气相二氧化硅改性聚醚嵌段酰胺膜对油气分离的性能影响

为处理油气挥发污染，以聚醚砜为支撑层，聚醚嵌段酰胺为功能层，在功能层中添加气相二氧化硅进行共混改性，通过旋涂法制备气相二氧化硅颗粒含量不同的改性聚醚嵌段酰胺气体分离膜对油气进行处理。利用扫描电镜、全反射傅里叶红外光谱等对改性膜进行表征分析，测定改性膜气体通量，通过气相色谱分析其气体分离性能，并研究不同含量气相二氧化硅对膜性能的影响。结果显示：气相二氧化硅与聚醚嵌段酰胺属于物理共混，最大添加量为0.6%（质量分数），且对膜结构没有影响；气相二氧化硅添加量为0.6%时，疏水性明显增强，接触角为95.8°，气体通量相比原膜提高153%，气体综合分离系数为30.77，分离油气能力提高335%，且对正丁烷与异丁烷分离效果最为显著，分离能力分别提高193%和405%。研究结果表明，添加适量气相二氧化硅增强了聚醚嵌段酰胺膜的分离性能，添加量为0.6%时综合性能最佳。     

添加剂对聚偏氟乙烯平板膜结构与性能的影响

采用热致相分离法（TIPS）制备聚偏氟乙烯（PVDF）平板膜。通过向铸膜液中添加亲水性聚合物聚乙二醇400(PEG400),来改善PVDF膜的亲水性及抗污染性能,同时考察了PEG400的含量对膜结构与性能的影响。实验结果表明：当铸膜液中PEG400的含量为6wt%时,膜的动态接触角最小,为92.4°,并且经牛血清蛋白污染后的通量恢复率高达93%以上。由此可见,PEG400的加入在一定程度上提高了膜的亲水性及抗污染性能。     

嵌段聚醚F127/聚(乙烯-乙烯醇)共混膜的制备及其油水分离性能

将嵌段聚醚F127与聚(乙烯-乙烯醇)(EVAL)共混,采用浸没沉淀法制备了F127/EVAL共混膜,并将其用于油水乳液分离。通过FTIR、SEM、拉伸实验和水接触角测试等方法对膜的组成、结构形态、机械性能和亲水性进行了表征,并研究了F127添加量和油水乳液中油相质量浓度对共混膜油水乳液分离性能的影响。实验结果表明,添加F127对EVAL膜的结构没有明显影响,而共混膜的机械强度和亲水性得到明显改善,当F127添加量(基于EVAL的质量分数)为20%时,F127/EVAL共混膜的拉伸强度和断裂伸长率分别为纯EVAL膜的2.55倍和1.67倍。在进行油水乳液分离时,F127添加量为20%的F127/EVAL共混膜的稳定通量为纯EVAL膜的1.66倍,反冲洗后共混膜的通量恢复率由纯EVAL膜的48.7%增至82.1%。F127/EVAL共混膜多次重复使用可保持油水乳液分离通量和较高的通量恢复率。随油水乳液中油相质量浓度的增加,F127/EVAL共混膜的稳定通量先下降后趋于稳定,而截留率持续增加,表明F127/EVAL共混膜适用于较高浓度下的油水乳液分离。     

超支化嵌段聚醚破乳剂的合成及性能评价

以三乙醇胺、嵌段聚醚(SD901)和氯乙酰氯为主要原料合成了系列超支化嵌段聚醚破乳剂(PTEA-SD901),采用FTIR,¹H NMR等方法对合成的破乳剂进行表征,考察了破乳剂添加量、破乳时间和温度对PTEA-SD901破乳性能的影响,并研究了破乳剂的表界面性质。表征结果显示,反应成功合成了PTEA-SD901破乳剂。实验结果表明,聚三乙醇胺与氯代嵌段聚醚摩尔比为6∶1时制得的破乳剂PTEA-SD901-6-1性能最佳,针对含水50%(w)的原油乳液(原油密度0.962 5 g/cm³)在75℃、PTEA-SD901-6-1加量200 mg/L下,30 min脱水率可达72%。PTEA-SD901在破乳过程中会吸附至油水界面,降低油水界面膜强度,可快速促进大水滴之间的聚并,因此前期脱水速率较快。     

