微波—磁性纳米粒子协同破乳研究
发布时间：2021-05-27 13:06
稠油在生产、运输过程中不可避免地会产生大量乳状液。稠油乳状液通常具有较高的稳定性,破乳难度大,并且破乳后稠油含水率往往难以达到1%的合格标准。因此,经济有效的稠油乳状液破乳技术对于稠油的处理与输送具有重要的实际意义。项目组在前期研究中发现磁性纳米粒子辅助微波可以显著改善稠油O/W型乳状液的破乳效果,但微波、磁性纳米粒子参数对协同破乳的影响规律,以及微波-磁性纳米粒子协同作用下油滴的聚并机理尚不清楚。因此有必要对协同破乳规律、破乳机理展开深入研究,为稠油O/W型乳状液的微波-磁性纳米粒子协同破乳技术的发展与应用提供实验和理论依据。论文首先针对配制的稠油O/W型乳状液,进行了静态稳定性评价。然后通过室内对比实验,依次研究了磁性纳米粒子、微波辐射以及微波-磁性纳米粒子协同作用下的破乳规律,并结合油滴的微观图像、zeta电位等测试结果,定性分析了微波-磁性纳米粒子协同破乳机理。论文还通过实验,对协同破乳作用下磁性纳米粒子以及微波参数进行优化,得到最佳协同破乳方案,并在最佳协同破乳方案下进行了磁性纳米粒子材料的循环实验,研究其回收和循环使用效果。最后,基于微波电磁场以及传热学理论,结合稠油O/W...
【文章来源】：西安石油大学陕西省
【文章页数】：70 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
ABSTRACT
第一章 绪论
1.1 引言
1.2 国内外研究现状
1.2.1 微波破乳的研究
1.2.2 微波化学法破乳的研究
1.2.3 磁性纳米粒子破乳的研究
1.3 研究内容及技术路线
1.3.1 研究内容
1.3.2 技术路线
1.3.3 创新点
第二章 微波/磁性纳米粒子破乳理论基础和实验准备
2.1 微波/磁性纳米粒子破乳理论基础
2.1.1 微波破乳
2.1.2 磁性纳米粒子破乳
2.2 微波-磁性纳米粒子破乳实验准备
2.2.1 实验仪器及药品介绍
2.2.2 乳状液的制备
2.2.3 静态稳定性测试
2.2.4 破乳实验
2.2.5 磁性纳米粒子回收实验
第三章 稠油O/W型乳状液的磁性纳米粒子破乳
3.1 磁性纳米粒子类型对破乳的影响
3.2 磁性纳米粒子浓度对破乳的影响
3.3 PH值对磁性纳米粒子破乳效果的影响
3.4 本章小结
第四章 稠油O/W型乳状液的微波破乳
4.1 微波辐射功率对破乳的影响
4.2 微波辐射时间对破乳的影响
4.3 本章小结
第五章 微波-磁性纳米粒子协同破乳
5.1 微波-磁性纳米粒子协同破乳实验
5.1.1 微波功率对协同破乳效果的影响
5.1.2 辐射时间对协同破乳效果的影响
5.1.3 磁性纳米粒子浓度对协同破乳效果的影响
5.2 二元体系协同微波破乳
5.3 磁性纳米粒子循环使用实验
5.4 本章小结
第六章 微波辐射下稠油O/W型乳状液的数学模型研究
6.1 微波-磁性纳米粒子协同作用下乳状液热力学模型
6.1.1 乳状液微元体物理模型及相关假设
6.1.2 热力学模型的建立
6.2 相关参数的确定
6.2.1 微波腔中电场/磁场强度的确定
6.2.2 微元体中电场/磁场强度的确定
6.2.2.1 微元体内连续相与分散相中电场强度的确定
6.2.2.2 乳状液连续相中磁场强度的确定
6.2.3 相关物性参数的确定
6.2.3.1 微元体中连续相与分散相体积的确定
6.2.3.2 介电常数与损耗因子的确定
6.2.3.3 纳米γ-Fe2O3 磁化率与磁导率的确定
6.2.4 乳状液对流换热系数的确定
6.3 热力学模型的求解
6.4 热力学模型的验证
6.5 本章小结
第七章 结论与建议
7.1 结论
7.2 建议
致谢
参考文献
攻读学位期间参加科研情况及获得的学术成果
附录 协同作用下温度场数值计算程序代码
【参考文献】：
期刊论文
[1]磁性纳米粒子介导的细胞生物学效应[J]. 吴交交,樊星,高芮,成昱. 生命的化学. 2019(05)
[2]磁性颗粒团聚机理与磁团聚设备研究进展[J]. 龙佳,库建刚. 化工矿物与加工. 2019(09)
