聚结构件形式对管式油水分离器油出口含油率的影响

为了对比不同结构形式聚结构件对管式油水分离器油出口含油率的影响规律,为工程设计选型提供技术支持,通过CFD方法分析了正V形斜板、倒V形斜板、传统斜板和蛇形背向折板4种不同聚结构件作用下的浓度场和油出口含油率,并探究了正V形聚结构件在单一条件下的最适宜结构参数。结果表明,在所研究的流速(0.05~0.35 m·s^(-1))内,4种聚结构件中正V形构件具有最好的油出口含油率,蛇形背向折板与倒V形斜板位列第2、3位,传统斜板最低;随着进口流速的增大,4种聚结构件油出口含油率均相应降低,其中传统斜板下降速度最快,正V形斜板与蛇形背向折板下降最慢,相差不大,而倒V形斜板下降速度居中;利用控制变量法确定了正V形构件与壁面间距C=10 mm、水平夹角θ=60°时油出口含油率最高。

井下油水分离装置现状与展望

油田进入开发中后期,采出液含水率急剧上升,如何降低含水率并提高采收率是开发后期需要解决的首要问题。井下油水分离技术利用水力旋流技术、重力分离技术或其他油水分离工艺实现在井下对采出液进行预分离,从而采出较低含水率的油水混合液,此项技术对于高含水油田具有很大应用前景。通过对井下油水分离装置的研究现状进行简要分析与总结,并指出目前井下油水分离装置存在的问题与挑战,同时做出展望,为其发展提供一定的参考。

聚氨酯超疏水海绵的制备及其油水分离性能的研究

针对油水选择性分离需求,采用木质素接枝长链烷烃制备木质素疏水改性剂,再通过简单的浸渍法制备了聚氨酯疏水海绵。通过红外光谱、扫描电镜和水接触角测试对海绵的结构和性能进行了表征。对不同油类和有机溶剂的吸附能力进行测试,并进行油水分离试验。结果表明:聚氨酯疏水海绵可吸附自身质量40~80倍的油和有机溶剂。疏水海绵对于油水混合物具有优异的选择性吸附能力,油水分离效率高达99.5%以上。

Y型管式油水分离结构分离特性仿真分析

管式油水分离技术具有占地面积小、分离效率高、成本低等优点,基于管式油水分离原理,设计一种Y型管式油水分离结构,利用Fluent数值模拟软件,采用标准k-ε湍流模型和Mixture多相流模型,对Y型管内部流场特性以及外部参数对分离效率的影响进行了研究。结果表明,Y型管对流体扰动小,内部流场特性稳定不易产生涡流,能够实现油水分离,支管与主管交汇处存在油水分离现象;油水分离效率随着油滴粒径的增大而逐渐提高,油滴粒径越大越利于油相上浮聚集在Y型管上层,能有效提高油水分离效率;入口速度对油水分离效果的影响很大,速度越大,油相上浮时间越短,Y型管的分离效率越低;分离效率随支管分流比的增大而增大,当入口速度为0.5 m/s时,分流比超过0.4后,分离效率不再增加。研究结果为油水分离提供了新思路,可为Y型管的设计提供理论参考。

纤维素及纤维素纤维气凝胶的制备及其在油水分离中的应用研究进展

近年来,研究者们制备了各种吸附材料应用于溢油处理,其中气凝胶作为地球上最轻的合成固体,具有超低密度、高孔隙率和高比表面积等优点,在油水分离处理方面得到了广泛关注。纤维素作为一种廉价而丰富的天然聚合物,是制备气凝胶材料的良好原料。本文综述了纤维素气凝胶的制备方法、干燥方法以及疏水改性方法,并对纤维素气凝胶在油水分离领域的应用现状进行分析总结。

PDMS/PVDF静电纺丝膜的制备及油水分离性能研究

利用静电纺丝技术制备具有特殊浸润性表面用于油水分离研究。对比聚偏氟乙烯(PVDF)与聚二甲基硅氧烷(PDMS)不同配比下静电纺丝的成膜效果,并进行性能表征。研究表明,适量的PVDF可以对PDMS起到助纺与增塑的效果,且微球的存在使膜层表现出更好的疏水性。此外,膜层具有的对水高黏附性是受到毛细吸附与静电作用双重影响。当PVDF与PDMS的配比为2∶1时,膜层显示出对油包水乳液良好的选择透过性,水接触角可达150°,油接触角几乎为0°,油水分离率在98%以上,是油水分离材料良好的候选物。