添加剂对PSF/PES合金膜结构和性能的影响

介绍了添加剂TEP、PEG1000对PSF、PES单组份膜和PSF／PES(聚砜／聚醚砜)合金膜渗透、分离、成膜及机械性能的影响，考察了添加剂TEP的用量对上述分离膜结构和性能的影响，表明TEP添加剂是调节PSF／PES合金膜性能的有效方法。     

渗透汽化分离醇-醚及醇-酯物系的研究进展

综述了分离醇-醚、醇-酯物系所使用的膜,主要包括纤维素类、壳聚糖类、聚乙烯醇类、芳香聚合物类膜和聚电解质-表面活性剂复合膜的渗透汽化性能。聚乙烯醇类膜的分离因子大而渗透通量小;聚电解质-表面活性剂复合膜的分离因子和渗透通量都基本复合工业应用的要求,但膜的稳定性较差。对比了交联、共混、小分子无机物填充和表面改性等多种膜制备和改性手段对膜的渗透汽化分离性能的影响,并分析了膜的物理化学结构特性与其渗透汽化分离性能的关系;半互穿网络结构可以增加聚合物膜的自由体积,而使渗透通量显著提高;小分子硅钨酸填充壳聚糖膜的分离因子和渗透通量均基本达到工业应用的要求。     

渗透蒸发膜分离的实验研究

以多孔聚醚砜 (PES)超滤膜为支撑层 ,以戊二醛为交联剂制备亲水性聚乙烯醇 (PVA) /PES复合膜 ,分别在6 0、70、80℃下对不同浓度的乙二醇溶液进行渗透蒸发实验 ,并在不同温度下对PVA均质膜做了溶涨平衡实验 ,考察了操作参数对渗透蒸发膜分离性能的影响。结果表明 ,随着温度的升高 ,膜溶涨度增强 ,渗透通量增加 ,但对水的选择性有所降低。随着料液中乙二醇浓度的增大 ,膜溶涨度增强 ,并在某一浓度出现最大值 ,并对水的分离选择因子出现最小值。对于渗透通量 ,随着料液中乙二醇浓度的增大 ,乙二醇的分通量增加 ,水的分通量减小。     

层层自组装界面聚合技术制备复合正渗透膜

以聚醚砜为膜材料,聚乙烯醇为亲水改性剂,聚多巴胺为交联剂,采用热致相分离法制备了负载聚多巴胺层的聚醚砜基膜;再以间苯二胺为水相单体,均苯三甲酰氯为油相单体,利用层层自组装界面聚合技术可制备复合正渗透膜。结果表明:将基膜依次在聚阳和聚阴离子电解质溶液中各反应15 min,然后浸泡于去离子水中5 min,所制备的复合正渗透膜的水通量最高(28.2 L/h),盐反通量较低(3.9 g/h),膜的过滤性能最好。     

用于油浆脱固的聚醚类破乳剂结构优化筛选

为优化油浆沉降剂中聚醚类破乳剂的结构,利用市场上较为常见的聚丙二醇(PPG)通过羧基扩链的方式合成端羧基聚丙二醇,端羧基聚丙二醇在催化剂作用下与聚乙二醇(PEG)发生酯化反应生成嵌段聚醚。首先通过酸值测定、核磁共振氢谱、红外光谱、凝胶渗透色谱等表征手段确定端羧基聚丙二醇的最佳合成条件;然后基于此合成方法,采用不同平均相对分子质量的PEG和PPG制备不同嵌段结构、嵌段比例及平均相对分子质量的聚醚类破乳剂;最后将聚醚类破乳剂与絮凝剂复配为油浆沉降剂,并通过油浆沉降试验对比不同破乳剂在油浆脱固过程中的性能。结果表明,平均相对分子质量为10 000左右、PPG/PEG质量比为4∶1时的PEG-PPG-PEG型嵌段聚醚性能最佳,油浆脱固率达到92.4%,可有效降低油浆灰分,提高油浆利用率。     

