湿气环境中CO_(2)-H_(2)S在α-Fe(110)密排面上吸附与点蚀机理研究

目的从微观尺度探究CO_(2)-H_(2)S(CO_(2)和H_(2)S共存)在湿气管道顶部的吸附特性,进而揭示点蚀机理。方法基于密度泛函理论的第一性原理,利用Materials Studio构建CO_(2)、H_(2)S和CO_(2)-H_(2)S在α-Fe(110)密排面的吸附模型,对CO_(2)、H_(2)S和CO_(2)-H_(2)S在α-Fe(110)面的吸附能、局域态密度、分波态密度和差分电荷密度进行仿真;利用高温高压釜模拟CO_(2)-H_(2)S-Cl^(-)腐蚀环境,分析L360钢在湿气环境中的腐蚀行为;最后,揭示含Cl^(-)湿气管道顶部CO_(2)-H_(2)S吸附机制与点蚀机理。结果CO_(2)、H_(2)S、CO_(2)-H_(2)S及CO_(2)-H_(2)S-Cl^(-)在最稳定位置时的吸附能分别为-4.065、-3.961、-8.538、-12.775e V,表明相较于CO_(2)与H_(2)S单独吸附,CO_(2)-H_(2)S在α-Fe(110)面的吸附能更负,Cl^(-)会进一步降低CO_(2)-H_(2)S的吸附能;且CO_(2)在与H_(2)S竞争环境电子中占优势;Cl^(-)会使CO_(2)-H_(2)S的局域态密度峰值降低,转移趋势为失去电子,基体和腐蚀介质的电子向着低能级跃迁释放出更多能量,进而加强了Fe与CO_(2)-H_(2)S间的化学键强度;Cl^(-)的2p轨道与Fe的3d轨道在-6.8 eV和-5.7 eV发生重叠,Cl^(-)被吸附到Fe表面并与Fe形成化学键生成氯化物,进而改变腐蚀产物膜的组分与结构,削弱产物膜的致密性和稳定性,减弱腐蚀阻抗力。在含Cl^(-)湿气的CO_(2)-H_(2)S环境中,液相中的Cl^(-)浓度升高,使L360钢的气相平均腐蚀速率逐渐增大,最高达2.935mm/a,点蚀越发严重。结论CO_(2)与H_(2)S在α-Fe(110)面吸附存在一定的协同和竞争作用,协同促进金属的腐蚀,FeCO3会优先沉积成膜,但H_(2)S会抑制FeCO3的生长,腐蚀产物以FeS为主;Cl^(-)会增强CO_(2)-H_(2)S与α-Fe(110)面间的作用力,弱化腐蚀产物膜层的保护性,进一步加速金属腐蚀、尤其是点蚀。

高含酚废水的资源化处理技术研究进展

我国将高含酚废水列为水污染控制中重点解决的有害废水之一,其中富含大量挥发性和不挥发性酚类物质。由于酚类物质难以降解且具有较高毒性,对环境和人体都带来巨大危害。苯酚及其他酚类化合物作为重要的精细化工原料广泛应用于各种化学工业生产领域。因此,对高含酚废水进行有效处理对于化学工业生产具有重要意义。本文综述了国内外关于高含酚废水资源化处理技术的研究进展,并简要分析了各种方法的优缺点,并对其未来发展进行了展望。

化学破乳/超声协同处理气田废弃油基泥浆

气田废弃油基泥浆是气田钻井过程中产生的一种成分复杂的乳状液体系,组成复杂且性质稳定、处理难度大,未经处理直接外排对环境危害大。采用化学破乳-超声-离心方法对其进行处理,结果表明:当化学破乳段的体系pH值为5—6,温度为60℃,200 r/min下搅拌时间40 min,AR36型破乳剂的加量8 mg/L;超声强化段的频率25 kHz,功率30 W,超声时间11 min;混凝及离心处理段的阳离子PAM加量60 mg/L,混凝后搅拌时间15 min,离心机转速3000 r/min,离心时间20 min时,油回收率和减量化率均达到94%以上,回收油中含水率降低至0.5%以下,底泥中含油率降低至5%以下。扫描电镜分析表明,在破乳剂/超声的协同作用下,油水固稳定的乳化状态可被打破。

气田废弃油基钻井泥浆处理及循环利用技术研究

对延长气田钻井过程产生的废弃泥浆进行固液分离、油/水循环利用、底泥的固化等处理。研究表明,废泥浆固液分离后,减量化率达82.11%,油回收率和回收油中的含水率分别为94.50%,0.43%;分离出水经过化学氧化—絮凝—过滤处理后,透光率可达98.5%以上,可用于油田工作液的再配制;底泥中的含油率为4.56%,经固化处理后,抗压强度可达15.977 MPa,可用于油气田现场铺设井场或道路,固化体浸出液满足《污水综合排放标准》中的水质要求。

