陽離子聚丙烯酰胺的制備及其凈化含油污水的研究

1、隨著石油資源的不斷匱乏，為了有效提高石油采收率，我國大部分油田現(xiàn)已進(jìn)入三次采油階段，聚合物驅(qū)和三元復(fù)合驅(qū)是最重要的三次采油技術(shù)，目前在大慶、大港和勝利等油田得到大面積的推廣。隨著上述技術(shù)的推廣，三次采油污水量也在不斷增加。三次采油污水是一種黏度較大、乳化程度較高、難生物降解的有機(jī)污水。在污水處理過程中，若絮團(tuán)擠出多余水分后具有一定彈性，攪碎后能重新凝集，這樣的絮團(tuán)強(qiáng)度好，能經(jīng)受機(jī)械力的作用完成脫水過程。高分子量陽離子型絮凝劑，如高分子量系列絮凝劑所形成的絮團(tuán)具有上述特點(diǎn)，而系列陽離子型高分子絮凝劑，其性能比系列更好?？赡苁怯捎诟叻肿渔湵容^柔韌，具有彈性，分子鏈中沒有甲基，因而親水性較好。本文基

2、于自由基聚合機(jī)理，采用水溶液聚合方法，在氧化還原引發(fā)體系中使丙烯酰胺與共聚，從而成功地合成出了高分子量、高陽離子度的高分子絮凝劑。實(shí)驗(yàn)部分實(shí)驗(yàn)儀器與試劑儀器：裝有氮?dú)獾匿撈?；鉸肉機(jī)；粉碎機(jī)；標(biāo)準(zhǔn)檢驗(yàn)篩；紅外光譜儀；型水中油分濃度計(jì)；高剪切乳化機(jī)；型旋轉(zhuǎn)黏度儀。試劑：丙烯酰胺（）；丙烯酰氧乙基三甲基氯化銨（）；自制引發(fā)劑。絮凝劑的合成將、去離子水按一定比例加入廣口瓶中攪拌溶解，形成溶液，然后在通氮保護(hù)下，恒溫時(shí)加入引發(fā)劑，攪拌反應(yīng)，聚合反應(yīng)完成，即得到透明膠塊狀陽離子聚丙烯酰胺。將此聚合物造粒熱風(fēng)干燥粉碎，即為成品。通過調(diào)整的用量制備了種不同陽離子度的聚合物。實(shí)驗(yàn)結(jié)果與討論絮凝劑的表征黏度的測定

3、對(duì)種不同陽離子度的聚合物用去離子水配制成濃度為×的溶液，室溫（）下，用型旋轉(zhuǎn)黏度儀測定其黏度。測定結(jié)果如表所示。表絮凝劑室溫（）下的黏度數(shù)值絮凝劑陽離子度黏度實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)表明，隨著陽離子度的提高，絮凝劑的黏度呈現(xiàn)出先增大后減小的變化規(guī)律，在陽離子度為時(shí)達(dá)到最大值為。這表明聚合物的黏度并不是隨著陽離子度的增加而不斷增大，而是有一個(gè)極限值。這主要是因?yàn)殛栯x子度低時(shí)，陽離子單體參與到丙烯酰胺的聚合中，增大了分子鏈的長度，從而使分子量增大，黏度增大。但是當(dāng)陽離子度增大到一定程度時(shí)，它的離子效應(yīng)開始顯著，會(huì)使聚合物分子鏈發(fā)生卷曲，從而又降低了聚合物的黏度。聚合物的紅外光譜表征將聚合物用丙酮沉析，乙