不同结构聚醚破乳剂对涠洲11-4 油田模拟产出液的破乳作用

为了获得适合涠洲11-4油田产出液的破乳剂,分别以多乙烯多胺类化合物为起始剂合成了二嵌段和三嵌段的聚醚,采用瓶试法研究了聚醚的嵌段类型、支链数、环氧乙烷段含量以及稀释聚醚用的溶剂对涠洲11-4油田模拟产出液破乳效率的影响。研究结果表明,亲水基(PEO)位于分子一端的二嵌段聚醚的破乳效率优于亲水基位于分子中间三嵌段型聚醚;聚醚分子中支链数越多,对涠洲11-4油田模拟产出液的破乳效率越高;对于同系列的聚醚,其分子中PEO段含量存在对应最高破乳效率的最佳值(约为25%)。另外,溶剂对聚醚的破乳效率亦有影响,芳香溶剂与聚醚之间存在某种协同作用。与采用95%乙醇作为溶剂时相比,以二甲苯为溶剂时半脱水时间可降低25%以上。以四乙烯五胺为起始剂、PEO段含量为25%二嵌段聚醚破乳剂HYP-105(二甲苯为溶剂)对涠洲11-4油田产出液的破乳效果与在用进口破乳剂相当,可满足应用要求。     

耐温抗盐聚合物微球降滤失剂的制备与性能评价*

为揭示聚合物微球在钻井液中的性能特征,制备具有优良耐温抗盐性能的降滤失剂,以聚乙二醇水溶液为分散介质,丙烯酰胺、丙烯酸、多官能团丙烯酸酯为主要单体,聚丙烯酸为分散稳定剂,采用氧化还原引发体系,通过水分散聚合方法合成了微米级亲水性阴离子型交联聚合物微球。采用粒度分析、扫描电镜等方法表征了聚合物微球的粒径大小及形貌,研究了聚合物微球对钻井液性能的影响。结果表明,制备的聚合物微球为平均粒径小于10μm的球状颗粒材料,能有效降低钻井液滤失量,对钻井液流变性的影响较小,耐温性能优良,其起始分解温度为290.3℃。组成为4%膨润土+3%聚合物微球的钻井液经200℃老化16 h后的滤失量可保持在10.5mL。该聚合物微球降滤失剂具有优良的抗盐抗钙性能,组成为4%膨润土+3%聚合物微球的钻井液在加入NaCl或CaCl_2后的表观黏度、塑性黏度以及动切力变化较小,NaCl加量为2%和CaCl_2加量为1%时的滤失量分别为11.0、14.0 mL,显示出优良的抗盐(钙)污染能力。图3表6参10     

丁基苯乙烯疏水改性阳离子型丙烯酰胺共聚物的合成

 用自由基胶束聚合法合成了具有良好增粘能力的丙烯酰胺(AM)/丁基苯乙烯(BST)/二甲基二烯丙基氯化铵(DMDAAC)疏水缔合水溶性共聚物PBAD，考察了反应条件对共聚产物表观粘度的影响。适宜的聚合反应条件为：DMDAAC、BST和引发剂加量相对于单体总量的摩尔分数分别为10%、1.0%和0.14%，总单体和表面活性剂CTAB在水溶液中的质量分数分别为20%和3.0%，反应温度50℃，pH=6~7，反应时间12 h。采用以上反应条件得到PBAD的临界缔合质量浓度1 g/ l和2 g/l的水溶液表观粘度分别为18 mPa.s和 69 mPa.s。采用UV、FT-IR、 1H NMR和DSC手段表征了共聚物的分子结构。DSC结果表明，疏水链段以微嵌段结构的形式分布于PBAD分子中。这种微嵌段结构有利于聚合物分子间的疏水缔合。     

