
原油采出液中含有一定濃度和較大相對分子質量的聚丙烯酰胺(HPAM),使溶液的 粘度增加,而聚丙烯酰胺化學降解在原油中的滯留必將影響石油加工產(chan) 品的質量。通過選定幾種降解劑, 由實驗來考察其濃度、溶液pH值、反應溫度、反應時間等因素對聚丙烯酰胺降解的影響。結果 表明,對於(yu) 給定的降解劑,溶液pH值、反應溫度、反應時間均影響HPAM的降解效果。總體(ti) 上,低溶液pH值、高反應溫度對HPAM降解反應有利,一定長的反應時間可以使HPAM的 降解程度增加。
采用美國產HPAM,分子量為1 016萬,配 製HPAM水溶液,實驗中所用的HPAM水溶液 除特殊說明外,濃度均為1 500 ppm (1 ppm = 1〇_6),其《值為6.0。實驗條件:反應溫度45 X:, 轉子轉速為27 r/min,剪切速率為145.8廠1。 HPAM的化學降解性質體現在粘度損失上,用 RV—2型旋轉粘度計測定粘度。因儀器讀數a值 與溶液粘度成線性關係,為了方便起見,實驗中沒 有把(》值換算成粘度值,而直接用值來表示粘度 的變化情況。
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2實驗結果分析與討論'
S2082_+Fe2+為氧化一還原引發體係。氧化 一還原引發體係的優點是反應活化能較低,可在較 低溫度下引發降解,並有較快的降解速率。
S2082_+Fe2+引發體係為水溶性的,S2 082- 單獨熱分解時的活化能為140 kj/tnol,與Fe2+組 成氧化一還原引發體係後,活化能降為50 kJ/mol, 可在5 €下引發降解。
實驗結果表明,S2 082_+Fe2+降解體係是比 Fe2+和S2082_更為理想的降解劑,其作用效果要 比?^+和32082—單獨存在時好得多。作為HPAM _ 的理想降解劑,該降解體係具有如下優點:①降解 速度快,絕大部分的降解反應都發生在反應開始的 短時間內;②HPAM的降解程度高;③降解反應 受反應條件(如溶液pH值、反應溫度)限製小。
(1)從《值與s2o82—濃度的關係以及《值與 Fe2+濃度的關係可以發現,當S2 082_的濃度為 70 ppm、Fe2+的濃度為10 ppm時,對HPAM有 最好的降解效果。因此,就以確定S2082-和Fe2+
的最佳複配濃度分別為70 ppm和10 ppm。
(2)從〇值、HPAM溶液降粘百分數與PH 值關係可以看出,當溶液pH值低於7.1時,隨著 pH值的降低,HPAM溶液的降粘百分數增大, HPAM的降解程度增大;當溶液pH值高於7.1 時,HPAM溶液的降粘百分數不再隨pH值的變 化而改變,這與單獨以S2082_和Fez+為降解劑時 相比,具有“抗堿性”,即在堿性增強時,此降解 劑使HPAM溶液的降粘百分數一直保持在87%這 一較高水平。
(3)從a值、HPAM溶液降粘百分數與反應 溫度的關係可以看出,反應溫度越高,HPAM的 降解程度越高。在32〇82_的濃度為70卯!11、?62+ 的濃度為10 ppm、pH值為5. 1、反應時間為2 h 的反應條件下,當反應溫度為95 °C時,HPAM溶 液的降粘百分數為96.7%;在22 €時,HPAM 溶液的降粘百分數達到了 80.0%;而在同樣的反 應條件下,當反應溫度為22€時,單獨以&082_ 作降解劑時的HPAM溶液的降粘百分數僅為 30.0%。這表明S2Os2_和Fe2+降解體係在低溫時 就具有高活性的特點。
(4)從a值、HPAM溶液降粘百分數與反應 時間的關係可以看出,隨著反應時間的增加, HPAM的降解程度增加。的濃度為70 ppm、 Fe2+的濃度為10 ppm、溶液pH值為5.1、反應溫 度為45 X:的反應條件下,當反應時間達到3d時, HPAM溶液的降粘百分數達到最大值,為95%。 在同樣的反應條件下,HPAM溶液的降粘百分數 在反應開始的5 min和0. 5 h內分別達到了 83. 3% 和85.0%,占總降粘百分數的87. 7%和89.5%。 這說明S2 08卜+ Fe〃降解體係對HPAM的降解反 應都是在反應開始的短時間內完成的。