Modeling and Simulation of High Power Ultrasonic Process in Preparation of Stable Oil-in-Water Emulsion

The aims of this research are to study application of high power ultrasound in preparation of stable oil-in-water emulsion. The effect of pH, ionic strength, pectin, Guar gum, lecithin, egg yolk, and xanthan gum as well as the time of sonication, temperature and viscosity of oil-water mixture on the specific surface area and size of droplets, and creaming index of the emulsion samples was investigated. The experimental data were analyzed with Taguchi method and optimum conditions were determined. In addition, an adaptive neuro-fuzzy inference system (ANFIS) was employed to modeling and categorizes the properties of the resulted emulsion. The results showed that increasing sonication time narrowed the range of droplets size distribution. Pectin and xanthan enhanced the stability of emulsion, although they had different impacts on the emulsion stability when used individually or together. Guar gum improved the viscosity of the continuous phase. Emulsions stabilized by egg yolk were found to be stable to droplet flocculation at pH 3 and at relatively low salt concentrations.

基于破乳诱导萃取和ICP-MS/MS分析渣油中的微量金属元素

基于破乳诱导萃取提出利用电感耦合等离子体串联质谱(ICP-MS/MS)测定渣油中多种金属元素的新策略。渣油样品经二甲苯稀释降低黏度后采用质量分数6%的Triton X-114乳化,超声水浴破乳25 min,利用体积分数40%的盐酸萃取渣油中金属元素至水相,采用ICP-MS/MS测定其中10种金属元素Na、Mg、Al、Ca、V、Cr、Fe、Ni、Cu、Zn的含量。详细评估了破乳诱导萃取条件对渣油中金属元素萃取效率的影响,在串联质谱(MS/MS)模式下,利用氦碰撞气或不同反应气消除了金属元素的质谱干扰,采用标准参考物质NIST SRM 1634c(燃油中的微量元素)验证了方法的准确性,以微波消解技术处理渣油样品并采用扇形磁场电感耦合等离子体质谱(SF-ICP-MS)进行对比分析验证了方法的可靠性。结果显示,金属元素在各自的含量范围内呈现良好的线性关系(线性相关系数≥0.9997),检出限(LOD)为2.05~31.4 ng/L,NIST SRM 1634c的测定结果与标准参考物质提供的认证值及文献报道的参考值基本一致,置信度水平达到95%,ICP-MS/MS方法与SF-ICP-MS的对比分析结果无显著性差异。所建立的ICP-MS/MS方法操作简单,分析速率快,准确可靠性好,已用于渣油中多种金属元素的质量评价。

去红衣与超声处理对花生油体提取及其乳化特性、抗氧化活性的影响

为了对花生油体的工业化提取和基于油体乳化体系新产品的开发提供参考,探究了去红衣与超声处理对花生油体提取及其乳化特性、抗氧化活性的影响。不同预处理的花生经水相提取,得到油体、清液和沉淀三相,测定了三相中固形物、脂肪、蛋白质的含量和分布,并分析了油体的乳化特性、总酚与总黄酮含量以及抗氧化活性。结果表明:去红衣将脂肪在油体中的分布由63.36%提高至65.30%,与超声联合处理时进一步将其提高至68.13%;去红衣处理不利于花生油体的稳定性和抗氧化活性;与对照组相比,去红衣组油体乳液平均粒径由2510.00 nm上升至2953.67 nm,动力学稳定性降低;去红衣组油体总酚、总黄酮含量最低,分别为71.01μg/g与47.14μg/g;超声处理促进了花生油体的溶出,且提取的油体乳化稳定性和抗氧化活性最高,其乳液平均粒径为1742.00 nm,乳化活性指数和乳化稳定性指数分别为114.48 m^(2)/g与1848.40 min,动力学稳定性最佳,总酚、总黄酮含量分别为101.24μg/g与59.97μg/g。综上,去红衣处理有利于花生油体的提取,但会降低其稳定性与抗氧化活性,而超声处理不仅有利于花生油体的提取,还增强了其乳化稳定性和抗氧化活性。