RAFT聚合制备嵌段聚合物结构对降滤失剂性能的影响

为了探究聚合物结构对降滤失剂性能的影响,选用AMPS作为阴离子组分、离子液体1-乙烯基-3-乙基咪唑溴盐（VeiBr）作为阳离子组分及AM作为中性组分,采用可逆加成断裂链转移自由基（RAFT）聚合法合成了一系列组成相同而结构不同的两性离子降滤失剂。通过调节单体加入顺序合成了3种结构精确、键接顺序不同、分子量分布窄且可控的聚合物结构,即无规共聚物、部分嵌段共聚物和完全嵌段共聚物,并评价了其流变性能、降滤失性能。结果显示在其他条件相同的条件下,无规分布聚合物的降滤失效果最好,而嵌段聚合物可用于制备高动塑比的流型调节剂。通过改变链转移剂加量,精确调节聚合物分子量,进一步分析了同一聚合物结构下不同分子量对其性能的影响。结果表明分子量越大,聚合物整体呈现黏度增大、降滤失性能得到改善的趋势。因此,无规序列结构的嵌段聚合物在钻井液降滤失剂中性能较好,同时分子量越大的聚合物更加具有优势,该研究为从结构出发研发高效降滤失剂提供了理论基础。     

蒙皂石对聚偏氟乙烯超滤膜性能的影响

以聚偏氟乙烯(PVDF)为原料,适量无机层状材料蒙皂石(MMT)为添加剂.通过溶胶-凝胶相转化法制备了PVDF/MMT超滤膜。考察了MMT含量对膜孔隙率、孔径、水通量、油水乳化液截留率以及膜相图的影响。结果表明,当MMT质量分数为7%时,超滤膜的孔径减小,孔隙率达89%,水通量最大可达94.32 L/ (m~2·h),对油水乳化液中油的截留率达69%。相图分析表明MMT改变了双节点的位置,增加了膜的亲水性。并通过FT-IR,DSC和TG对PVDF/MMT超滤膜进行了表征。     

无模板剂ZSM-5沸石膜在乙酸乙酯渗透汽化脱水中的应用

采用二次生长法,以α-Al2O3为载体,制备无模板剂ZSM-5沸石膜,并用异丙醇-水体系表征膜的渗透汽化性能。通过优化膜合成液的SiO2/Al2O3摩尔比、晶种浓度、晶化次数、晶化时间以及F/Si摩尔比,制备得到具有高渗透汽化性能的ZSM-5沸石膜。将此沸石膜用于乙酸乙酯脱水实验,考察了操作温度对其渗透汽化脱水性能的影响。结果表明,采用优化条件制备的超亲水性无模板剂ZSM-5沸石膜,在70℃时,对质量分数90%的异丙醇水溶液的渗透通量和分离因数可分别达0.358 kg/(m2?h)和10338;对97%的乙酸乙酯水溶液进行渗透汽化脱水,渗透通量可达0.287 kg/(m2?h),分离因数可达3790。     

热致相分离法制备聚偏氟乙烯膜及牛血清蛋白废水处理研究

以聚偏氟乙烯(PVDF)为原料,分别选用5种不同配比二甲基酰胺、甲烷、甲醇(A、B、C、D、E)为稀释剂,以PEG400、PEG600、PEG800为添加剂,采用热致相分离法制备了聚偏氟乙烯平板膜。测试了膜的孔隙率、水通量、牛蛋白截留率,研究了不同稀释剂、冷却温度、聚合物浓度、添加剂等对膜性能的影响。实验结果表明:选用A为稀释剂,PEG400为添加剂,当PVDF的含量为22%时,在凝固浴温度为40℃条件下冷却制备的膜水通量最大、对牛血清蛋白截留率测试结果表明:PVDF质量分数为22%,稀释剂为A,添加剂PEG400含量为5%,在40℃时,截留率为75.54%,截留效率比较高,可以大幅度提高废水处理的效果。     

