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。     

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。     

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。     

电场作用下乳状液油水相间动力学特征

随着大庆油田的不断开采和三次采油的技术不断发展,目前油井采出液逐渐呈现为高含水率、导电性强、高乳化度和高黏度的特点。而且在水包油（O/W）乳状液体系中,静电分离的研究比较少。为了实现高含油浓度水包油（O/W）型乳状液的电场破乳分水,对电絮凝技术的工作原理进行借鉴,进行静态电场破乳预分水实验。在油包水的乳状液中,油相和水相的电导率差异很大。在外加电场后,首先通过静电场可以使水滴发生极化,极化后的水滴在电场和相互吸引力的共同作用下发生碰撞聚结。这个过程包括运移聚结和偶极子聚结。在对乳状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,对3∶7和2∶3两种体积比例的水包油（O/W）型乳状液静态破乳与分水特性的影响因素进行了研究。     

非均匀高频电场下W/O型乳化液动态破乳聚结特性的实验研究

采用自主设计搭建的非均匀电场动态破乳聚结特性实验装置,首次在国内配套使用高频/高压脉冲交流电源和FBRM G600型聚焦光束反射仪,建立了W/O型乳化液中分散相水颗粒粒径分布的在线测试评价方法,进而系统研究了电场参数和流动参数对W/O型乳化液在非均匀电场作用下动态破乳聚结特性的影响规律。实验结果表明,对于所配制含水率为20%的W/O型乳化液,在电场强度为2.87 kV×cm~(-1)、电场频率为2 kHz、占空比为50%时,分散相水颗粒体积平均粒径(VMD)值较初始稳定状态的增长倍数达到最大值,为3.81倍;小粒径水颗粒(粒径小于10μm)数目较初始稳定状态减小至最小值,减少了62%;充分证明在非均匀电场下,合理电场参数的筛选对于乳化液破乳聚结具有重要意义。在实验流速范围内,VMD值增大倍数随着流速的增加先增大后减小,表明在确保足够停留时间的前提下,适度增加乳化液流速方能显著提升破乳聚结效率,因此合理流速的确定应当优先满足乳化液在电场中最短停留时间的要求。     

电场作用下乳状液油水相间动力学特征

随着大庆油田的不断开采和三次采油的技术不断发展,目前油井采出液逐渐呈现为高含水率、导电性强、高乳化度和高黏度的特点.而且在水包油(O/W)乳状液体系中,静电分离的研究比较少.为了实现高含油浓度水包油(O/W)型乳状液的电场破乳分水,对电絮凝技术的工作原理进行借鉴,进行静态电场破乳预分水实验.在油包水的乳状液中,油相和水...     

高压脉冲电场破乳的影响因素探讨

在高压脉冲电场中,W/O乳状液的分散相液滴产生聚结和沉降,可与连续相分离开来。采用以新型电极作为内电极的同心圆柱状破乳装置对模拟W/O乳状液进行破乳,对其影响因素电极、试验电压、破乳时间、温度等进行试验研究。试验结果表明：采用3#电极时破乳率最高;随着试验电压的提高,时间增长,温度升高,其破乳率都能提高。对各影响因素的影响机理进行了分析,同时指出了试验的不足之处。     

微波辐射对TBP-磷酸体系乳状液的破乳研究

乳化萃取法净化湿法磷酸过程中会产生较为稳定的TBP-磷酸乳状液,本文采取微波辐射法对该体系乳状液进行破乳实验,研究了微波作用时间、微波功率、乳状液升温速率及处理量对破乳率的影响。结果显示:微波辐射加速了乳状液的分相,在微波功率为500~700W,升温速率ν为0.2~0.4℃·s-1时,微波破乳可达到96.5%的破乳率。     

利用稳定性分析仪研究化学破乳过程

利用Turbiscan LabExpert稳定性分析仪研究了化学破乳过程,揭示了破乳过程中模型乳状液体系的絮集、聚并、沉淀、上浮、分相等现象,并定量分析了上述现象发生的速率以及分散相液滴的粒径变化等。结果表明:W/O型模型乳状液的中部发生的是水滴的絮集和聚并,而O/W型模型乳状液的中部保持稳定。W/O型模型乳状液顶部和O/W型模型乳状液底部分别发生的是油相的上浮和水相的下沉,其它部分相对稳定。随着破乳的进行,W/O型模型乳状液中部的内部水滴平均粒径从29.07μm(0h)逐渐增大到73.17μm(1.8h),而O/W型模型乳状液中部的内部油滴平均粒径从12.95μm(0h)逐渐增大到14.03μm(1.6h)。     

