油下超亲水沙层高效分离油包水乳液

正西北师范大学利用沙漠中的沙子制备了具有油下超亲水性质的沙层,并探究了对油包水乳液分离的可能性。高极性的沙层能够在油环境中吸附油包水乳液中极性的水,即使在沙层孔径大于乳液粒径的条件下,也成功的实现了各种油包水乳液的高效分离,其分离效率高达     

基于Janus SiO_2/PS纳米颗粒的乳液相行为及流变性

从微观状态和流变性能方面对克拉玛依油田81#联合站原油与Janus SiO_2/PS纳米颗粒水分散体系在不同质量分数(C_S)及不同水油体积比(R_WO)条件下形成乳液的相行为进行了研究。固定C_S=0.100%,当R_WO≤7/3时,Janus SiO_2/PS纳米颗粒水分散体系与原油形成稳定的油包水乳液,乳液液滴粒径和黏度都随水油体积比升高而增大;当R_WO7/3时,油水混合液分为上、下两相,上部为油包水乳液,下部以水为主,乳液黏度随水油体积比升高而降低。固定R_WO=7/3,当0.080%≤C_S≤0.300%时,油水完全混相,乳液黏度超过原油黏度的60倍,并且在高剪切速率时剪切变稀;当C_S0.080%或C_S0.300%时,油水混合液分为两相,并且黏度随分水体积增加而降低。固定R_WO=4/6,当0.001%≤C_S≤0.500%时,油水完全混相,乳液黏度为55~75 m Pa·s,并在剪切速率为3.00~70.00 s~(-1)时剪切增稠。以上结果表明,Janus SiO_2/PS纳米颗粒水分散体系使原油在较高含水条件下形成稳定高黏的油包水乳液,并且在一定水油体积比范围内含水越高乳液黏度越高。这个研究结果为非均质油藏扩大波及体积提供了新思路。     

海上稠油乳化堵塞解除技术研究

针对海上稠油油井乳化堵塞问题,室内分析了胶质、沥青质含量对原油油包水乳状液的影响,通过静态实验,考察了防乳破乳体系对稠油的防乳、破乳性能和油溶性降黏体系的溶沥青质能力、降黏性能;通过动态驱油实验,考察了两种药剂的解堵降压效果和驱油效果。实验结果表明,原油中的胶质、沥青质是稠油形成油包水乳状液的天然乳化剂,且含量越多,乳液越稳定。浓度为0.5%防乳破乳体系的防乳率为83%,破乳率为89%,具有良好的防止和解除乳化堵塞的能力;浓度为5%的油溶性降黏体系的降黏率为90%,溶沥青质速率为3.20 mg/(m L·min),可快速溶解稠油中的沥青质,降低原油黏度。动态驱油实验表明,油溶性降黏体系与防乳破乳体系可降低注入压差0.8 MPa,约为原压差的30%,驱油效果表明,两种体系的加入可使其驱油效率提升5%。化学体系可有效解除稠油乳化堵塞的问题,同时还可进一步提高洗油效率,加快采收速度,提高采收率。     

海上油田在线调驱提高乳液聚合物黏度技术

为了提高在线调驱用乳液聚合物黏度,保证在线调驱顺利应用实施,本文针对油包水型(W/O)乳液聚合物与高压水配制成聚合物溶液的溶解、破乳和混合过程,通过对内置破乳器的设计改进,缩短了破乳器喷嘴与注入水管线之间的距离,实现了乳液聚合物增黏效果的最大化,E23井在线调驱乳液聚合物注入井口的黏度破乳前为5.4 mPa·s,破乳后...     

耐温耐盐乳液暂堵转向剂制备与性能评价

为改善常规乳液高温易破乳、增黏能力弱、转向能力差的问题,以柴油为油相,以油酸二乙醇酰胺(ODEA)、聚异丁烯丁二酰亚胺(T154)和十二烷基苯磺酸钠(SDBS)为乳化剂,按油水比3∶7制得稳定的耐温耐盐油包水乳状液,评价了乳状液的性能。结果表明,配方为2%ODEA、0.8%T154和0.3%SDBS的油包水乳状液150℃老化12 h的乳化率在85%以上;乳状液粒径在20～50μm之间;乳状液的稳定性和耐温耐盐性较好,在95℃、170 s~(-1)的条件下乳状液的黏度为295.6 mPa·s;按体积比10∶5与20×10~4mg/L高矿化度水混合后乳状液黏度为7090.2 mPa·s,与柴油混合后其黏度低于50 mPa·s;高浓度酸液可使乳液增黏效果降低,在注酸前应注入水相隔离段塞。该乳状液可有效封堵基质高渗区域与裂缝,实现酸液连续多级转向,可用于高温高矿化度碳酸盐岩油藏。图12表4参15     

