高温高盐油藏三次采油用氟碳表面活性剂-聚合物体系流变性能研究

制备并考察了一种含非离子乙氧基化氟碳表面活性剂的表面活性剂-聚合物体系的热稳定性和流变性能,结果表明,低于100℃时,该表面活性剂结构未发生变化,具有较好的热稳定性。测定了表面活性剂-聚合物(SP)体系的流变性能,考察了表面活性剂质量分数、温度、聚合物质量分数和矿化度对SP体系流变性的影响。加入非离子氟化表面活性剂后,流变性略有变化,该流变性质的变化取决于温度和表面活性剂的质量分数。在高温、高剪切速率条件下,海水会导致SP体系的黏度大幅下降。     

物理成孔剂水洗工艺的改进

将表面活性剂引入到硅橡胶泡沫成孔剂的水洗工艺中,结果表明,加入非离子表面活性剂能有效提高尿成孔剂的水洗速率,当非离子表面活性剂OP-10的质量分数为0.3%,水洗温度为60℃,换水频率为1/3 h-1,样品与OP-10水溶液的质量比为1∶10时,水洗56 h后,成孔剂基本上全部溶出。     

稻壳制备含结晶水偏硅酸钠新工艺研究

以稻壳为原料,经过预处理、燃烧回收热能、溶出反应、生成反应、结晶等工艺过程,可制得符合HG/T 2568-2008工业偏硅酸钠的五水及九水偏硅酸钠.考察了稻壳的燃烧温度、氢氧化钠用量、溶出反应时间、反应起始温度、结晶降温方式、晶种及表面活性剂等因素的影响,确定了适宜的反应条件:稻壳燃烧温度为600 ℃,稻壳灰与氢氧化钠反应时间为4 h,程序降温时间为7 h,晶种加入质量分数为1%,表面活性剂加入质量分数为0.1%～0.3%.在此条件下,制得的五水偏硅酸钠总碱量(氧化钠质量分数)为28.4%,二氧化硅质量分数为28.8%,白度为74.1%,熔点为72 ℃;九水偏硅酸钠总碱量为21.4%,二氧化硅质量分数为20.5%,白度为96.4%,熔点为51 ℃.     

表面活性剂/碱/聚合物的乳化降黏实验研究

以辽河油田某区块稠油为主要研究对象,为了便于开采和输送,通过复配表面活性剂,研究其对稠油的降黏效果,选出最优降黏剂配方。采用的表面活性剂有非离子表面活性剂AEO-15、月桂两性离子表面活性剂咪唑啉。结果表明,单独使用AEO-15,质量分数为0.5%时稠油乳状液黏度最低,降黏率达到76.6%,将质量分数为1%的咪唑啉型两性离子表面活性剂与质量分数为0.5%的AEO-15乳化剂溶液按1∶1体积比复配,降黏效果最佳,可使降黏率达到92.7%,将质量分数为0.6%的无机碱碳酸钠溶液按体积比1∶1∶1复配到其中,可使稠油获得更优的降黏效果,降黏率高达95.0%,此外,聚合物HPAM有利于增强乳状液稳定性。表面活性剂可以降低油水界面张力,Na_2CO_3降低界面张力的效果较好,聚合物HPAM不能降低界面张力,自身通过分子链形成空间网状结构,联结周围的油滴,活性剂附着在HPAM分子链上,不利于降低油水界面张力。     

温度对壬基酚聚氧乙烯-10醚/水体系六角状液晶临界应力的影响

采用HAKKE RS75应力控制流变仪研究了温度对非离子表面活性剂壬基酚聚氧乙烯-10醚(NP-10)/水体系六角状液晶临界应力的影响.结果表明:固定温度下,临界应力随表面活性剂质量分数增加而升高;固定表面活性剂的质量分数而升高温度时,临界应力急剧减小.25 ℃下,w(NP-10)=35%的样品的临界应力可降至6.7 Pa.在相边界区,临界应力与温度的关系可用二级指数衰减模型描述,在相主体区可用多项式拟合.     

表面活性剂/碱/聚合物的乳化降黏实验研究

以辽河油田某区块稠油为主要研究对象,为了便于开采和输送,通过复配表面活性剂,研究其对稠油的降黏效果,选出最优降黏剂配方。采用的表面活性剂有非离子表面活性剂AEO-15、月桂两性离子表面活性剂咪唑啉。结果表明,单独使用AEO-15,质量分数为0.5%时稠油乳状液黏度最低,降黏率达到76.6%,将质量分数为1%的咪唑啉型两性离子表面活性剂与质量分数为0.5%的AEO-15乳化剂溶液按1∶1体积比复配,降黏效果最佳,可使降黏率达到92.7%,将质量分数为0.6%的无机碱碳酸钠溶液按体积比1∶1∶1复配到其中,可使稠油获得更优的降黏效果,降黏率高达95.0%,此外,聚合物HPAM有利于增强乳状液稳定性。表面活性剂可以降低油水界面张力,Na_2CO_3降低界面张力的效果较好,聚合物HPAM不能降低界面张力,自身通过分子链形成空间网状结构,联结周围的油滴,活性剂附着在HPAM分子链上,不利于降低油水界面张力。     

