Изучение поверхностной активности композиционных систем на границах раздела вода/воздух и вода/масло. Закономерности моющего действия композиционных систем на твердые поверхности. Действие магнитных жидкостей в процессе очистки поверхности воды от нефти.
Аннотация к работе
Наблюдается практически необратимая замазученность нефтью и нефтяными отходами почв Западного региона. Водоемы (природные и искусственные) также загрязнены в результате переработки нефти. Поэтому проблема очищения различных поверхностей от нефтяных загрязнений имеет первостепенное значение.Актуальность указанных проблем обусловлена отсутствием комплексного решения сбора, транспортировки и переработки нефтяных отходов на региональном уровне. Нет полной информации о разработанных и апробированных технологиях для переработки и утилизации нефтешламов, восстановления почв, загрязненных высокопарафинистой нефтью и нефтепродуктами.Ключевыми проблемами являются: - разработка технологий по переработке нефтяных отходов и очистке замазученных грунтов; Научная и практическая значимость:необратимое загрязнение водоемов и почв нефтью, нефтяными отходами нарушает экологическое состояние не только региона, но и близлежащих стран.Сульфанолпредставляет собой смесь натриевых солей, которые относятся к числу поверхностно активных веществ (детергентов), хорошо растворимых в воде и обладающих эмульгирующими свойствами, производство фирмы «Unilever Research Laboratory Port Sunlight, Birkenhead, Cheshire, England», молекулярная масса М?= 222,24 и более, общая формула В качестве неионного поверхностно - активного вещества использовали оксиэтилированный алкилфенол ОП-10,представляющий собой вспомогательное вещество, продукта обработки смеси моно - и диалкилфенолов окисью этилена и применяется в качестве смачивающего и эмульгирующего поверхностно-активного вещества, молекулярная масса М?= 646, общая формула Определение поверхностного натяжения сталагмометрическим методом заключается в измерении объема или веса капли жидкости, медленно отрывающейся от кончика капилляра в нижнем конце сталагмометрической трубки. Измерения проводят в условиях медленного формирования капель (примерно 1-3 капли в 1 мин), при этом скорость истечения жидкостей поддерживают постоянной. Сущность метода состоит в нагревании пробы нефтепродукта с нерастворимым в воде растворителем, отгонке воды и растворителя от нефтепродукта с последующим их разделением в градуированном приемнике на два слоя и измерении объема сконденсированной воды.Прибор для определения содержания воды состоит из колбы 2 (рисунок 2), приемника-ловушки 3и холодильника 4.Моющие действие композиционной смеси определяли путем нанесения капли раствора на границу раздела чистая твердая поверхность/подложка из нефти и регистрации величины смещения (мм).Экспериментальная работа проведена на модельной системе (кварц, стекло), с нанесенным на ее поверхность нефтяным слоем Жанаозенского месторождения. Сульфанол заметно понижает поверхностное натяжение (?) воды при концентрации 0,1 %, с дальнейшим ростом концентрации величина ? снижается с выходом на постоянное значение (?30-32 МДЖ/м2, рисунок 6, кривая 1). На границе раздела вода/масло сульфанол понижает межфазное натяжение до 15 МДЖ/м2 (рисунок 8, кривая 1), композиционная система проявляет большую поверхностную активность в сравнение с индивидуальным сульфанолом и с ростом концентрации ПЭПА ? понижается до 10 МДЖ/м2 (рисунок 8, кривая 2). Индивидуальный 2% раствор сульфанола обладает хорошим моющим действием: наблюдается рост смещения нефтяного слоя до 20 мм в течение 11 мин (рисунок 9, кривая 1) при самопроизвольном растекании капли раствора. Наступающий мениск капли раствора обеспечивает диффузию макромолекул комплекса под слой нефти (отмывающее действие) и понижение поверхностного натяжения на межфазной границе нефть - водный раствор комплекса.1.Изучена поверхностная активность композиционных систем и индивидуальных компонентов этой смеси. Установлено, что как индивидуальные компоненты, так и композиции на их основе проявляют высокую поверхностную активность на границе вода/воздух (снижение ? до 32 МДЖ/м2) и на границе вода/масло (снижение ? до 4 МДЖ/м2).
Вывод
1.Изучена поверхностная активность композиционных систем и индивидуальных компонентов этой смеси. Установлено, что как индивидуальные компоненты, так и композиции на их основе проявляют высокую поверхностную активность на границе вода/воздух (снижение ? до 32 МДЖ/м2) и на границе вода/масло (снижение ? до 4 МДЖ/м2).
