基于CO 2 刺激型开关溶剂的油基钻屑处理工艺研究

发布时间：2024-04-20 08:27

　　页岩气(油)开采行业每年排放出大量油基钻屑,给生态系统和环境带来了危害,因此,急需开发一种环保、高效的工艺技术来处理未达标排放的油基钻屑。本文分析了国内外油基钻屑处理技术的现状及存在的问题,提出将CO₂刺激型开关溶剂N,N-二甲胺基乙酯用于油基钻屑的石油类回收处理。在CO₂开关溶剂优选、除油装置的工艺优化、开关溶剂处理油基钻屑的反应机理、除油装置的工艺分析及中试装置设计等方面开展了研究工作。针对油基钻屑样品性质进行分析,样品含油率高达16.54wt%,且检出Ba、Ti、Sr、Pb、Ni等11种重金属。在市售的有机胺类CO₂开关溶剂中,结合除油效果及技术经济成本等因素优选出N,N-二甲胺基乙酯作为研究对象。N,N-二甲胺基乙酯对油基钻屑除油处理的工艺主要包括3个单元过程:开关溶剂萃取石油类、质子化反应和去质子化反应。在萃取过程,最佳物料质量比为油基钻屑:开关溶剂:水=4:2:1;加料顺序为油基钻屑与开关溶剂充分混合,再加入水;最佳混合条件为转速400r/min、时间20min、反应温度50℃。在质子化反应过程中,CO

【文章页数】：79 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
ABSTRACT
引言
第1章 绪论
    1.1 研究背景及意义
    1.2 油基钻屑处理技术及进展
    1.3 开关溶剂的研究进展
    1.4 CO₂刺激响应型开关溶剂的研究进展
        1.4.1 CO₂开关型溶剂
        1.4.2 CO₂开关型表面活性剂
    1.5 CO₂ 开关溶剂的应用
        1.5.1 油类提取
        1.5.2 制备纳米材料
        1.5.3 乳液聚合
        1.5.4 含油土壤修复
    1.6 论文主要内容
        1.6.1 研究目的
        1.6.2 研究内容
        1.6.3 研究方法
第2章 CO₂开关溶剂优选研究
    2.1 引言
    2.2 材料与方法
        2.2.1 药品与仪器
        2.2.2 样品来源
        2.2.3 实验方法
    2.3 结果与讨论
        2.3.1 油基钻屑原料构成分析
        2.3.2 CO₂开关溶剂优选
    2.4 本章小结
第3章 油基钻屑除油装置的工艺优化研究
    3.1 引言
    3.2 材料与方法
        3.2.1 药品与仪器
        3.2.2 实验方法
    3.3 结果与讨论
        3.3.1 CO₂开关溶剂萃取石油类的影响因素分析
        3.3.2 质子化反应过程分析
        3.3.3 去质子化反应过程分析
    3.4 本章小结
第4章 CO₂开关溶剂处理油基钻屑的反应机理研究
    4.1 引言
    4.2 材料与方法
        4.2.1 实验仪器
        4.2.2 样品来源
        4.2.3 实验方法
    4.3 结果与讨论
        4.3.1 固体表面润湿性分析
        4.3.2 固体钻屑表面元素分析
    4.4 本章小结
第5章 CO₂开关溶剂萃取处理油基钻屑的工艺效果分析及中试流程设计
    5.1 引言
    5.2 材料与方法
        5.2.1 药品与仪器
        5.2.2 样品来源
        5.2.3 实验方法
    5.3 结果与讨论
        5.3.1 开关溶剂处理油基钻屑工艺效果分析
        5.3.2 回收物质性质分析
        5.3.3 处理不同含油废弃物的效果对比
        5.3.4 中试工艺流程设计
    5.4 本章小结
第6章 结论与建议
    6.1 结论
    6.2 建议
参考文献
攻读学位期间的研究成果
致谢



本文编号：3959149