新型助滤剂的合成和对细粒煤助滤的应用研究

以实验室自制辛基酚聚氧乙烯醚丙烯酸酯(AOP)、丙烯酰胺(AM)、2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸(AMPS)为原料,过硫酸盐氧化还原体系为引发剂,采用水溶液共聚法合成同时具有表面活性和絮凝作用的新型共聚物PAAA。研究了合成条件对产品助滤、脱水效果的影响。得到了合成助滤剂的最佳反应条件:单体质量分数10%,溶液pH值6.0,引发剂质量分数0.1%,温度60℃,所得助滤剂能有效地提高细煤的过滤速度和降低滤饼含水质量分数。助滤剂在真空度为0.05 MPa时可将细粒煤滤饼含水质量分数从35.51%降至21.7%,过滤速度从0.229 L/(m2.s)提高到0.474 L/(m2.s)。     

旋转闪蒸干燥器干燥酒糟过程的实验研究

为获得旋转闪蒸干燥器干燥啤酒糟过程的最佳操作工况,对不同操作条件下的啤酒糟含水质量分数进行了测试,依据实验数据关联出了啤酒糟含水质量分数的计算公式。在此基础上对干燥过程进行寻优计算,得出干燥器所能达到的最低含水质量分数为3.92%,与实际对比误差为2.08%。满足要求含水质量分数(小于8%),处理量为75 kg时能量消耗最低的操作参数为进风温度94.9℃、轴向风速4.46 m/s,175 kg时进风温度155.9℃、轴向风速3.29 m/s,与实际对比误差小于1.65%。     

纳米SiO_2对磺酸盐Gemini表面活性剂溶液性能的影响

通过对磺酸盐型Gemini表面活性剂加入纳米SiO_2,探究纳米SiO_2对其黏度、耐温性和粘弹性的影响,并从微观结构进行探究。结果表明,质量分数4%的DS18-3-18溶液黏度随着温度升高而降低。在复配体系中,随着纳米SiO_2质量分数增加,溶液黏度先增加后降低,其中质量分数在0.02%增黏效果最好,体系黏度从2.61 mPa·s增加到16.72 mPa·s,提高6.4倍,同时加入纳米SiO_2可以提高溶液的粘弹性。微观结构表明,温度升高,溶液微观结构胶束之间排列越来越稀疏,加入纳米SiO_2溶液微观结构变得紧密。     

纳米SiO_2对磺酸盐Gemini表面活性剂溶液性能的影响

通过对磺酸盐型Gemini表面活性剂加入纳米SiO_2,探究纳米SiO_2对其黏度、耐温性和粘弹性的影响,并从微观结构进行探究。结果表明,质量分数4%的DS18-3-18溶液黏度随着温度升高而降低。在复配体系中,随着纳米SiO_2质量分数增加,溶液黏度先增加后降低,其中质量分数在0.02%增黏效果最好,体系黏度从2.61 mPa·s增加到16.72 mPa·s,提高6.4倍,同时加入纳米SiO_2可以提高溶液的粘弹性。微观结构表明,温度升高,溶液微观结构胶束之间排列越来越稀疏,加入纳米SiO_2溶液微观结构变得紧密。     

水煤浆添加剂磺化丙酮-甲醛缩聚物的合成与性能

以丙酮、甲醛、亚硫酸钠为原料合成磺化丙酮 甲醛缩聚物型水煤浆分散剂 (SAF),考察了亚硫酸钠用量、醛酮比等因素对水煤浆分散性能的影响,实验研究发现,亚硫酸钠、甲醛和丙酮的最佳摩尔比为n(亚硫酸钠 )∶n(甲醛)∶n(丙酮) =0 4∶2 1∶1 .05。用最佳摩尔比条件下合成的SAF制浆,在投加量为w(SAF) =0 8%时最高定黏浓度达 66% (干煤粉质量分数)。流变性实验研究发现,浆体属于假塑性流体,具有明显的触变性,并且浆体在 100s-1的固定剪切速率下剪切具有较好的抗剪切性。     