4、醇抽提純化，真空干燥，粉碎后，壓片，用紅外光譜儀測定。譜如圖所示。陽離子聚丙烯酰胺的制備及其凈化含油污水的研究（中國礦業(yè)大學(xué)（北京）化學(xué)與環(huán)境工程學(xué)院，北京；中國科學(xué)院化學(xué)研究所，北京）趙娜娜，佟瑞利，鄒立壯摘要采用水溶液聚合方法研究制備了一系列陽離子度不同的聚丙烯酰胺絮凝劑，對(duì)其結(jié)構(gòu)進(jìn)行了表征，并對(duì)其凈化含油污水的絮凝特性及絮凝機(jī)理進(jìn)行了研究。結(jié)果表明，較高陽離子度的絮凝劑絮凝效果好。關(guān)鍵詞絮凝劑；含油污水；陽離子聚丙烯酰胺中圖分類號(hào)文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼文章編號(hào)（）收稿日期作者簡介趙娜娜（），女，在讀碩士，研究方向?yàn)榄h(huán)境工程、 污水處理。第卷第期年月圖（）的譜圖中峰對(duì)應(yīng)中的對(duì)稱伸展振動(dòng)吸收峰，該峰較寬

5、較強(qiáng)；峰對(duì)應(yīng)的特征吸收峰；對(duì)應(yīng)酰胺帶特征峰；為（）甲基的變形振動(dòng)峰；為的特征峰，為季銨鹽的特征吸收峰。由此可以說明陽離子單體與丙烯酰胺發(fā)生聚合并生成了陽離子型的聚合物。絮凝效果評(píng)價(jià)將所制備的種不同陽離子度的絮凝劑與國內(nèi)生產(chǎn)的新宇和國外生產(chǎn)的兩種絮凝劑的絮凝效果進(jìn)行對(duì)比。主要考查它們對(duì)水中含油及懸浮固體含量的去除效果。對(duì)比結(jié)果如表和表所示。其中表為實(shí)驗(yàn)室模擬含油污水，表為渤海油田現(xiàn)場污水。表模擬污水處理前后含油率和懸浮固體含量絮凝劑絮凝劑用含油率懸浮固體含去油種類量×量率空白新宇表渤海油田現(xiàn)場污水處理前后含油率和懸浮固體含量絮凝劑絮凝劑用含油率懸浮固體含去油種類量×量率空白新

6、宇結(jié)果表明，隨著陽離子度的增加，無論是對(duì)低含油量的模擬污水還是高含油量的現(xiàn)場污水，絮凝劑的處理效果都明顯增強(qiáng)，這說明陽離子度對(duì)絮凝劑的絮凝效果有顯著影響。這主要是因?yàn)橛吞镂鬯械挠偷魏凸腆w懸浮顆粒都帶有負(fù)電荷，它們可因靜電作用而吸附帶正電荷的陽離子型聚合物，通過表面電荷中和而使雙電層受到壓縮，從而使粒子間距離縮短，因而陽離子度高的聚合物即使黏度比較低，也可在粒子間架橋。但是當(dāng)陽離子度超過時(shí)，其絮凝又開始變差，這可能是因?yàn)轲ざ忍〔灰税l(fā)揮絮凝劑的吸附架橋作用。由此可以說明針對(duì)含油污水的絮凝過程是以電中和作用為主，“吸附架橋”與“電中和”共同作用完成。另外，通過對(duì)比表明本實(shí)驗(yàn)所制備的高陽離子度絮凝劑已經(jīng)達(dá)到并超過了國內(nèi)外現(xiàn)有絮凝劑的的絮凝效果。結(jié)論通過本實(shí)驗(yàn)表明：聚合物的黏度隨著陽離子度的增加呈現(xiàn)先增大后減小的變化規(guī)律；陽離子度為的聚合物對(duì)含油污水處理效果最好，去油率達(dá)到，優(yōu)于國內(nèi)外生產(chǎn)的絮凝劑。參考文獻(xiàn) 趙林，徐玉霞，馬超，等油田污水處理高分子絮凝劑的發(fā)展現(xiàn)狀河南石油，（）：唐瓊，張新申，等油田含油廢水處理絮凝劑的研究與應(yīng)用化學(xué)研究與應(yīng)用，（）：沈一丁，張宇（