基于超分子技术的高密度无黏土油基钻井液体系

基于超分子原理,研制了用于油基钻井液的提切剂CFZTQ-1,以此为核心开发了新型高密度无黏土油基钻井液体系,并对其进行了性能评价和现场应用。研究表明CFZTQ-1在水相中缔合形成的超分子结构显著增加了反相乳液的弹性,提切效果与助悬浮性能均优于国外几种同类提切剂,且CFZTQ-1与有机土之间存在协同增效作用,同时适用于常规含土油包水钻井液。通过对相关处理剂的优选与加量优化,确定了高密度无黏土油基钻井液体系的配方,对其进行了基本性能评价,结果表明:体系密度在2.20~2.60 g/cm3,动切力在13~17 Pa,且表观黏度适中,塑性黏度不高,流变性能良好;体系在240℃高温热滚后黏度涨幅不大,高温高压滤失量在10 m L左右,破乳电压大于400 V,性能稳定。体系现场应用效果良好。     

油基钻井液用固体乳化剂的研制与评价

为解决油基钻井液常用液态乳化剂黏度高、流动性差,而常见固体乳化剂乳化效果差、制备步骤复杂的问题,通过简单的酰胺化反应制备了乳化能力强的油基钻井液用固体乳化剂EmuL-S。利用红外光谱分析了其结构,通过电稳定性、乳化率、析液量以及光学显微镜等手段考察了其乳化性能,并评价了以该乳化剂为基础配制的油基钻井液的性能。结果表明:固体乳化剂EmuL-S中含有设计要求的基团;当油水比为80∶20、固体乳化剂EmuL-S加量为3.3%时,形成的油包水乳状液的破乳电压大于1 000 V,乳化率大于90%,析液量小于0.7 mL,而且能抗180℃的高温;以固体乳化剂EmuL-S为基础配制的油基钻井液,密度最高可达到2.0 kg/L,抗温能力达到180℃,沉降稳定性高、流变性能优异,动塑比在0.21以上,破乳电压大于800 V,能抗15%水、15%劣质土、9%岩屑以及9% CaCl2的污染。研究表明,固体乳化剂EmuL-S具有优异的乳化能力和抗高温能力,并且具有制备简单、易于工业化生产的特点,可以解决现有乳化剂存在的问题。      

离子液体在化学破乳中的应用进展

原油含有沥青质、胶质、环烷酸、脂肪酸、微晶石蜡、界面活性固体颗粒等天然表面活性剂。开采时地层孔 隙、井筒、喷油嘴、管道阀的剪切、挤压和搅拌,驱油剂中加入的表面活性剂和水,集输和转运过程中的泵压及管 道湍流,极易形成稳定的原油乳液。原油乳液不仅会引起管道和泵的腐蚀、降低管道的集输效率,还会在下游炼 化过程中造成催化剂中毒。化学破乳因其效率高、速度快、设备简易、能耗低等优势,是原油乳液高效分离的常 用方式。离子液体（ILs）具有不易燃性、热稳定性好、可回收利用、蒸汽压低等优势,是一种高效的破乳剂。通过 总结ILs 的特征及其作为化学破乳剂的应用现状,讨论了破乳机理及影响破乳性能的因素,指出ILs 破乳剂在实 际应用中存在的问题,提出了未来的研究方向。ILs 适用于高盐度、高温度、高黏度等恶劣环境条件下（如超稠 油）的破乳,破乳机理包括吸附、取代、离子交换等,影响破乳效果的因素包括ILs 的种类和浓度、相对分子质量、 盐度、温度和乳液类型等。通过选择合适的ILs 及其用量,确定最佳的处理条件,可以提高破乳效率。虽然目前 ILs 破乳剂距离大规模应用还存在很多关键问题和挑战,但低毒或无毒、低成本、低黏度的ILs 及与纳米颗粒联用 和聚ILs的研发仍然具有重要意义。     