1,2-聚丁二烯接枝丁苯共聚物的流变性能

用双筒毛细管流变仪研究了丁苯共聚物支链含量不同的3种接枝1,2-聚丁二烯的流变性能,并与线型1,2-聚丁二烯进行了比较。结果表明,丁苯共聚物的接枝使得1,2-聚丁二烯的数均分子量减小,重均分子量增大,分子量分布变宽;接枝前后1,2-聚丁二烯的1,2-结构摩尔分数均大于80%,都属于高乙烯基聚丁二烯。在80～120℃内,接枝前后1,2-聚丁二烯的表观黏度均随温度的升高而降低,接枝后的黏流活化能明显增大;随丁苯共聚物接枝量的增加,接枝橡胶的黏流活化能逐渐减小,黏温敏感性减弱。丁苯共聚物的接枝对1,2-聚丁二烯黏度剪切敏感性的影响比较复杂,在150～3 000 s-1的剪切速率内,接枝前后1,2-聚丁二烯的表观黏度均随剪切速率的增加而降低;线型及接枝质量分数为5%的1,2-聚丁二烯的非牛顿指数明显降低,接枝质量分数为1%的非牛顿指数增大,更接近牛顿流体行为,而接枝质量分数为7%的非牛顿指数基本不变。在温度为80℃和100℃时,于相同的剪切速率下,随着丁苯共聚物接枝量的增加,3种接枝橡胶的表观黏度有先降低后升高的趋势,其中接枝质量分数为7%的1,2-聚丁二烯的表观黏度最大。     

多羟基聚醚对高能硝胺发射药抗冲击性能的影响

为研究多羟基聚醚改善硝胺发射药抗冲击性能的效果,以一种硝胺发射药(RP5)药片为原料,分别采用不同数均相对分子质量的多羟基聚醚为增韧剂,制备了不同增韧剂含量的硝胺发射药管状试样。采用落锤冲击试验机和摆锤冲击试验机分别测试了硝胺发射药试样的轴向和径向抗冲击强度。讨论了在低温(-40℃)、常温(20℃)、高温(50℃)下,不同类型、不同含量聚醚对高能硝胺发射药抗冲击性能的影响。结果表明,轴向方向上,加入多羟基聚醚的数均相对分子质量为2 118、质量分数为3%时,对硝胺发射药试样的低温增韧效果较优;径向方向上,加入多羟基聚醚的数均相对分子质量为5 618、质量分数为3%时,多羟基聚醚能使试样的径向低温抗冲击性能提升约50%。     

纳米碳酸钙悬浮体流变性能研究

以碳酸钙、氧化钙和邻苯二甲酸二辛酯组成的悬浮体为研究对象,模拟了碳酸钙在涂料及密封胶中流变行为,探讨了碳酸钙颗粒形貌、粒径及表面状态对其流变性能的影响。结果表明：不同形貌碳酸钙制备的悬浮体分散稳定性从强到弱依次为：立方形、纺锤形、链状。立方形碳酸钙配制成的悬浮体触变性最好,屈服应力最大;纳米碳酸钙平均粒径越大,粒径分布区间越窄,颗粒规整程度越高,其悬浮体触变性及屈服应力也越高。随着包覆量增加,触变性增强,但包覆量超过3%（质量分数）时,呈现出负触变性。     

粉煤灰基地聚合物无机涂料的制备与性能

以低钙型粉煤灰为主要原料,硅酸钠和氢氧化钠为复合碱激发剂,硅烷偶联剂(KH550)为增强材料,硅丙乳液为辅助成膜物质制备地聚合物无机涂料。研究了硅烷偶联剂掺量、反应温度以及水固比对地聚合物无机涂料的成膜性、耐水性和耐洗刷性等性能的影响,并通过XRD、FTIR、SEM、TG-DSC分析了无机涂料的微观结构及其耐高温性能。结果表明,当制备温度为60 ℃、水固比为0.31(质量比)、硅烷偶联剂掺量为3.6%(质量分数)时,地聚合物无机涂料在室温下的成膜性良好,无开裂现象,涂料24 h内质量吸水率为1.84%,耐洗刷性可达12 000次,7 d时硬度为154 s。地聚合物无机涂层内部主要是无定形的硅铝酸盐凝胶,硅烷偶联剂经水解、键合生成簇状产物填充在涂层的孔隙之间,增加了涂层的密实性,抑制了裂纹的产生。涂层在25~800 ℃的失重率为12.0%~13.0%,未发现明显的地聚合物热分解现象,说明涂层耐高温性能良好。     