[3]微波辅助合成γ-Fe2O3/花生壳磁性生物炭对水体中环丙沙星吸附的研究[J]. 张学良,徐建,占新华,孙成,林玉锁. 环境科学学报. 2019(11)
[4]功能化磁性纳米粒子在污水处理中的应用进展[J]. 马瑶佳,张茜,贾博,吕运开. 中国给水排水. 2018(22)
[5]油包水型原油乳状液破乳技术研究进展[J]. 杨海,黄新,林子增,申子靖. 应用化工. 2018(12)
[6]功能化磁性纳米粒子在乳状液制备及破乳中的应用及作用机制[J]. 黄翔峰,刘婉琪,熊永娇,彭开铭,刘佳,陆丽君. 物理化学学报. 2018(01)
[7]原油破乳技术进展[J]. 张彩霞,谢国东,权红梅,仵慧宁,徐洁. 河南化工. 2016(11)
[8]有机碱/复配表面活性剂稳定的稠油水包油乳状液的破乳研究[J]. 蒋华义,孙娜娜,王舰,童金环. 油田化学. 2016(02)
[9]磁化破乳剂的研究现状[J]. 陈婷,方申文,宋先雨,段明,张雅丽. 石油化工. 2016(04)
[10]微波辐射稠油降粘脱水实验研究[J]. 付必伟,艾志久,胡坤,孟璋劼,钱惠杰,席燕卿. 辐射研究与辐射工艺学报. 2015(03)
博士论文
[1]塔河稠油乳化降黏及微波化学破乳研究[D]. 孙娜娜.西南石油大学 2016
[2]微波对高粘高凝原油作用规律研究[D]. 蒋华义.西南石油学院 2004
[3]稠油微波加热降粘机理的研究[D]. 王颖.中国科学院研究生院（电子学研究所） 2002
硕士论文
[1]辽河油田稠油乳状液稳定性及破乳脱水机理研究[D]. 田哲熙.东北石油大学 2019
[2]稠油的有机碱—表面活性剂乳化降黏规律研究[D]. 黄娜.西安石油大学 2018
[3]XJ油田稠油乳化特性及脱水工艺研究[D]. 唐婧.西南石油大学 2017
[4]渤海稠油乳状液形成及破坏实验研究[D]. 赵宏伟.东北石油大学 2017
[5]油水乳状液微波与超声波破乳研究[D]. 陆洋.中国石油大学（北京） 2017
[6]纳米γ-Fe2O3的制备及其吸附性能研究[D]. 都吉雅.内蒙古师范大学 2015
[7]磁性纳米粒子对染料废水的吸附性能研究[D]. 陈晓影.吉林大学 2014
[8]微波加热技术在稠油集输降粘中的研究与应用[D]. 丁涛.中国石油大学（华东） 2013
[9]磁性纳米材料去除水中有毒污染物的应用研究[D]. 李永记.西南大学 2013
[10]Fe3O4磁性纳米粒子的制备、表征及应用[D]. 李梦.中南大学 2012
本文编号：3207623
【文章来源】：西安石油大学陕西省
【文章页数】：70 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
ABSTRACT
第一章 绪论
1.1 引言
1.2 国内外研究现状
1.2.1 微波破乳的研究
1.2.2 微波化学法破乳的研究
1.2.3 磁性纳米粒子破乳的研究
1.3 研究内容及技术路线
1.3.1 研究内容
1.3.2 技术路线
1.3.3 创新点
第二章 微波/磁性纳米粒子破乳理论基础和实验准备
2.1 微波/磁性纳米粒子破乳理论基础
2.1.1 微波破乳
2.1.2 磁性纳米粒子破乳
2.2 微波-磁性纳米粒子破乳实验准备
2.2.1 实验仪器及药品介绍
2.2.2 乳状液的制备
2.2.3 静态稳定性测试
2.2.4 破乳实验
2.2.5 磁性纳米粒子回收实验
第三章 稠油O/W型乳状液的磁性纳米粒子破乳
3.1 磁性纳米粒子类型对破乳的影响
3.2 磁性纳米粒子浓度对破乳的影响
3.3 PH值对磁性纳米粒子破乳效果的影响
3.4 本章小结
第四章 稠油O/W型乳状液的微波破乳
4.1 微波辐射功率对破乳的影响
4.2 微波辐射时间对破乳的影响
4.3 本章小结
第五章 微波-磁性纳米粒子协同破乳
5.1 微波-磁性纳米粒子协同破乳实验
5.1.1 微波功率对协同破乳效果的影响
5.1.2 辐射时间对协同破乳效果的影响