油基钻井液用改性锂皂石增黏提切剂

以正辛基三乙氧基硅烷和锂皂石为原料,利用溶胶-凝胶法一步合成了油基钻井液用增黏提切剂改性锂皂石MLap-1,分别利用红外光谱、热重分析、透射电镜和表面润湿性对其单体进行表征,证明其合成成功。通过对改性锂皂石MLap-1单剂评价发现,该剂能够提高油水比为80∶20乳液的乳化效率和破乳电压,在0.3%加量下,乳液破乳电压值达到1200 V以上,使得乳液的表观黏度和动切力由12 mPa·s和0 Pa增大至23 mPa·s和10 Pa,同时能够抗200 ℃高温。以改性锂皂石MLap-1为基础构建的高密度油基钻井液在200 ℃老化后,其动切力维持在4 Pa以上,低剪切速率切力维持在3 Pa以上,破乳电压高于1000 V,滤失量低于5.0 mL,很好地维护了钻井液的悬浮稳定性,保持了良好的乳化稳定性和降滤失效果。为油基钻井液进一步钻探深井、超深井提供了技术支持。      

抗高温油基钻井液主乳化剂的合成与评价

以妥尔油脂肪酸和马来酸酐为主要原料合成了一种油基钻井液抗高温主乳化剂HT-MUL,并确定了妥尔油脂肪酸单体的最佳酸值及马来酸酐单体的最优加量。对HT-MUL进行了单剂评价,结果表明HT-MUL的乳化能力良好,配制的油水比为60:40的油包水乳液的破乳电压最高可达490 V,90:10的乳液破乳电压最高可达1000 V。从抗温性、滤失性、乳化率方面对HT-MUL和国内外同类产品进行了对比,结果表明HT-MUL配制的乳液破乳电压更大、滤失量更小、乳化率更高,整体性能优于国内外同类产品。应用主乳化剂HT-MUL配制了高密度的油基钻井液,其性能评价表明体系的基本性能良好,在220℃高温热滚后、破乳电压高达800 V,滤失量低于5 mL。HT-MUL配制的油基钻井液具有良好的抗高温性和乳化稳定性。      

H6P2W18O62/MCM-48催化剂的制备、表征及催化绿色合成己二酸

以MCM-48为载体,通过浸渍法制备了H6P2W18O62/MCM-48催化剂,并采用FT-IR、XRD、SEM、EDS对催化剂进行表征。以微波促进30%(质量分数)H2O2氧化环己酮合成己二酸反应为探针,考察了H6P2W18O62/MCM-48的催化性能,并通过正交实验确定了优化的工艺条件。结果表明,采用H6P2W18O62负载量40%的H6P2W18O62/MCM-48催化剂,在优化的合成己二酸的工艺条件下,即催化剂质量分数(以环己酮质量计)5.1%、n(C6H10O)∶n(H2O2)∶n(H2C2O4.2H2O)=100∶450∶1.88、反应温度95℃、微波功率300 W、反应时间3.5h,己二酸收率可达81.3%;催化剂重复使用5次,己二酸收率仍可达到64.6%。     

Fe 3+x-TiO2/Shell光催化剂的制备及其对石油的光催化降解

 以自制的贝壳基规整吸附体为载体,采用浸渍煅烧法制备了Fe ³⁺_x-TiO₂/Shell光催化剂。采用XRD、SEM-EDS和UV-Vis等技术对制备的Fe ³⁺_x-TiO₂/Shell光催化剂进行表征。以石油为降解对象,考察了Fe³⁺掺杂量、Fe ³⁺_x-TiO₂/Shell的负载次数及光照时间对Fe ³⁺_x-TiO₂/Shell光催化活性的影响。结果表明,Fe³⁺掺杂量为0.7%(m(Fe³⁺ )/m(TiO₂)×100%)、Fe ³⁺_0.7-TiO₂负载次数为4次时,制备的Fe ³⁺_0.7-TiO₂/Shell光催化剂的光催化活性最高,300 W碘钨灯照射16 h,石油的光催化降解率达76%。     

Nanocatalysts: Effect of Active-phase and Promoter on Catalytic Properties and Performance in the Hydrodesulfurization Reaction