聚丙烯织物表面超亲水涂层构筑及其油水分离性能

[目的]为得到具有优秀耐久性和高油水分离效率的超亲水性聚丙烯(PP)分离材料。[方法]通过将天然来源的羧甲基纤维素(CMC)与聚丙烯织物共价结合,制备出一种具有超亲水-水下超疏油性能涂层的改性PP织物。通过扫描电镜(SEM)、红外光谱(IR)、X射线光电子能谱(XPS)等手段对改性后的样品进行分析,利用接触角测量仪和自建油水分离装置测试了改性PP织物的润湿性及油水分离性能。[结果]改性PP织物在空气中的水接触角低至0°,在水下对不同油(包括正己烷、甲苯、煤油、柴油、汽油和石油醚)的接触角都不低于150°,对油水混合物的分离效率都可达到98%以上,分离时的水通量高达69449 L/(m^(2)·h)以上。经过50次循环分离、酸碱盐溶液腐蚀浸泡8 h、砂纸刮擦30次、高含沙量水冲刷2 h等多项测试后,改性PP织物均保持优异的水下疏油性和大于97%的油水分离效率。从微观结构与化学组成的角度揭示了是表面粗糙度与亲水基团的协同作用使PP织物由最初的疏水亲油转变为超亲水-水下超疏油。[结论]通过化学键连接的方式可以在PP织物表面成功构筑牢固结合的超亲水涂层。该改性过程绿色、简便、低成本,能赋予PP织物优异、耐久的油水分离性能。改性后的PP织物有望在复杂水体环境下的油水分离场景中应用。

非搅拌聚合制备聚吡咯功能化密胺海绵用于油水分离研究

聚吡咯(Polypyrrole,PPy)功能化整体材料在油水分离领域引起了广泛关注.本研究建立了一种非搅拌的聚合方法,成功制备了PPy功能化密胺海绵(PPy-functionalized melamine sponge,PPy-Ms).首先,在搅拌和非搅拌条件下分别制备了PPy和PPy-Ms,结果表明,非搅拌条件制备的PPy纳米颗粒更分散,PPy-Ms更容易清洗,其吸附性能也更优;为达到PPy-Ms的最大吸油效率,基于非搅拌条件进一步优化了聚合时间、酸度和摩尔比等参数.PPy-Ms水接触角约为140°,对各种油类和有机溶剂表现出良好的吸附能力,最大吸油量可达其自身重量的119倍.PPy-Ms对油水混合物的分离效率高达99.8%,并且表现出良好的重复利用性.本研究报道的PPy-Ms制备方法简单且成本低廉,是油水分离的理想候选材料,具有广阔的工业发展和应用前景.

非对称润湿性纤维复合膜的制备及其油水分离性能

为解决乳化油分离过程中分离效率和通量难以兼顾的问题,以木浆为原料,以氯化锂/N,N-二甲基乙酰胺为溶剂,采用静电纺丝技术制备纤维素纳米纤维膜;以纤维素纳米纤维膜为亲水层,以聚丙烯熔喷布为疏水层,采用热压复合工艺,构建了具有非对称润湿性材料(Janus)特性的纤维复合膜,并应用于乳化油的油水分离。结果表明:在最佳工艺条件下,复合膜的孔径为0.826μm,分离效率为98.8%,通量为9798.8 L/(m^(2)·h);复合膜具有优异的重复使用性能,使用10次后其分离效率仍能保持在98%,通量达9444.5 L/(m^(2)·h);复合膜对正己烷、正庚烷、三氯甲烷、四氯化碳、石油醚均具有显著分离效果,其分离效率均大于98%,通量均在9000 L/(m^(2)·h)以上。

MOFs基油水分离膜的研究进展

含油废水对生态系统、人类健康和海洋生物具有不利影响.传统的油水分离方法能耗高、分离效率低,限制了在乳液分离中应用.近年来,基于金属-有机骨架(MOFs)的油水分离膜因其灵活可变的结构、比表面积大、高孔隙率、易于制造以及可调节的功能性,在油水分离中的应用受到了广泛关注.本文系统地论述了MOFs基油水分离膜分离机理和优势.在此基础上,重点阐述了MOFs基油水分离膜的分类和在实际应用中的性能表现.此外,详细介绍了不同种类MOFs基油水分离膜的合成方法及其特点,展望了MOFs基油水分离膜的研究前景,为实现其大规模应用提供理论依据和技术指导.