污泥焚烧过程重金属迁移转化规律的研究进展

焚烧因减重减容效率高、处理速度快而成为市政污泥主要的处理方式之一,但焚烧产生的重金属等有毒污染物的排放一直受到关注。本文简述了污泥中重金属的特性,重点论述了污泥特性与焚烧工况对重金属的迁移转化规律的影响,指出重金属的迁移机理与稳定化是未来研究的重要方向。

高含酚废水处理技术的研究进展

高含酚废水的来源广泛,其中酚是一类具有毒性的化学物质,对环境、生态、人体都有非常大的的危害,且难以自然降解,但含酚类物质可以收集后作为重要的化工材料,再被应用于化工生产中。高含酚废水的处理技术通常被分为物理法、化学法及生物法,也可按照是否回收酚类物质,分为资源化处理及无害化处理。在处理过程中每种方法都各有利弊。在资源化处理中如何高效回收酚,无害化处理中如何降低成本等,都是近年来科研人员的主要研究方向。本文综述了近年来国内外处理高含酚废水的研究进展,比较了各处理方法的优缺点。

微生物修复石油烃污染土壤研究进展

石油烃污染会恶化土壤环境,严重危害土壤生态系统,在其修复技术中,生物修复技术具有修复彻底、无二次污染等优势。本文系统介绍了石油烃污染土壤修复技术的发展历程,并通过调研国内外微生物修复机理、影响因素、菌种构成及耦合方式等方面的研究成果,总结分析了微生物修复石油烃污染土壤技术的特点,最后结合政策、法规及标准等导向性因素对石油烃污染土壤微生物修复技术研究的发展方向进行了展望。

长庆石化含油浮渣脱水处理技术研究

含油浮渣是石油化工企业常见的一种污染物,因其成分复杂、乳化絮凝严重、沉降性能极差、难于分离和清洗,导致其处理难度较大。本文以长庆石化含油浮渣为研究对象,探究了含油浮渣的处理思路和实验方法,结合浮渣自身特点,制定了破乳-混凝-离心脱水的处理思路。结果表明,当实验温度为60℃、搅拌速度为200 r/min、搅拌时间为30 min、CaO加量为0.20%、PAM(0.1%,相对分子质量1600万)加量为8 mg/L、静置时间为30 min、离心机转速为2400 r/min、离心时间为15 min时,处理后的含油浮渣体积减量化率可达91.5%,最终固相中的含油率为6.74%、含水率为60.03%、固体质量分数为33.23%。处理后水中的悬浮物含量最终可降低至30.63 mg/L,水中的含油量最终可降低至150.52 mg/L。

高铁酸盐处理难降解有机物磺化酚醛树脂

采用高铁酸盐处理难降解有机物磺化酚醛树脂(SMP),研究了各影响因素对SMP的COD_(Cr)去除率的影响,确定了最佳条件,当SMP初始浓度为0.05%(质量分数)时,高铁酸盐投量为1.2g/L、反应体系pH为13、反应2h,SMP的COD_(Cr)去除率为79.4%。高铁酸盐的投量对SMP的COD_(Cr)去除率有很大的影响,不同浓度的SMP应当选择不同的高铁酸盐投量。絮凝作用对SMP的去除效果占总去除率一定比例,但SMP的去除仍以氧化作用为主。结合紫外-可见分光光度法(UV-Vis)、凝胶渗透色谱(GPC)和气相色谱-质谱联用(GC-MS)分析可以断定SMP分子结构中磺甲基结构基本完全降解,SMP的大分子主链发生断裂生成分子量为1300左右的带有苯环结构的物质,当主链降解到一定程度后,苯环结构开始被氧化发生开环反应,生成烃类小分子有机物,最终氧化成CO_(2)和H_(2)O。

基于三角模糊数的中国省会城市土壤重金属污染风险评价

收集整理了中国33个省会城市(除中国台北)的表层土壤6种重金属(As、Cr、Cu、Pb、Zn和Cd)含量。针对城市土壤重金属含量数据的模糊性和评价参考标准选择过程中的不确定性,将三角模糊数理论引入城市土壤重金属污染评价领域,对其含量和评价标准进行表征,结合地累积污染指数法,建立了基于三角模糊数的城市土壤污染评价模型,并采用该模型评价了中国省会城市土壤重金属污染状况。结果表明:研究区域中6种重金属污染的总体水平较低,均属于轻度和偏中度污染水平,按污染程度由大到小的排序为:Cd>Pb>Cu>Zn>Cr>As。其中Cd的评价结论模糊性较高,表明其可能存在局部性污染,应该引起重视。与确定性模型评价相比,该评价模型较好地弥补了确定性评价模型的不足,评价结论更加准确、全面、合理,能较好地反映研究区域的重金属污染状况。