2.Показано, что изученные индивидуальные компоненты и смеси на их основе оказывают моющее действие на нефтяные подложки, сформированные на поверхности стекла. Установлены оптимальные соотношения компонентов для достижения максимального моющего действия: сульфанол - ПЭПА 1:2, ПЭПА - сульфанол 1:4.
3.Установлено, что ликвидация нефтяных загрязнений с поверхности воды можно проводить с использованием магнитной жидкости. Регулируя размеры частиц, объемы вводимой магнитной жидкости и природы модифицирующего вещества можно добиться максимальной очистки поверхности воды.
4.Запланированной объем работы полностью выполнен. Изученные композиционные системы могут быть рекомендованы для очистки поверхности твердых тел, а магнитные жидкости - для очистки поверхности водоемов от нефтяных загрязнений.
Список литературы
Ибрагимов Г.З., Фазлутдинов К.С., Хисамутдинов Н.И. Применение химических раегентов для интенсификации добычи нефти. - М.: Недра, 1991. - 384 с.
Козин В.Г., Шакиров А.Н., Шапошников Д.А. и др. Реагент для повышения нефтеотдачи пласта и состава на его основе // Вестник Казанского технол. ун-та. Серия химич. - 2000. - № 1-2. - С. 137-140.
Шакиров А.Н., Козин В.Г., Башкирцева Н.Ю., Шапошников Д.А. Реагент КС-6 для повышения добычи нефти // Нефтяное хоз-во. - 2002. - № 9. - С. 64-66.
Козин В.Г., Шакиров А.Н., Башкирцева Н.Ю., Шапошников Д.А. Поверхностные свойства реагента КС-6, применяемого для добычи нефти // Нефтяное хоз-во. - 2003. - № 3. - С. 65-67.
Шакиров А.Н., Жеглов М.А., Козин В.Г. и др. Новый реагент для повышения нефтеотдачи пластов // В сб.: Интенсификация химических процессов переработки нефтяных компонентов. - Нижнекамск: Нижнекамское кн. изд-во, 2001. - С. 104-107.
Шакиров А.Н., Козин В.Г., Башкирцева Н.Ю., Шапошников Д.А. Новый реагент комбинированного действия КС-6 для повышения нефтеотдачи пластов // Труды III межд. конф. «Новейшие методы увеличения нефтеотдачи - теория и практика их применения» и VIIСПЕЦВЫСТАВКИ «Нефть, газ, нефтехимия - 2001». - Казань: Казанское изд-во, 2001. - С. 150.
Шакиров А.Н., Козин В.Г., Башкирцева Н.Ю., Шапошников Д.А. Реагент КС-6 - новый перспективный реагент для повышения нефтеотдачи пластов // Труды росс.научно-техн. конф. «Большая нефть: реалии, проблемы, перспективы». - Альметьевск: Татнефть, 2001. - Т. 2. - С. 411-416.
Аюпов А.Г., Шарифуллин А.В., Козин В.Г., Шакиров А.Н. Полимерные и углеводородные составы для повышения нефтеотдачи высокообводненных пластов // Нефтяное хоз-во. - 2003. - № 6. - С. 48-51.
Нурсеитов А.А., Айдарбаев А.С. О регулировании заводнения растворами полиакриламида совместно с гидроксидом кальция // Нефть и газ. - 2002. - № 3. - С. 49-52. композиционный нефть магнитный жидкость
Курочкин Б.М., Хисамов Р.С., Ахметов Н.З., Кандаурова Г.Ф., Манапов И.З. Опытное применение водонабухающего полимера при очаговомзаводнении // Нефтяное хоз-во. - 2003. - № 7. - С. 68-72.
Курочкин Б.М., Сафиуллин Р.А., Гилязов Ш.Я. и др. Применение ГПТС при изоляционных работах в скважинах // Бурение. - 1998. - № 2. - С. 15-18.
Якименко Г.Х., Альвард А.А., Ягафаров Ю.Н., Стеничкин Ю.Н. Применение гелеобразующей технологии на основе кислотных растворов алюмосиликатов // Нефтяное хоз-во. - 2005. - № 1. - С. 64-66.
Рамазанов Р.Г., Земцов Ю.В. Эффективность и перспективы применения химических методов увеличения нефтеотдачи для стабилизации добычи нефти // Нефтяное хоз-во. - 2002. - № 1. - С. 34-35.
Чистяков А.Ю. Применение температуроустойчивых эмульсионных систем для повышения нефтеотдачи пластов // Нефть и газ. - 2005. - № 3. - С. 16-27.
Пантелеев В.Г., Родионов В.П. Зависимость коэффициента извлечения от скорости движения жидкостей в пороговом пространстве карбонатов Башкирского яруса // Нефтяное хоз-во. - 2001. - № 11. - С. 22-25.