碳纳米管-水纳米流体的光热转化特性

通过两步法配制了浓度范围0.0015%~0.1%（质量,下同）的多壁碳纳米管（MWCNT）-水纳米流体,并利用分光光度计对不同浓度、静置时间和加热次数下纳米流体在波长200~2000 nm范围内的透射率进行了测试。同时,还对上述纳米流体开展了闷晒实验,研究了浓度和光照次数对纳米流体光热转换性能的影响。结果表明,水中添加MWCNT后透射率明显下降,纳米流体的透射率随着静置时间的增加而减小,加热有利于提高纳米流体的吸光性能;同时,闷晒实验发现存在利于光热转化的MWCNT-水纳米流体最佳浓度（0.01%）,光照45 min后与水相比最佳浓度下的纳米流体温升提高了约15.1℃（或22.7%）。另外,纳米流体浓度较低时其光热转换性能随着光照次数的增加而提高,但浓度较高时则刚好相反,纳米颗粒团聚作用可能是造成上述结果的主要原因。     

含钾砂页岩除铁提质及陶瓷应用试验研究

分析了含钾砂页岩中铁的赋存状态,开展含钾岩石除铁提质试验,并对除铁粉料应用于陶瓷原料进行试验研究。结果表明,采用磁选-酸浸工艺,在磨矿细度为-74 μm占50%(质量分数),磁场强度为190 mT,盐酸浓度为20%(质量分数),浸出温度为90 ℃的最佳条件下,除铁粉料中全铁含量可降低为0.13%(质量分数),K₂O和Na₂O总含量提高至11.00%(质量分数),含量符合陶瓷用钾长石Ⅰ级品要求。除铁粉料在陶瓷胚体成型试验中易于成型,烧成温度范围宽,成品率高,可替代长石作为陶瓷原料使用,开拓了含钾砂页岩作为陶瓷原料使用的新方向。     

脱硫石膏制备硫酸钙晶须的试验研究

以脱硫石膏为原料通过水热合成法制备硫酸钙晶须,借助X射线衍射仪、扫描电子显微镜、能谱仪、热重分析仪等测试手段进行分析,研究了酸化预处理、料浆浓度以及反应温度对制备硫酸钙晶须的影响。结果表明:酸化预处理可以有效去除原料中的CaCO₃杂质;随着料浆浓度和反应温度的增加,晶须长径比均呈现先增大后减小的趋势;当料浆浓度为3%(质量分数),pH值为6.5,反应温度为120 ℃,反应时间为2 h时,取得的硫酸钙晶须最佳平均长度为161.2 μm,最佳平均长径比为46.06。     

原料复配制备木质素基成型活性炭研究

以碱木质素和杉木屑为原料,磷酸为活化剂,制备碱木质素基成型活性炭,考察了碱木质素质量分数、浸渍比、活化温度、活化时间等对活性炭性能的影响。研究结果表明：碱木质素复配杉木屑（碱木质素质量分数50%）后,复配料的表面润湿性显著提高,瞬时水接触角由133.2°（碱木质素）降低至86.6°（复配料）;热膨胀系数显著降低,膨胀温度区间的热膨胀系数由2 365 μm/（m·℃）（碱木质素）降低至45 μm/（m·℃）（复配料）。在最佳工艺条件即碱木质素质量分数50%、浸渍比1.5：1（纯磷酸与复配料质量比）、活化温度500℃、活化时间90 min下,制备的成型活性炭得率41.76%,碘吸附值1 070 mg/g,亚甲基蓝吸附值255 mg/g,强度90%,比表面积1 646 m²/g,总孔容积为0.795 cm³/g,其中孔径小于5 nm的孔容积占总孔容积的97.2%。     

水稻秸秆渗滤床半固态厌氧发酵性能研究

以水稻秸秆为原料,利用自行设计的渗滤床反应器,对比研究了不同温度（20、25、30和35℃）及不同预处理方式（NaOH、生物试剂和沼液）对秸秆厌氧发酵产气性能、物能转化率、发酵后沼液性能和产气成本等方面的影响。实验结果表明：发酵后总固体（TS）质量分数稳定在13%~15%之间,属于半固态厌氧发酵,同时累积产气量与温度、发酵后COD及NH₃-N的变化量均呈极显著正相关。相同温度（20~30℃）条件下,经预处理后的水稻秸秆TS产气率较空白均有所提高;其中沼液预处理效果最为明显,35℃条件下,TS产气率及挥发性固体（VS）产甲烷率分别为154.0和55.2 mL/g,较空白样品分别提高25.1%和52.5%。同时,沼液预处理可显著提升厌氧发酵产气中的甲烷体积分数。各预处理样品TS产甲烷率及VS产甲烷率呈随温度（20~30℃）上升而增加的趋势,但产甲烷提升率随温度的上升而逐渐下降,将系统温度从20℃提升至25℃,各处理产甲烷率可提高90%以上。考虑到沼气工程罐体增温及产能收支平衡等因素,温度控制在25℃是经济性最好的策略模式。从产气成本上分析,自产沼液具有较佳的处理效果和较低的生产成本,每生产1 m³沼气的可变成本1.62元。