配聚污水中亞鐵離子和硫化物去除效果及降粘機(jī)理研究.pdf

1、隨著油田污水的大量產(chǎn)出，油田污水在處理后會再次用于配注驅(qū)油。對于目前油田應(yīng)用最廣泛的聚合物驅(qū)——部分水解聚丙烯酰胺(partially hydrolyzedpolyacrylamide，簡稱HPAM)，油田污水中殘留的礦化離子、還原性物質(zhì)等都會對其產(chǎn)生不利影響。本文通過單因素試驗(yàn)法，研究了油田配聚污水中金屬陽離子(Na+、K+、Ca2+、Mg2+、Fe3+)和還原性離子（Fe2+、S2-）對HPAM溶液粘度的影響，結(jié)果表明上述離子均會對

2、HPAM溶液粘度造成不利影響，其中，F(xiàn)e2+的影響最大，三價陽離子(Fe3+)、二價陽離子(Ca2+、Mg2+)的影響要強(qiáng)于一價陽離子(Na+、K+)。
　　無氧條件下，F(xiàn)e2+對HPAM溶液粘度的影響也較大。采用氧化劑高錳酸鉀(KMnO4)、雙氧水(H2O2)、次氯酸鈉(NaClO)、過氧化脲(CO(NH2)2·H2O2)、過碳酸鈉(2Na2CO3·3H2O2)、過硫酸鉀(K2S2O8)、過氧單磺酸鉀(2KHSO5·KHSO4·

3、K2SO4)以及絡(luò)合劑鄰菲啰啉和酒石酸鉀處理含F(xiàn)e2+模擬水，通過對比HPAM溶液粘度恢復(fù)情況，得出各氧化劑均可有效去除模擬水中的Fe2+，提高HPAM粘度。通過可行性和經(jīng)濟(jì)性對比，NaClO固體可使HPAM粘度恢復(fù)率達(dá)到37.8％，處理效果最好，處理成本最低，是去除Fe2+的最優(yōu)氧化劑，最佳投加比例是Fe2+質(zhì)量的0.75倍。同時，NaClO自身也會造成HPAM溶液粘度降低，但在模擬水條件下，NaClO對HPAM粘度的影響要小于去離子

4、水條件下的影響;不同F(xiàn)e2+濃度和離子強(qiáng)度下，NaClO與Fe2+投加比例不變;但含F(xiàn)e2+的礦化水配制的HPAM粘度要高于含F(xiàn)e2+模擬水配制的HPAM粘度。
　　無氧條件下，S2-也會給HPAM溶液粘度帶來較大的損失。采用KMnO4、H2O2、 NaClO、CO(NH2)2·H2O2、2Na2CO3·3H2O2、2KHSO5·KHSO4·K2SO4處理含S2-模擬水，通過對比處理前后HPAM溶液粘度的恢復(fù)效果，得出氧化劑KMn

5、O4、 H2O2、NaClO以及CO(NH2)2·H2O2可有效去除模擬水中的S2-，提高HPAM粘度。而通過可行性和經(jīng)濟(jì)性對比，KMnO4處理效果較好，去除成本最低，是油田除S2-的最優(yōu)氧化劑選擇，實(shí)驗(yàn)得出的最優(yōu)投加量為KMnO4/S2-(質(zhì)量比)=1.5。S2-濃度為2 mg/L，HPAM溶液的粘度達(dá)到最大值時，所需氧化劑用量為:KMnO4/S2-(質(zhì)量比)=2。離子強(qiáng)度對KMnO4的投加量沒有影響，但對HPAM粘度影響較大，含S2

6、-的礦化水配制的HPAM粘度要高于含S2-模擬水配制的HPAM粘度。
　　通過紅外光譜、X射線衍射以及掃描電鏡等方法對去離子水、模擬水、含F(xiàn)e2+/S2-礦化水、含F(xiàn)e2+/S2-模擬水以及NaClO處理后的含F(xiàn)e2+模擬水和KMnO4處理后的S2-模擬水配置的HPAM樣品進(jìn)行表征，結(jié)果表明去離子水配置的HPAM受機(jī)械剪切力的影響，有單體丙烯酰胺生成。模擬水中Na+、K+、Ca2+、Mg2+等金屬離子可與HPAM分子中的羧酸基結(jié)合