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%。     

纳米TiO_2溶胶W/O型乳液的稳定性及其微胶囊化研究

在W/O/W复相乳液体系中,TiO2溶胶W/O型乳状液的稳定性对所制备的微胶囊形貌影响很大。以破乳率为衡量标准,借助显微镜观察,探讨了内水相含量、Span-80用量、乳化速率和乳化时间等参数对W/O型乳状液稳定性的影响。结果表明,当TiO2溶胶含量为50%(v)、Span-80体积分数为5%时,乳状液的稳定性较好,存在较优的乳化速率8000~10000 r·min-1,和乳化时间8~10 min。以聚乙烯醇(PVA)水溶液为外水相、戊二醛(GA)为交联剂,在稳定的W/O型乳状液基础上所制备的微胶囊粒径均匀,分散性好。热分析表明,微胶囊中TiO2的含量约为35%。     

直流电场中O/W型油水乳液分离效果的研究

研究了O/W型油水乳状液在直流电场下的处理效果和特点。根据实验中的分层现象,把O/W型乳状液的电破乳过程分为清液层阶段、横向扩散返混阶段和上升-稳定阶段。施加的直流电场电压越高,乳状液的分层越快。在分层过程中,含有表面活性剂的乳状液会出现表面张力梯度。在电流和表面张力梯度的共同作用下,不同体系的乳状液会出现不同的分层和电流变化。由于布朗运动的影响,直流电场对直径小于7μm的油滴处理效果较差。当初始含油质量浓度为3 000 mg/L、直流电压为20~30 V时,处理后的出水含油质量浓度最低达到60 mg/L。     

W/O型油水乳化液物理破乳技术及装置研究进展

综述了石油原油或废油中W/O型油水乳化液物理破乳技术及装置的研究现状及发展趋势,分别从施加外力破乳和施加场能破乳两个方面介绍了W/O型油水乳化液的物理破乳技术及装置各自的优缺点。施加外力破乳技术及装置方面,重点介绍了施加离心力破乳的旋流破乳装置、施加聚结力破乳的聚结板式破乳装置和施加压力破乳的膜破乳装置;施加场能破乳技术和装置方面,重点介绍了施加微波场的微波破乳装置、施加超声场的超声波破乳装置以及施加电场的电破乳装置;并着重阐述水击谐波破乳技术及装置的工作机理、结构及工作流程。最后指出破乳技术及装置研究方向为装置的新型化、节能环保化、智能化以及轻量化。     

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.     

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。     

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。     

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。     

柴油生物脱硫乳状液的破乳

柴油生物脱硫(BDS)反应后往往会产生稳定的O/W型三相（柴油/发酵液/菌体）乳状液,为了满足工业应用的需要,就必须将三相乳状液进行破乳,从而获得BDS反应后的柴油.分析了几种破乳剂对BDS后三相乳状液的破乳效果及破乳机理,发现几种典型的水溶性破乳剂、醇类甚至用于BDS的红球菌自身都具有良好的破乳活性,其中具有强表面活性、强亲水性和合适的密度的乙醇与离心操作相结合的方法最适宜该乳状液的破乳,破乳后离心分离的菌体与原菌具有相近的脱硫活性,可用于再次脱硫. 同时探索了乙醇作为破乳剂的最佳条件,向三相乳状液中加入4％的工业乙醇,并借助4000 r•min^-1离心力的作用可使破乳率达到97.8％.GC-MS实验证实乙醇破乳不影响油品的热值.     

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.     

W／O型乳状液破乳技术进展

介绍了近年来W／O型乳状液的破乳技术,包括重力法、离心法、加热法、化学法、电学法、微波辐射法、超声波法、膜法、微生物法、磁处理法、冷冻解冻法、研磨法、润湿聚结法以及针对于沥青质薄膜决定稳定性的W／O型稠油乳化液的新型CO2破乳法,归纳了各种方法的破乳机理和研究现状,并概述了各种技术的应用特点,为其工业应用提供参考。