The influence of various amounts of phosphorus addition on performance of NiMoP/Al₂O₃ and CoMoP/Al₂O₃ nanocatalysts was examined in hydrodesulfurization of thiophene. The nanocatalysts were synthesized via sonochemical technique. The prepared samples were characterized by XRD, FESEM, BET, and FTIR analysis. The catalytic activity in hydrodesulfurization reaction was investigated in a batch stirred slurry reactor at 160°C and atmospheric pressure. The characterizations confirmed highly dispersion of active phase and formation of amorphous AlPO₄ species on the support surface. The results obtained from thiophene hydrodesulfurization showed the nanocatalysts contained 1 wt% of phosphorus had the highest activity. The CoMoP/Al₂O₃ and NiMoP/Al₂O₃ nanocatalysts with optimum phosphorus loading nearly gave 100% conversion of thiophene, so that the sulfur compound concentration in final solution was less than 50 ppm.     

Pt/SO42-/ZrO2-Al2O3在正己烷异构化反应中的催化行为

采用连续流动的固定床微反装置考察了Pt/SO24-/ZrO2-Al2O3(PSZA)在正己烷异构化反应中的催化行为。采用NH3-TPD、H2-TPR及TG表征了催化剂的酸性、还原性能及硫物种含量。结果表明,PSZA的初始异构化催化活性几乎不受反应温度的影响,而稳定性则与反应温度密切相关。低温下反应,催化剂在短时间内迅速失活,而提高反应温度可大大提高PSZA的反应稳定性。PSZA具有良好的再生性能,与新鲜催化剂相比,多次再生后的催化剂异构化催化活性基本没有变化。PSZA在低温下的快速失活与其催化活性中心产生的机理有关,而与其硫损失或硫物种的还原无关。在异构化反应过程中,催化剂通过氢溢流可产生强酸活性中心,并在反应过程中不断被消耗;在高温下通过氢溢流不断产生新的强酸中心,使催化活性保持稳定;而低温下氢溢流难以发生,消耗的强酸活性中心不能及时补充,使催化活性下降。     

Petroleum Hydrocarbons Extraction Efficiency of Carbon Tetrachloride and Trichlorotrifluoroethane: A Comparative Study

Abstract

Petroleum hydrocarbons (PHC) contaminated water samples, prepared in laboratory, were analyzed using infrared spectroscopy to compare PHC extraction efficiency of carbon tetrachloride (CCl₄) and trichlorotrifluoroethane (C₂Cl₃F₃) solvents. The comparison of the results illustrated that PHC extraction efficiency of CCl₄ was greater than C₂Cl₃F₃. The higher extraction efficiency of CCl₄ was ascribed to its more non-polar nature and higher polarity index. This study supported the selection and use of CCl₄ for extraction and quantification of PHC of groundwater samples of the projects carried out in the department.     

复合SiO2-WO3催化剂的制备、表征及氧化脱除苯并噻吩性能

 采用溶胶-凝胶法制备了SiO₂-WO₃催化剂,并采用XRD、FT-IR、BET、TG-DTA等方法对催化剂进行表征。以苯并噻吩(BT)为模型化合物,H₂O₂为氧化剂,考察了催化剂的活性元素、制备方法、n(W)/n(Si)和焙烧温度对其催化氧化脱硫活性的影响。结果表明,W的引入降低了SiO₂的比表面积,SiO₂-WO₃催化剂中W的主物相为WO₃。在以W为活性组元,且n(W)/n(Si)为0.1时,500℃焙烧得到的SiO₂-0.1WO₃催化剂具有最好的催化脱硫活性。在模拟油20 mL、催化剂SiO₂-0.1WO₃用量0.04 g、n(H₂O₂)/n(S)为15.9、乙腈/模拟油体积比0.3、65℃反应60 min的条件下,苯并噻吩模拟油脱硫率可达99.3%。     