含羧基侧基的聚芳醚砜平板超滤膜的制备及其性能研究

以双酚酸和4,4′-二氯二苯砜为原料制备了含羧基侧基的聚芳醚砜(C-PAES),利用1HNMR方法对C-PAES的结构进行了表征。以C-PAES为功能层材料,无纺布为支撑层,聚乙烯吡咯烷酮(PVP)为添加剂,采用相转化法制备了C-PAES超滤膜。SEM表征结果显示,C-PAES超滤膜表面为无缺陷、较致密的皮层结构,内部为多孔亚层结构。研究了C-PAES超滤膜中PVP含量对其性能的影响。实验结果表明,当PVP含量为5.0%(w)时,C-PAES超滤膜的纯水通量为230.0L/(m2·h);当PVP含量为10.0%(w)时,C-PAES超滤膜对牛血清白蛋白的截留率达97.2%。     

(Si、Al)型混合物作为锂基润滑脂添加剂的摩擦学性能研究

利用四球摩擦磨损试验机考察了(Si、Al)型混合物作为锂基润滑脂添加剂的摩擦学性能;采用光学显微镜、扫描电子显微镜和能量色散谱仪对钢球磨损表面进行表征。结果表明:(Si、Al)型混合物作为锂基润滑脂添加剂能够显著提高基础脂的抗磨能力,但对减摩性能没有明显改善,当载荷为392N和588N、(Si、Al)型混合物添加量(w)为0.5%时,与基础脂相比,(Si、Al)型混合物润滑脂使钢球磨斑直径分别降低22.37%和48.97%,抗磨效果达到最佳;经过表面修饰,(Si、Al)型混合物粉体的油溶性有了一定程度的提高,但表面修饰并未使粉体的摩擦学性能明显改变;在长磨过程中,磨损表面形成了一层由SiO2,Fe2O3,Al2O3组成的具有良好摩擦学性能的润滑膜层。     

丙二醇嵌段聚醚及其聚硅氧烷改性产物的界面性能和破乳性能

对丙二醇嵌段聚醚进行含氢聚硅氧烷接枝改性，合成了丙二醇嵌段聚醚接枝聚硅氧烷类破乳剂，研究了它们的界面行为和破乳能力。结果表明，丙二醇嵌段聚醚接枝聚硅氧烷破乳剂比其前身物具有更好的界面性能和破乳能力。破乳剂的分子结构对其界面性能和破乳能力有较大的影响，多分支的破乳剂具有较好的破乳能力。     

稠油油藏聚驱后采出液脱水用破乳剂

泽70断块稠油油藏实施可流动聚合物凝胶驱后，采出液脱水困难，使用一种常规聚驱后采出液破乳剂，加量1000mg／L，60℃时脱水率只有30％，脱出水含油最高达20％。研制了由30％～70％多亚乙基多胺起始嵌段聚醚，25％～65％TDI扩链的酚醛树脂起始嵌段聚醚及0．05％～2％N-乙基全氟辛基磺酰胺聚氧乙烯醚组成、干剂含量为45％～65％的水基破乳剂。给出了制备两种嵌段聚醚的原料配方。按基本配方制备的破乳剂样品，有3种在55℃下加量100mg／L时，对泽70断块混合原油样的90min脱水率分别为96．3％、958％、95．3％，脱出水清，油水界面齐；改变加量（30～150mg／L）在50℃考察脱水性能，求得最佳加量为100mg/L，此加量的3种破乳剂90min脱水率分别为96．4％、95．3％、94、2％。将有效物含量55％的第一种破乳剂投入现场试应用，加量80mg／L时脱水原油含水小于0．2％，脱出污水含油小于50mg／L。表2参1。