含油污泥热解残渣绿植化可行性分析

针对含油污泥热解处理后的热解残渣仍属危险废物,其处理处置已成为制约含油污泥热解技术发展的重要问题之一,文章对含油污泥热解残渣的应用进行研究总结。将几种用作绿植化的污泥与含油污泥热解残渣的组成、性质等进行分析对比,发现其性质组成具有很大的相似性,所以其他污泥的绿植化方法对含油污泥热解残渣的绿植化处理具有一定的参考价值,可以通过向含油污泥热解残渣中添加城市污泥或有机质及氮、磷、钾等营养物质,同时选择耐盐碱的超富集植物对含油污泥热解残渣进行绿植化处理。绿植化技术具有处理量大、应用范围广、二次污染小等特点,具有一定的应用前景。

管线钢在湿CO_(2)和H_(2)S环境中的腐蚀行为研究

不同于井下用耐蚀管材,含CO_(2)、H_(2)S流体会使油气输送管线产生较严重的腐蚀穿孔、断裂,进而造成流体泄漏,不仅污染周围环境,还会引发安全事故。以常用管线钢为研究对象,对其在湿CO_(2)、H_(2)S单独存在环境及其共存环境中的腐蚀行为进行综述,对腐蚀影响因素进行分析。结果表明,CO_(2)分压、H_(2)S分压和温度变化对湿相CO_(2)、H_(2)S单独存在情况下管线钢的腐蚀速率起主要影响作用;而在CO_(2)与H_(2)S共存时,CO_(2)/H_(2)S分压比和Cl-会对管线钢的腐蚀速率产生较大影响。对CO_(2)与H_(2)S环境中的腐蚀研究进行总结展望,以期为油气田防护措施的制定以及新型耐蚀管材的研发提供参考。

含油污泥热解残渣特性及其资源化利用研究概述

基于减量化、无害化、资源化处理含油污泥的要求,在高温焦化法处理含油污泥基础上发展起来的热解技术因处理彻底、减量减容效果好、资源回收率高、回收方式灵活且能固化污泥中的重金属等优点受到人们的广泛关注,被认为是最有发展空间和应用前景的污泥处理技术。在含油污泥热解三相产物中,液相产物主要为水和较低凝点的原油,气相产物一般为甲烷、二氧化碳、一氧化碳、氢气等小分子气体,固相为残留在反应器内的固体剩余物,俗称残渣或残碳。目前,对含油污泥热解技术的研究主要集中于热解过程以及热解油及热解气的产率、性质分析与利用上,对热解残渣的研究较少。然而在含油污泥热解产物中残渣占有很大比例,且其含有未完全回收的油资源以及残留的重金属元素等,若得不到有效处理或利用,会造成二次污染。目前,含油污泥热解残渣已被列入《国家危险废物名录》。因此,热解残渣的处置及再利用已成为制约热解技术发展的瓶颈。含油污泥热解残渣的基础特征是其再利用和处置中需要考虑的关键因素,研究者们通过对不同含油污泥热解后残渣的元素组成、结构特征研究后认为残渣主要由灰分和碳组成。其中,灰分为污泥高温热解后形成的氧化物及硫酸盐、碳酸盐等,并含有少量的重金属,而碳在残渣中的质量分数可达35%～50%。高的含碳量使残渣形成了具有中大孔、微孔结构特征的疏松多孔结构,这为其资源化利用奠定了基础。另外,含油污泥的来源、特性,热解工艺参数的改变,是否进行活化及活化方式(包括含油污泥的活化及热解残渣的活化)等都会影响到残渣的元素种类、含量及结构特征,是后续选择处置或利用方式的依据。本文介绍了含油污泥热解后气、液、固三相产物,综述了含油污泥的特性、污泥的含水率、颗粒粒径、活化条件和热解终温、停留时间、升温速率等因素对热解残渣产率、元素组成、表面化学性质、孔隙结构、表面形貌等的影响规律,分析了残渣在吸附剂、催化剂、絮凝剂及富氢燃气制备等领域中的应用。

含油污泥的燃料化处理及清洁燃烧技术研究

含油污泥成分复杂,属于非均质多相分散体系,含有苯系物、多环芳烃、重金属等多种有害物质。若处置不当,将造成严重的环境污染。在对含油污泥的组成和性质分析的基础上,研究了燃料化处理剂对污泥性质的影响及作用机理;以热值为指标,设计了燃料化处理剂复配实验。经复配制成的颗粒化燃料热值达到5273kCal/kg;在颗粒化燃料中加入2.0%的脱硫剂DS,可使燃烧烟气中各项污染物浓度均低于《锅炉大气污染物排放标准》GB13271-2014规定的限值,燃烧残渣中的重金属含量低于国家《农用污泥中污染物控制标准》和《国家土壤环境质量标准》,为延长油田含油污泥的资源化利用提供了思路和方法。