聚乙烯油水分离膜的制备及表征

线型低密度聚乙烯(LLDPE)与聚氧乙烯(PEO)以不同质量比混合,通过热压成型技术制备了LLDPE/PEO膜,利用超声沥滤工艺除去PEO,实现多孔结构,再采用热压印技术在膜表面构筑微结构制备LLDPE高效油水分离膜。结果表明:LLDPE/PEO最佳质量比为40/60;超声沥滤的时间为6 h;LLDPE油水分离膜能快速选择性吸附二氯甲烷和环己烷等油剂,对环己烷、花生油和N,N-二甲基甲酰胺的饱和吸附量约为150%~180%;油水分离膜对二氯甲烷/水混合物的分离效率为99.9%。

对ZYFM型油水分离器存在缺陷的分析和改进

分析了ZYFM型油水分离器的工作原理和自动控制原理,发现该型油水分离器设计上有缺陷,导致船员故意排放超标污油水。通过改进控制线路和换装气开式三通阀,消除了设计上的缺陷,彻底杜绝了船员恶意排放超标污油水的现象。该方法具有思路新、成本低、操作简单和就地取材的特点,实际应用效果显著,具有良好的市场推广前景。

T型管油水分离效率的正交数值试验研究

T型管广泛应用于油田的油水分离,影响其分离效率的因素较多。运用正交试验方法对T型管的管径、垂直管间距、垂直管数等三个几何参数和含油率、进口速度和分流比等三个操作参数共计6因素3水平设计了18组试验方案,并运用计算流体力学数值模拟方法对其进行了数值试验研究,结果表明:各因素对T型管分离效率的影响大小为垂直管数>垂直管间距>分流比>含油率>入口流速>管径。管径60 mm、垂直管数3、垂直管间距1000 mm、含油率40%、入口流速0.35 m/s、分流比0.4为T型管的最优结构组合,此时T型管的分离效率达到99.99%。分离效率随垂直管数、垂直管间距的增加先降低再升高,随分流比、含油率的增加先升高再降低。管径和入口速度对分离效率的影响较小,其大小可视需要而定。

双锥形油水分离旋流器分离效率正交数值的实验研究

以双锥形油水分离旋流器为研究对象,采用计算流体力学数值模拟方法和正交实验方法,针对旋流器的含油率、进口速度、分流比、大锥段角度和小锥段角度等因素对旋流器分离效率的影响,进行了正交数值实验。结果表明,各因素对分离效率影响的顺序为:分流比>含油率>进口速度>大锥段角度>小锥段角度。含油率10%、进口速度6m·s-1、分流比25%、大锥段角度15°、小锥段角度1°为最优的参数组合,其中旋流器的大锥段角度和小锥段角度的影响不显著,可以根据实际需要进行调整。通过回归分析推导出了含油率、进口速度和分流比对分离效率影响的经验公式,可供设计时使用。

酶促咖啡酸制备超疏水棉织物及其油水分离应用

海上溢油事故和工业废水的排放对环境造成的危害日益严重,为此选用棉织物并对其进行超疏水改性使其成为油水分离材料。先利用漆酶、咖啡酸和Fe^(2+)在棉织物表面构建微米级粗糙结构,之后利用低表面能物质十六烷基三甲氧基硅烷(HDTMS)修饰制备出具有复合结构的超疏水改性棉织物。对改性棉织物的表面形貌、化学组成、耐久稳定性、自清洁性能和油水分离性能进行测试。结果表明:当咖啡酸浓度为3 mg/L、硫酸亚铁浓度为12 mg/L、漆酶浓度为0.75 U/mL、HDTMS浓度为1%(质量分数,下同)时,制备的改性棉织物具有良好的超疏水性能,静态接触角高达164.6°,滚动角为6.75°。改性棉织物在耐摩擦、耐酸碱、耐水洗的测试中均表现出稳定的超疏水性能,并表现出良好的自清洁性能,在经过15次油水分离循环后,分离效率能保持在96%以上,在自清洁服装和油水分离的应用方面具有巨大的潜力。