5.1.3 磁性纳米粒子浓度对协同破乳效果的影响
5.2 二元体系协同微波破乳
5.3 磁性纳米粒子循环使用实验
5.4 本章小结
第六章 微波辐射下稠油O/W型乳状液的数学模型研究
6.1 微波-磁性纳米粒子协同作用下乳状液热力学模型
6.1.1 乳状液微元体物理模型及相关假设
6.1.2 热力学模型的建立
6.2 相关参数的确定
6.2.1 微波腔中电场/磁场强度的确定
6.2.2 微元体中电场/磁场强度的确定
6.2.2.1 微元体内连续相与分散相中电场强度的确定
6.2.2.2 乳状液连续相中磁场强度的确定
6.2.3 相关物性参数的确定
6.2.3.1 微元体中连续相与分散相体积的确定
6.2.3.2 介电常数与损耗因子的确定
6.2.3.3 纳米γ-Fe2O3 磁化率与磁导率的确定
6.2.4 乳状液对流换热系数的确定
6.3 热力学模型的求解
6.4 热力学模型的验证
6.5 本章小结
第七章 结论与建议
7.1 结论
7.2 建议
致谢
参考文献
攻读学位期间参加科研情况及获得的学术成果
附录 协同作用下温度场数值计算程序代码
【参考文献】：
期刊论文
[1]磁性纳米粒子介导的细胞生物学效应[J]. 吴交交,樊星,高芮,成昱. 生命的化学. 2019(05)
[2]磁性颗粒团聚机理与磁团聚设备研究进展[J]. 龙佳,库建刚. 化工矿物与加工. 2019(09)
[3]微波辅助合成γ-Fe2O3/花生壳磁性生物炭对水体中环丙沙星吸附的研究[J]. 张学良,徐建,占新华,孙成,林玉锁. 环境科学学报. 2019(11)
[4]功能化磁性纳米粒子在污水处理中的应用进展[J]. 马瑶佳,张茜,贾博,吕运开. 中国给水排水. 2018(22)
[5]油包水型原油乳状液破乳技术研究进展[J]. 杨海,黄新,林子增,申子靖. 应用化工. 2018(12)
[6]功能化磁性纳米粒子在乳状液制备及破乳中的应用及作用机制[J]. 黄翔峰,刘婉琪,熊永娇,彭开铭,刘佳,陆丽君. 物理化学学报. 2018(01)
[7]原油破乳技术进展[J]. 张彩霞,谢国东,权红梅,仵慧宁,徐洁. 河南化工. 2016(11)
[8]有机碱/复配表面活性剂稳定的稠油水包油乳状液的破乳研究[J]. 蒋华义,孙娜娜,王舰,童金环. 油田化学. 2016(02)
[9]磁化破乳剂的研究现状[J]. 陈婷,方申文,宋先雨,段明,张雅丽. 石油化工. 2016(04)
[10]微波辐射稠油降粘脱水实验研究[J]. 付必伟,艾志久,胡坤,孟璋劼,钱惠杰,席燕卿. 辐射研究与辐射工艺学报. 2015(03)
博士论文
[1]塔河稠油乳化降黏及微波化学破乳研究[D]. 孙娜娜.西南石油大学 2016
[2]微波对高粘高凝原油作用规律研究[D]. 蒋华义.西南石油学院 2004
[3]稠油微波加热降粘机理的研究[D]. 王颖.中国科学院研究生院（电子学研究所） 2002
硕士论文
[1]辽河油田稠油乳状液稳定性及破乳脱水机理研究[D]. 田哲熙.东北石油大学 2019
[2]稠油的有机碱—表面活性剂乳化降黏规律研究[D]. 黄娜.西安石油大学 2018
[3]XJ油田稠油乳化特性及脱水工艺研究[D]. 唐婧.西南石油大学 2017
[4]渤海稠油乳状液形成及破坏实验研究[D]. 赵宏伟.东北石油大学 2017
[5]油水乳状液微波与超声波破乳研究[D]. 陆洋.中国石油大学（北京） 2017
[6]纳米γ-Fe2O3的制备及其吸附性能研究[D]. 都吉雅.内蒙古师范大学 2015
[7]磁性纳米粒子对染料废水的吸附性能研究[D]. 陈晓影.吉林大学 2014
[8]微波加热技术在稠油集输降粘中的研究与应用[D]. 丁涛.中国石油大学（华东） 2013
[9]磁性纳米材料去除水中有毒污染物的应用研究[D]. 李永记.西南大学 2013
[10]Fe3O4磁性纳米粒子的制备、表征及应用[D]. 李梦.中南大学 2012
本文编号：3207623
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