不同时长超声波处理对鹰嘴豆分离蛋白乳化液稳定性的影响

为了拓展鹰嘴豆分离蛋白(Chickpea Protein Isolate,CPI)的应用范围,改善低油乳化液体系的稳定性,以CPI为乳化剂,将其应用于水包油(O/W)型CPI乳化液中,研究不同时长(0 min、3 min、6 min、9 min和12 min)超声波处理(20 kHz,450 W)对CPI乳化液稳定性的影响。结果表明:与未经超声波处理的CPI乳化液相比,超声波处理能显著改善CPI乳化液的稳定性,当超声波处理12 min时,CPI乳化液的乳化活性指数(EAI)和乳化稳定性指数(ESI)分别提升至(51.67±0.12)m^(2)/g和(99.32±0.13)min,平均粒径最小((3.52±0.25)μm),油滴变得更细小均匀,Zeta-电位绝对值最大((52.57±1.31)mV),Turbiscan稳定性指数(TSI)最低,贮藏稳定性、热稳定性和冻融稳定性均有所提高;经超声处理的CPI乳化液具有致密、规则的内部结构,且液滴及其之间的间距也更小。综上,一定时长的超声波处理能改善CPI乳化液的稳定性,超声处理12 min时的效果较好。

长宁页岩气平台油基钻井液封堵技术研究与应用

在西南地区页岩气水平段,油基钻井液的防塌封堵一直是现场面临的技术难题,文章通过大量调研以及对长宁地区页岩气目的层进行岩性分析,通过室内试验研发了一套适合长宁地区的封堵工艺。室内优选的最佳封堵剂加量为3%CXG-1+3%CXG-2+3%CXG-3+2%NS-6,该配方对钻井液流变性有略微影响,室内试验中高温高压滤失量从3.2 mL下降至0.8 mL,破乳电压提高了140 V,现场试验中高温高压滤失量从2.0 mL下降至0.8 mL,破乳电压提高了121 V。现场应用表明该封堵技术有良好封堵防塌性,且与油基钻井液配伍良好。通过与同平台已完钻的4口井对比,在采用该封堵技术后,钻井周期从38.1 d降低至11.4 d、井眼扩大率从18%降低至4%,从而降低了钻井成本,具有推广价值。

渤海油田疏松砂岩超低油水比钻井液技术研究

油基钻井液已成为钻页岩气井、高温深井、水平井、大斜度定向井和各种复杂地层的重要手段,降低油基乳化钻井液的油水比,是大幅降低油基钻井液配制成本,降低生物毒性及钻屑含油量的重要途径,室内开发了一套超低油水比油基钻井液体系,油水体积比在50∶50~90∶10可调,具有较好的乳化稳定性,破乳电压1 000 V以上,同时形成的乳液呈纳米级分布具有较低的滤失量和较好的页岩井壁稳定能力,可满足页岩气水平井和大位移井的作业要求。

用复合絮凝剂处理含乳化油废水的试验研究

本文对处理含乳化油废水所用的破乳絮凝剂进行了试验研究。分别采用电解质、无机高分子聚合物及电解质与高分子聚合物复合处理含乳化油废水。结果表明 ,与采用单一药剂相比 ,电解质与无机高分子聚合物复合处理含乳化油废水具有投药量小、药剂费用低、处理效果好、p H值适用范围宽等特点。本文还探讨了电解质与无机高分子聚合物复合破乳的机理 ,并且提出处理不同浓度的含乳化油废水时电解质与高分子聚合物的最佳复配比例及配比规律。还讨论了投加聚丙烯酰胺 (PAM)的协同作用。

油脂废水的处理技术

针对油脂废水的来源和水质特点,采用隔油、破乳、絮凝、气浮和生化处理相结合的工艺处理含油脂废水,降低废水的COD和含油量,使其达到国家排放的标准。

高效絮凝剂在处理辽河油田采油污水中的实验研究

针对辽河油田的稠油污水,用氧化还原引发剂将丙烯酰胺(AM)、丙烯酰氧乙基三甲基氯化铵(DAC)、丙烯酸(AA)、N,N-二甲基丙烯酰胺(DMAM)在水溶液中共聚合得到两亲离子型高分子絮凝剂P(AM/DAC/AA/DMAM)。在加量为5 mg/L时,除悬浮物率和除油率分别可以达到64.51%和81.05%。与其它各种絮凝剂相比,P(AM/DAC/AA/DMAM)有更好的处理效果,和无机絮凝剂复配使用时,处理效果更加理想,P(AM/DAC/AA/DMAM)是一种性能比较优良的高分子絮凝剂。

稠油采油污水回用于热采锅炉用水的研究

利用曝气除油、引气气浮、化学除硅、树脂吸附和软化的方法对稠油污水进行处理 ,出水完全达到热采锅炉用水指标 ,可用于热采锅炉给水 。

有关原油乳状液稳定性的研究

本文从原油中天然乳化剂的主要组分沥青质的性质及其对原油乳状液稳定性的影响，原油乳状液界面膜性质及破乳剂对界面膜性质的影响等方面综述了近十年来国外在原油乳状液稳定性研究方面的进展。