超疏水/超亲油含棉复合材料构造及其油水分离应用

以多丙烯酸酯基化合物与多氨基化合物胶凝作用形成的凝胶体系为基础,引入棉纤维、含短氟碳链单体、交联单体、引发剂,基于原位聚合法制得超疏水/超亲油含棉复合材料[OC-PG@P(DVB-HFBMA)]。采用扫描电子显微镜(SEM)观察其微观结构,探究了其对水相及油相展现的不同特殊润湿行为并评价其应用稳定性。结果表明,OCPG@P(DVB-HFBMA)的水接触角大于158°,水滚动角为1°,油接触角为0°,具有出色的超疏水/超亲油性及突出的油水分离性能。

Zein/PA微纳米纤维膜的制备及其油水分离性能研究

油水分离是工业废水处理中重要的环节。利用天然蛋白质材料玉米醇溶蛋白(Zein)的特殊润湿性制备一种具有优异分离效率与通量的油水分离纳米纤维膜。为提升Zein的力学性能,将其与具备优良机械性能的ES-11醇溶尼龙(PA)共混进行静电纺丝。PA具有优良的机械性能,制备得到的Zein/PA纤维膜,既大幅提升了纤维膜的力学性能,又保持了Zein的特殊润湿性,可实现按需油水分离。结果表明:当加入PA比例达35%时,纤维膜的拉伸应力和应变分别达到3.31MPa、64.79%;对不同油水混合物的分离效率均在98.5%以上,最高达99.6%,分离通量最高达14107L/(m^(2)·h);在10次分离循环后,分离效率和分离通量仍然高达98.7%和13287L/(m^(2)·h);在酸、碱和盐环境下油水分离的效率与通量未发生明显下降,纤维膜具有良好的耐酸、碱和盐性。

离心超重力油水分离器流场特性的数值模拟研究

随着油田开采逐渐进入高含水期,对油水分离器的性能要求也愈发严格,现有油水分离器已很难达到分离要求,油水分离领域亟需新的研究进展。通过数值模拟的方法对一种新型离心超重力油水分离器流场特性进行了研究。从流动参数、结构参数以及物性参数3个方面探究不同参数对分离器分离性能及流场特性的影响规律。研究结果表明:各含水体积分数情况下该分离器分离效果都较好,油出口分离效率随着含水体积分数上升而减小,且含水体积分数较高时水出口的含油量较低;随着入口流量的增大,水出口含油量不断增大,油出口分离效率先减小后基本不变;随着电机转速的增大油出口分离效率先增大后基本不变,电机转速为500 r/min时,油出口分离效率为82%,电机转速为1500 r/min时,油出口分离效率增大至97%;在模拟范围内叶片数量与分离效果呈正相关;油密度和油黏度与分离器分离效果均呈负相关,其值越大分离效果越差。研究结果可为离心超重力油水分离器的实际应用提供理论指导。

聚乳酸油水分离材料研究进展

介绍了用于油水分离的特殊润湿表面结构,其中包括超疏水-超亲油表面、超亲水-水下超疏油表面和超亲水超疏油表面。综述了聚乳酸油水分离材料的制备方法及发展现状,如浸渍、喷涂、静电纺丝、相分离、接枝、超临界CO_(2)发泡和3D打印,展望了其未来发展趋势。

三聚氰胺海绵疏水改性及在油水分离领域的研究进展

海上溢油和工业油污泄漏频发,导致水体受到严重的污染破坏。随着生态文明建设的不断推进,为使受油污染的水体得到高效的清洁保护,各种油水分离材料和方法应运而生。其中,三聚氰胺海绵具有独特的三维柔性结构以及其他优异的特性,使用不同的方法对其进行疏水改性后被广泛应用于油水分离领域。本文概述了超润湿性表面油水分离的机理,讨论了三聚氰胺海绵在油水分离领域的研究进展,总结了近几年三聚氰胺海绵疏水改性的材料与方法以及改性后的一些特殊性质,如磁性、耐腐蚀性等。同时对各种材料与方法进行了分析评价,并对疏水改性三聚氰胺海绵在油水分离领域的发展方向进行了展望,为推动低成本、高性能三聚氰胺海绵疏水改性技术在含油废水处理中的应用提供了参考。