纳米CeO2基材料在污水处理中的国内研究进展

CeO2作为使用最广泛的稀土金属氧化物之一,价格低廉,纳米CeO2材料具有高比表面积、高光催化活性及其他一些新颖的光电性质能,使纳米CeO2基材料应用于污水处理研究在国内受到了广泛关注,有望成为解决日益严重废水污染问题的新型方法之一。概述了近几年来纳米CeO2基材料在污染物吸附、电催化氧化、湿式催化氧化法、光催化氧化等水处理领域的应用研究进展,并对纳米CeO2基材料在水处理中的发展趋势进行了展望。

金属管道在CO_(2)/H_(2)S环境中的腐蚀行为

金属管道因油气输送介质中含有CO_(2)与H_(2)S而遭受严重腐蚀,尤其是点蚀,导致其过早失效、油气水泄漏,增加了安全隐患与环境污染风险。对金属管道在含CO_(2)、H_(2)S环境中的腐蚀行为进行概述,论述了CO_(2)与H_(2)S共存体系中竞争协同效应与二者分压比的划分,探讨了CO_(2)、H_(2)S以及CO_(2)/H_(2)S腐蚀机理、腐蚀产物类型以及环境对管道腐蚀速率的影响。结果表明,温度、CO_(2)分压、H_(2)S分压以及Cl-浓度均对金属管道的腐蚀产生较大的影响,而CO_(2)/H_(2)S分压比对CO_(2)/H_(2)S腐蚀起决定性作用。最后,对金属管道的CO_(2)/H_(2)S腐蚀研究进行展望,以期为油气输送管道的防护措施制定提供参考。

基于关键词共现的国内纳米CeO_(2)处理污水研究主题分析

关键词共现的分析有助于研究者们全面了解具体学科领域的研究热点与发展现状,同时利于快速获得相应信息。CeO_(2)是一种稀土金属氧化物,其纳米化基材料具有高比表面积、高光催化活性及优异的光电性能,因而在污水处理研究与应用中受到了广泛关注,有望成为解决废水污染问题的新型催化材料之一。从文献计量的角度,采用关键词共现分析方法,研究了2000—2019年国内关于纳米CeO_(2)基材料用于污水处理的研究文献,分析了纳米CeO_(2)基材料在污水处理领域的国内研究热点,结果表明:国内纳米CeO_(2)基材料在污水处理领域的应用研究主要集中在催化湿式氧化法、光催化氧化法、吸附法等3个水处理领域、11个研究方向;同时对纳米CeO_(2)基材料在水处理应用中的发展趋势进行了展望。

钢在H2S-CO2-Cl^-体系中的腐蚀行为研究

随着油气田工业的发展,金属材料在H2S/CO2环境下的腐蚀问题极大地限制了油气行业的开发,研究石油专用管钢材在此条件下的腐蚀及防治方法已经迫在眉睫。本文针对集输管线用钢,简述其在H2S、CO2及H2S/CO2环境中的腐蚀与类型,重点讨论了腐蚀的反应机理及其影响因素,以期更为精准地掌握腐蚀规律,并为新防护技术的发展提供理论依据。

滴定法测定压裂返排液中硼含量影响因素研究

准确测定残留硼含量对处理后油田压裂返排液的再利用与处理成本控制有重要意义。返排液组成复杂,其中的高价离子等会对测定结果产生影响。文章以油田压裂返排液为研究对象,探索了采用甘露醇酸碱中和滴定法并以溴甲酚绿-甲基红-酚酞混合溶液为指示剂测定压裂返排液中硼含量时,共存离子等对测定结果的影响。实验结果表明:甘露醇酸碱中和滴定法测定硼含量的最佳浓度范围为30 mg/L^300 mg/L,共存的Fe3+、Ca2+、Mg2+、SO42-、悬浮物、含油量等对测定结果准确度影响较小,其相对标准偏差为0.78%,加标回收率在99.09%~100.69%。

含油污泥微生物处置技术的研究现状及展望

基于已有的含油污泥处理的相关研究,本文论述了国内外石油石化行业对含油污泥的利用与处置方法的现状,以及微生物法处置含油污泥的研究进展;重点介绍了微生物对含油污泥中的直链烷烃、支链烷烃、环烷烃和多环芳烃的好氧降解机理。结合基因工程学和计算机大数据分析学等学科的发展,对未来微生物法的研究方向进行了展望,以期为含油污泥的利用与处置提供参考。