隨著油田三元驅(qū)采油技術(shù)逐漸推廣應用,油田產(chǎn)生了大量難處理的三元采出水,而我國目前對油田三元采出水處理標準的提高,使得原有的處理方法已經(jīng)不能使處理后的三元采出水水質(zhì)達標。三元采出水處理的關(guān)鍵在于降低其粘度,因此現(xiàn)在亟需一種經(jīng)濟、有效的三元采出水降粘技術(shù)來解決這一難題。本文制備了粉末型及負載型兩種形態(tài)的鐵基催化劑,通過其催化臭氧降解亞甲基藍、葡萄糖、鄰苯二甲酸氫鉀三種簡單有機物考察了鐵基催化劑在催化臭氧時的催化活性,對鐵基催化劑催化臭氧降低油田三元采出水粘度的效果進行了研究。鐵基催化劑催化臭氧氧化降解亞甲基藍的實驗結(jié)果表明,在亞甲基藍溶液濃度40.00mg/L、溶液體積500.0ml時,粉末型鐵基催化劑催化臭氧氧化降解亞甲基藍的最優(yōu)條件為pH=11.00、臭氧流量控制為40.0L/h、粉末型催化劑投加量為4.0g/L,催化降解亞甲基藍的時間最短,25min后亞甲基藍溶液全部降解;負載型鐵基催化劑催化臭氧氧化降解亞甲基藍的最佳條件為pH=10.00、臭氧流量控制為40.0L/h,負載型催化劑投加量為80.0g/L,催化降解亞甲基藍的時間最短,30min后亞甲基藍溶液全部降解。鐵基催化劑催化臭氧氧化降解亞甲基藍、葡萄糖、鄰苯二甲酸氫鉀三種簡單有機物的實驗結(jié)果表明,單獨臭氧氧化可以降解亞甲基藍,但不能降解鄰苯二甲酸氫鉀和葡萄糖;粉末型鐵基催化劑和負載型鐵基催化劑催化臭氧氧化降解亞甲基藍、鄰苯二甲酸氫鉀、葡萄糖均有催化效果,催化活性高和適應條件寬(酸性、中性、堿性環(huán)境下均有催化效果)。鐵基催化劑催化臭氧氧化油田三元采出水降低粘度的實驗結(jié)果表明,粉末型鐵基催化劑催化臭氧氧化降低油田三元采出水粘度的最優(yōu)條件為,油田三元采出水取500.0ml時,臭氧流量控制為80.0L/h,粉末型催化劑投加量為4.0g/L,粘度由4.05mPa·s降到1.80mPa·s以下,需要的時間為30min;而同等條件下不加催化劑粘度由4.05mPa·s降到1.80mPa·s以下,需要的時間為60min。負載型鐵基催化劑催化臭氧氧化降低油田三元采出水粘度的最優(yōu)條件為:油田三元采出水取500.0ml時,臭氧流量控制為80.0L/h,負載型催化劑投加量為80.0g/L,粘度由4.05mPa·s降到1.80mPa·s以下,需要的時間為50min。粉末型鐵基催化劑催化臭氧氧化油田三元采出水降粘效果比負載型鐵基催化劑催化效果好。三元采出水中含有表面活性劑有助于增大反應器中臭氧的停留時間,同時也可以增加了臭氧與三元采出水中有機物的傳質(zhì)效果,從而加快降粘速度,提高降粘率。分別以二氧化氯和臭氧為氧化劑氧化處理油田三元采出水,并對其降粘效果進行對比,結(jié)果表明二氧化氯也具有良好降粘效果,但在相同投加量下,臭氧在降粘率和降粘速度這兩方面都比二氧化氯更具優(yōu)勢。對催化劑的重復性實驗結(jié)果表明,粉末型鐵基催化劑在催化亞甲基藍溶液(pH=10.00)和油田三元采出水時,經(jīng)過7次重復試驗后,其催化效果穩(wěn)定。500.0ml20.00mg/L,的亞甲基藍催化降解15min,去除率穩(wěn)定達到100%。500.0ml的三元采出水粘度30min均達到1.80mPa·s以下,降粘率在57%左右波動。負載型鐵基催化劑催化臭氧降解亞甲基藍溶液(pH=11.00)時,負載型催化劑溶出嚴重,催化效果逐漸降低,反應15min,500.0ml 20.00mg/L的亞甲基藍去除率從95%降到86%,負載型催化劑在pH=11.00的體系中重復性差。
【學位單位】：哈爾濱工程大學
【學位級別】：碩士
【學位年份】：2018
【中圖分類】：TE39
【部分圖文】：

第 1 章 緒論水的凈化進程。該方法具有投資少、效果好、運行費用低等優(yōu)點。根據(jù)氧氣的，可分為好氧和厭氧兩種生物處理法。根據(jù)微生物的存在狀態(tài)，又可分為活性生物膜法。油田三元采出水生物處理法中不論是活性污泥法還是生物膜法，對解都是靠降油微生物進行的[20,21]。三元采出水的處理方法有很多，每一種方法都有其優(yōu)缺點及適用范圍，在實際要針對實際情況進行研究，確定合適的處理工藝流程。三元采出水一般經(jīng)過二降或三段混凝沉降、過濾、浮選、酸化/氧化過濾等工藝處理后，可以達到相應注水或排放水質(zhì)指標。以應用三元驅(qū)采油最為成熟的大慶油田處理三元采出水，不同油井的三元采出水有不同的工藝，以其中一種工藝流程為例如圖 1.1 所示

具體結(jié)構(gòu)如圖 2.5 所示。圖 2.4 臭氧反應裝置示意圖圖 2.5 二氧化氯反應裝置示意圖2.4.2 工藝流程首先按順序連接實驗裝置，檢查裝置氣密性，取一定量的研究對象加入反應器中。實驗開始首先打開空氣開關(guān)，調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)子流量計至所需氣體流量，然后打開臭氧開關(guān)，并開始計時，每隔一段時間取樣測相應實驗所需的數(shù)據(jù)，并實時觀察反應器中油田三元采出水的變化情況及尾氣吸收裝置中②瓶的情況，若②瓶中的顏色由無色轉(zhuǎn)變?yōu)榧t棕色，則證明吸收裝置①瓶中的 KI 溶液消耗完畢，需要更換。使用二氧化氯反應裝置進行實驗時，工藝流程同上。2.5 本章小結(jié)本章主要是對實驗過程中所使用的藥品規(guī)格和儀器設備進行了說明，介紹了實驗用水的來源，并對實驗流程，實驗裝置進行了介紹，還對實驗過程中所用到的催化劑的制備方法，實驗中分析檢測方法及檢測條件進行了必要的說明。

圖 2.5 二氧化氯反應裝置示意圖流程順序連接實驗裝置，檢查裝置氣密性，取一定量的研究對象加先打開空氣開關(guān)，調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)子流量計至所需氣體流量，然后打開臭每隔一段時間取樣測相應實驗所需的數(shù)據(jù)，并實時觀察反應器中情況及尾氣吸收裝置中②瓶的情況，若②瓶中的顏色由無色轉(zhuǎn)裝置①瓶中的 KI 溶液消耗完畢，需要更換。使用二氧化氯反應流程同上。小結(jié)要是對實驗過程中所使用的藥品規(guī)格和儀器設備進行了說明，介并對實驗流程，實驗裝置進行了介紹，還對實驗過程中所用到的驗中分析檢測方法及檢測條件進行了必要的說明。
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本文編號：2863944