乳状液进行了分离实验．分别研究了乳状液停留时间、含水量、电压以及油相粘度等对破乳率的影响,结果表明水滴“二分子”碰撞、聚结的假设较好地描述了水滴在电场下聚结的动力学过程;破乳实验设备由于使用高速离心场替代传统重力场,使得破乳效果有明显提高．     

Development of a Continuous Electric Coalescer of W/O Emulsions in Liquid Surfactant Membrane Process

Abstract

The development of an efficient, continuous demulsification apparatus is needed in the industrial separation process utilizing the liquid surfactant membrane technique. A test apparatus for continuous demulsification was constructed in which a pulsed dc high potential is applied to W/O emulsions flowing between parallel copper electrodes of a perforated plate. Efficient demulsification was achieved by an operation in which the demulsified oil phase was absent between the emulsion and the upper electrode. When the feed rate of emulsion was adjusted to be equal to the demulsification rate, the latter value was proportional to the square root of the applied potential and independent of the distance between the electrodes.     

高频脉冲电场作用下乳状液液滴动力学模型

基于乳状液中液滴在电场中的受力情况的分析,建立了W/O乳状液中液滴振荡固有频率公式,从理论角度分析和解释了高频脉冲电场对W/O乳状液的破乳机理,从力学的角度分析了最佳频率存在的理论基础,并推导出了最佳频率的计算公式。该固有频率与液滴尺寸、界面张力、黏度、温度、密度等有关。为了验证最佳频率公式的可靠性,用正辛烷乳状液进行了室内实验。实验结果表明,理论最佳频率公式的预测结果与实验测得的最佳频率结果吻合,经修正后与白油实验结果也非常接近。     

超大宽高比螺旋板式微通道对O/W乳状液的破乳研究

设计加工出一种高分离通量的三维螺旋板式微通道 （three-dimensional spiral plate-type microchannel,3D-SPM）,利用该微通道内的亲油疏水表面与三维螺旋微结构之间的耦合作用,强化了对水包油（O/W）型乳状液的破乳过程。结合计算机模拟方法,研究了微通道片数、乳状液体积流速、停留时间对破乳率的影响。实验结果表明：随着微通道片数的增加,破乳率增加,破乳后的液滴粒径逐渐减小;随着乳状液体积流速的增加,破乳率呈先上升后下降的趋势,体现出通道的表面作用和Dean涡流作用的耦合效果,最大单次破乳率为25%;随着停留时间的增加,破乳率增加,8次循环破乳后,最大破乳率为85.9%。通过计算机模拟发现：随着流速增加,微通道矩形截面中Dean涡流的个数及强度随之增加,涡流区域不断向上下壁面拓展,当体积流速为8 ml/min时Dean涡流的个数达到最大为2对,此时壁面剪切速率为5527 s^-1,达到最大破乳率,进一步提升流速,由于壁面处剪切速率和Dean涡流扰动过大,导致破乳率降低。     

操作参数和物性参数对超声波污油破乳的影响

引言 随着以注水为主要手段的二次采油和以注聚合物溶液为主要手段的三次采油技术的广泛应用,在石油开采过程中产生了大量的污油污水,其破乳分离的难度也越来越大,重力分离、离心分离等常规分离方法已经不能满足实际工况的需求[1-2].超声波破乳脱水技术利用了超声波的机械振动、空化及热效应,能够达到较好的油水两相分离的效果,已经成为一项新兴的技术,得到了学者们的广泛关注[3-5].