硫化行为对Ni2P/SBA-15催化剂结构和加氢脱硫性能的影响

以介孔分子筛SBA-15为载体、硝酸镍为镍源、磷酸氢二铵为磷源,等体积浸渍法制备了Ni2P/SBA-15催化剂前驱体,然后在H2流中程序升温还原,得到Ni2P/SBA-15催化剂,再用CS2溶液对催化剂进行了硫化处理,制备出了硫化态xCS2-Ni2P/SBA-15催化剂。采用XRD、N2吸附-脱附、XPS对催化剂的结构进行了表征,对催化剂的二苯并噻吩加氢脱硫活性进行了评价,考察了硫化条件对催化剂结构和二苯并噻吩加氢脱硫催化活性的影响。结果表明,xCS2-Ni2P/SBA-15催化剂的物相有Ni2P、Ni12P5、Ni3S2,催化剂的比表面积随硫化溶液中CS2质量分数的增加有一定程度的增加,催化剂表面的Ni以Niδ+和Ni 2+形式存在,P以Pδ-和P5+形式存在。采用5%CS2硫化溶液硫化的催化剂对二苯并噻吩加氢脱硫具有最高的催化活性,380℃时二苯并噻吩的转化率可达99.3%。硫化过程形成的Ni3S2活性物相对二苯并噻吩的转化和直接脱硫都有利。     

超声波辐照浸渍法制备MnO2/γ-A12O3催化剂及其柴油催化氧化脱硫性能

 分别采用超声波辐照浸渍法和普通浸渍法制备了MnO₂/γ-Al₂O₃催化剂,运用电感耦合等离子体原子发射光谱（ICP-AES）和X射线衍射（XRD）对催化剂进行表征,在空气-异丁醛-MnO₂/γ-Al₂O₃体系中评价其对加氢柴油的氧化脱硫催化性能,并考察了反应温度、异丁醛用量、空气流量、溶剂类型和剂/油体积比对柴油氧化脱硫反应的影响。结果表明,超声波辐照浸渍法制备的MnO₂/γ-Al₂O₃催化剂对柴油氧化脱硫的催化性能明显优于普通浸渍法制备的催化剂。最适宜的催化柴油氧化脱硫反应的条件为：乙腈为溶剂、加氢柴油30 mL、温度35℃、异丁醛20 mmol、空气流量0.06 L/min、超声波辐照浸渍法制备的MnO₂/γ-Al₂O₃催化剂0.08 g、剂/油体积比1/6和催化氧化时间10 min。在此条件下可将柴油硫质量分数从542μg/g 降至31μg/g,柴油脱硫率和回收率分别为94.3%和93.3%。     

车载等离子体重整二甲醚制氢系统性能提高途径

应用自制的车载等离子体富氢气体制备装置和二甲醚（DME）部分氧化重整制氢实验测量系统,进行了利用排气余热提高该反应氢产率的研究。考察了反应温度、空/醚体积比(V_A/V_D)和Fe基催化剂对系统性能的影响。结果表明,随着反应温度的升高,DME部分氧化重整制氢反应的DME转化率逐渐升高,H₂产率先增大后减小,650℃时达最大值20.3%;温度保持为600℃时,随着V_A/V_D的增加,氢产率先增加后减小,在V_A/V_D =3.0时,H₂产率取得最高值22.2%;提高温度可降低对过量空气的依赖,但高温下H₂选择性小于常温下的;温度超过500℃后,以活性炭为载体的Fe基催化剂能够显著提高部分氧化的反应速率,从而提高H₂产率和DME转化率。利用发动机排气废热可以提高制氢系统的综合性能,但反应温度不宜超过650℃。     

Nanosized Platinum-Loaded H-ZSM-5 Zeolite Catalysts for n-Hexane Hydroconversion

Abstract

A series of nanosized platinum-containing catalysts was successfully loaded on/in zeolite H-ZSM-5 via exchanging the zeolitic proton with platinum from Pt tetramine dichloride complex. Another series of Pt/H-ZSM-5 catalysts was prepared via wet impregnation of H₂PtCl₆ solution for comparison. The latter series was found to produce lower Pt dispersion. Pt dispersion was determined by H₂ chemisorption. Catalyst characterization via ammonia temperature-programmed desorption (TPD), temperature-programmed reduction (TPR), and transmission electron microscopy (TEM) was examined for all catalysts and showed large differences in particle sizes. The data on n-hexane reactions of the catalysts of both series confirmed the formation of Pt nanoparticles in the exchanged catalysts. The relatively lower density and strength of acid sites acquired by Pt-exchanged catalysts contributed to this difference; stronger acid sites in the impregnated catalysts are in favor of hydrocracking reactions, which inhibit isomerization selectivity.