原油破乳剂发展的概况

概括了有关乳状液破坏的几个重要概念 ,简述了国内外破乳剂的研究现状和破乳机理 ,指出非聚醚型聚合物破乳剂是目前破乳剂研究的主趋势。

炼油厂污油超声破乳脱水及工业化应用

利用超声波破乳脱水的基本原理,在超声驻波场条件下考察了沉降温度、沉降时间、超声辐照时间、超声声强对污油破乳脱水的影响。结果表明,实验研究中,使用超声频率40 kHz的超声波发生器,沉降温度60℃、沉降时间120 min、超声辐照5 min、超声声强0.66 W/cm2时,污油的破乳脱水效果最好,含水率低于5%;工业化放大实验中,除沉降时间延长外,其余操作参数均具有实际指导作用,污油含水率降到10%以下,破乳脱水效果显著。

微波辅助采油废水处理技术研究进展

分析了我国采油废水处理现状及存在的问题,介绍了微波辅助采油废水处理技术的研究进展,总结了微波水处理技术的工艺特点,阐述了微波水处理技术中的加热、破乳、絮凝、氧化机理,指出了微波法在采油废水处理中的应用前景及发展方向。

一种新型低温高效破乳剂的研制与应用

针对单管常温输送流程原油破乳剂的缺陷,研制了一种新型低温高效破乳剂XP-1421。该破乳剂是通过亲水亲油平衡值确定、起始剂制备、嵌段式破乳剂的合成与改性、非嵌段式破乳剂的合成及破乳剂的选择、复配与筛选而成的。脱水率及缓蚀率评价表明该破乳剂的水溶性好,脱出水水质高,没有腐蚀性。现场试验采用末端加药,取得了良好的破乳效果。

不同超声条件重组油体乳液制备及其稳定性研究

为构建稳定的重组油体乳液,研究了不同超声功率(200、400 W)和不同超声时间(6、12、24 min)对制备重组油体乳液稳定性的影响。为揭示不同超声条件与重组油体乳液稳定性的关系,采用动态激光散射、激光共聚焦显微镜和圆二色谱,研究了不同超声条件制备的重组油体乳液流体动力学半径、微观结构和Oleosin蛋白的二级结构变化。结果表明,利用超声处理制备的重组油体乳液乳化性、储藏稳定性和界面吸附能力远高于未经超声处理的乳液,并且随着超声时间的延长,乳液粒径逐渐变小,乳滴形状规则、分布均匀,乳液表面负电荷增加;当超声条件为200 W、24 min时,制备的重组油体乳液最为稳定,其乳化活性指数和乳化稳定性指数分别高达652.2 m^2/g和605.2 min;不同超声处理改变了Oleosin蛋白的二级结构,影响其与磷脂酰胆碱的结合能力,进而改变乳液在油水界面吸附特性,证明适宜强度的超声处理有利于重组油体乳液的形成。

超声降粘实验研究

通过实验 ,研究了超声对原油的降粘效果 ,比较了不同含水率时超声对原油降粘作用的大小 .发现原油含水率为 32 %时 ,降粘率仅为 2 2 4% ;含水率为 5 0 %时 ,降粘率可以达到 83% ,但此时形成的乳状液不稳定 .在原油中掺入表面活性剂 ,再经超声处理后 ,形成的乳状液比较稳定 ,其粘度也较小 .

可逆转油基钻井液用乳化剂的合成及性能研究

以9-烯十八酸甲酯和羟乙基乙二胺为原料,采用酰胺化反应合成了可逆转油基钻井液用乳化剂SHOE-I。对反应温度、反应时间、催化剂用量等反应条件进行了优化,得到了较佳的合成条件:反应时间为6h、反应温度为135℃、催化剂用量1.5%。在碱性条件下,乳化剂SHOE-I用量为4%的白油体系中,以油水比60∶40制成油包水油基钻井液体系,破乳电压达到758V,具有良好的乳液稳定性;而在酸性条件下,该体系破乳电压降为5V,转变为水包油体系,具有优良的可逆转性能。

超声波原油破乳研究进展

简述了原油乳状液的性质以及原油乳状液破乳的传统方法,介绍了超声波原油破乳的国内外研究现状,讨论了超声波破乳的影响因素。

乳化油废水处理研究

本文主要研究了对乳化油废水的处理 ,首先在实验室条件下研究了乳化油废水的处理 ,进而进行了小试 ,在实验和小试的基础上得出利用混凝沉淀、气浮除油和生化降解三级处理方法是完全能够处理好乳化油废水的。文中所列数据可为实际设计提供参考。