發(fā)布時(shí)間：2020-06-09 06:45

【摘要】：大慶油田現(xiàn)在已進(jìn)入高含水開(kāi)發(fā)后期,大規(guī)模的采用聚合物驅(qū)和三元復(fù)合驅(qū)進(jìn)行采油,因此聚丙烯酰胺(PAM)作為驅(qū)油用聚合物在現(xiàn)場(chǎng)得到了大范圍的應(yīng)用。聚丙烯酰胺在一定程度上能夠提高油田的采收率,但是其在生產(chǎn)、運(yùn)輸、采油等環(huán)節(jié)一旦發(fā)生泄露進(jìn)入土壤,則會(huì)導(dǎo)致土壤板結(jié)甚至更嚴(yán)重的環(huán)境污染問(wèn)題。土壤是人類(lèi)生產(chǎn)、生活中最基礎(chǔ)、也最為重要的資源,而大慶—一座因石油而生的城市,遍地布滿(mǎn)了石油化工企業(yè),PAM大規(guī)模的使用對(duì)本地的土壤造成了嚴(yán)重的污染。大慶的土壤類(lèi)型以黑鈣土為主,因此,研究聚丙烯酰胺在黑鈣土中的吸附規(guī)律對(duì)于土壤污染防治具有重要的指導(dǎo)意義。實(shí)驗(yàn)中對(duì)大慶油田某采油廠(chǎng)生產(chǎn)線(xiàn)周?chē)寥乐蠵AM含量測(cè)定的結(jié)果顯示:配置站,三元復(fù)合驅(qū)注入井周?chē)寥乐蠵AM含量較少,聚合物注入井和采油井周?chē)枯^高,其中采油井是聚合物泄漏最嚴(yán)重的環(huán)節(jié)。經(jīng)過(guò)討論,將PAM的污染標(biāo)準(zhǔn)定為1000 mg/L,聚合物注入井及采油井周?chē)寥乐蠵AM含量嚴(yán)重超標(biāo),因此研究采油用PAM在黑鈣土中的吸附行為十分重要。實(shí)驗(yàn)室內(nèi)采用靜態(tài)吸附法研究了平均分子量為500萬(wàn)的聚丙烯酰胺在大慶特征土壤—黑鈣土中的吸附動(dòng)力學(xué)及熱力學(xué),對(duì)聚丙烯酰胺在黑鈣土中的吸附規(guī)律進(jìn)行了系統(tǒng)的研究。根據(jù)濃度隨時(shí)間變化的規(guī)律擬合出靜態(tài)吸附類(lèi)型、動(dòng)力學(xué)方程、等溫吸附曲線(xiàn)、等溫吸附方程以及吸附平衡常數(shù)。本實(shí)驗(yàn)還考察了溫度對(duì)聚丙烯酰胺吸附的影響,在每個(gè)實(shí)驗(yàn)溫度下進(jìn)行吸附等溫曲線(xiàn)的擬合,得到每個(gè)溫度下的吸附平衡常數(shù),然后對(duì)熱力學(xué)參數(shù)進(jìn)行計(jì)算。最后考察了采油廢水中所含的油、堿和表面活性劑對(duì)聚丙烯酰胺吸附的影響。實(shí)驗(yàn)結(jié)果顯示聚丙烯酰胺在黑鈣土中的吸附過(guò)程符合典型的Langmuir型吸附模式,前2個(gè)小時(shí)吸附過(guò)程十分迅速,該階段PAM的吸附量能達(dá)到飽和吸附量的90%左右,之后吸附速率逐漸減慢,最終在5小時(shí)內(nèi)吸附達(dá)到飽和。整個(gè)吸附過(guò)程PAM在土壤中的吸附量隨著平衡濃度的增加而增加,且在低平衡濃度區(qū)間有顯著的增加,隨后溶液平衡濃度增加,土壤對(duì)聚丙烯酰胺的吸附量增幅減小,最終趨于平緩,無(wú)限接近一個(gè)定值。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明:黑鈣土對(duì)PAM的吸附符合準(zhǔn)一級(jí)動(dòng)力學(xué)模型,即吸附速率與吸附質(zhì)濃度的一次方成正比,其線(xiàn)性相關(guān)系數(shù)達(dá)到0.9以上。通過(guò)擬合不同溫度下的Langmuir等溫吸附方程得到各溫度下的吸附平衡常數(shù),根據(jù)溫度及對(duì)應(yīng)溫度下的吸附平衡常數(shù)計(jì)算出了各個(gè)熱力學(xué)參數(shù)。吸附焓變?chǔ)=29.28 KJ/mol,表示該吸附過(guò)程吸熱;ΔG0,說(shuō)明土壤對(duì)聚丙烯酰胺溶液的吸附是自發(fā)的;熵變?chǔ)0,說(shuō)明聚丙烯酰胺在土壤樣品上的吸附過(guò)程熵值增大,整個(gè)體系的混亂度增加,。實(shí)驗(yàn)考察了三元復(fù)合驅(qū)采油廢水中的油、堿度以及表面活性劑對(duì)聚丙烯酰胺在黑鈣土中吸附的影響,實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明由于油與PAM在土壤中的吸附存在競(jìng)爭(zhēng)關(guān)系,一定量油的存在會(huì)降低PAM在土壤中的吸附量,油含量增大到一定值后,PAM的吸附量不再降低。實(shí)驗(yàn)表明土壤的在中性條件下對(duì)聚丙烯酰胺的吸附最大,偏酸性或偏堿性都會(huì)導(dǎo)致吸附量降低。實(shí)驗(yàn)中表面活性劑的存在對(duì)于聚丙烯酰胺的吸附?jīng)]有什么影響。
【圖文】：

形分式點(diǎn)1.3采樣法：適分點(diǎn)為 5 個(gè)采樣法：適點(diǎn) 10 個(gè)左右；圖 1.適用于面積左右，布點(diǎn)圖 1.適用于面積右；受污泥，.1 對(duì)角線(xiàn)采積不大、地形點(diǎn)圖示見(jiàn)圖.2 梅花形采積中等、地形垃圾等固體樣法形平坦且土1.2；樣法形完整、地體污染的土土壤組成和污地勢(shì)平坦但土壤，設(shè)分點(diǎn)污土點(diǎn)應(yīng)

式點(diǎn)1.3采多分采樣法：適點(diǎn) 10 個(gè)左右；樣法：適用多，且深度分法將多余圖 1.適用于面積右；受污泥，圖 1.用于面積小視采樣目的土壤棄去，.2 梅花形采積中等、地形垃圾等固體.3 棋盤(pán)式采但地勢(shì)不夠的而定，，一布點(diǎn)圖示樣法形完整、地體污染的土樣法夠平坦，且般采耕層 0見(jiàn)圖 1.4；地勢(shì)平坦但土壤，設(shè)分點(diǎn)且土壤分布不0-20 cm.取混土點(diǎn)應(yīng)不混
【學(xué)位授予單位】：東北石油大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類(lèi)號(hào)】：X741

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號(hào)：2704309