Власов С.А., Каган Я.М. О возможном механизме повышения нефтеотдачи пластов нефтяных месторождений, разрабатываемых в режиме заводнения // Нефтяное хоз-во. - 2005. - № 2. - С. 70-75.
Алмаев Р.Х., Плотников И.Г., Назмиев И.М., Князев В.И. Щелочно-полимерное воздействие на пласт в условиях терригенных коллекторов Башкортостана // Нефтяное хоз-во. - 2005. - № 2. - С. 78-81.
Филиппова О.Е., Хохлов А.Р. «Умные» полимеры для нефтедобычи//Нефтехимия.- 2010. Т. 50. - № 4. - С.279-283.
Береговой А.Н., Амерханов М.И., к.т.н., Рахимова Ш.Г., Золотухина В.С. Применение композиций на основе полисахаридов растительного происхождения для увеличения охвата пластов заводнением//Нефтяное хозяйство. - 2010. - № 3. - С. 86-88.
Технология увеличения нефтеотдачи пластов на основе полисахаридов растительного происхождения/Р.Р. Ибатуллин (и др.). В сб. Повышение нефтеотдачи пластов на поздней стадии разработки нефтяных месторождений и комплексное освоение высоковязких нефтей и природных битумов. Материалы Международной научно-практической конференции в Казани, 4-6 сентября 2007. - Казань, 2007. - С. 284-288.
Разработка технологии применения полисахаридов растительного происхождения для увеличения нефтеотдачи заводненных пластов/М.И. Амерханов (и др.)//Тр. ин-та/ТАТНИПИНЕФТЬ, 2008. - С. 198-204.
Технология увеличения охвата пластов заводнением с использованием композиций на основе полисахаридов растительного происхождения/А.Н. Береговой (и др.). В сб. Теория и практика применения методов увеличения нефтеотдачи пластов. Материалы ІІМЕЖДУНАРОДНОГО научного симпозиума. В 2 т. Т. 1. - М.: ОАО «ВНИИНЕФТЬ». 2009. - С. 173-177.
Пат. 2346151 Российская Федерация, МПК8 Е 21 В 43/22, С 09 0К 8/514. Способ регулирования разработки нефтяных месторождений (варианты)/Р.Р. Ибатуллин, М.И. Амерханов, Ш.Г. Рахимова (и др.): заявитель и патентообладатель ОАО «Татнефть» им. В.Д. Шашина. - № 2007122564/03; заявл. 15.06.07; опубл. 10.02.09.
Бузов О.В. Влияние физико-химических свойств нефтей на способ их извлечения//Нефть и газ. - 2009. - № 4. - С. 35-39.
Крибел Г. Повышение нефтеотдачи пластов//Нефтегазовые технологии. - 2012. - № 8. - С. 31-33
Ибатуллин Р.Р., д.т.н., Подымов Е.Д., к.т.н., Васильев Э.П., Слесарева В.В. О совместимости методов увеличения нефтеотдачи пластов, применяемых на месторождении ОАО «Татнефть»//Нефтяное хозяйство. - 2010. - № 6. - С. 34-38.
Кахраманлы Ю.Н. Исследование процесса сорбции нефти и нефтепродуктов с водной поверхности сорбентами на основе пенополистирола// Нефтехимия. - 2011. Т. 51. - № 5. - С. 392-396
Сарсенгалиев К.К., Базарбаева С.М., Сарсенов А.М., Сериков Т.П., Зинуллин У.З., Утебалиева Г.Т. Комбинированная электрофлотационно-сорбционная очистка вод от нефтепродуктов//Нефть и газ. - 2005. - № 3. - С. 99-101.
Капустин Ю.И. и др. Электрофлотационная технология очистки сточных вод, содержащих нефтепродукты// Химическая промышленность. - 2000. - № 7(387). - С. 53-56.
Журинов М.Ж., Баешов А.Б., Серикбаев Б.А., Жумабай И.М. Очистка сточных вод от нефти и нефтепродуктов электрофлотационным методом// Нефть и газ Казахстана. - 2005. - № 2. - С. 77-83.
Ерехинская (Бажанова), А. Г. Электрохимический способ получения магнитной жидкости для очистки воды от нефтепродуктов. / А. Г. Ерехинская, В. М. Макаров, С. З. Калаева // Проблемы региональной экологии. - 2010. - № 4. - С. 92-94.
Ерехинская (Бажанова), А. Г. Электрохимический способ получения магнитной жидкости для очистки воды от нефтепродуктов / А. Г. Ерехинская, В. М. Макаров, С. З. Калаева // Высокие технологии в экологии: труды 11-й Международной научно-практической конференции. - Воронеж, 2008. - С. 180-182.
Бажанова, А. Г. Электрохимический способ получения наночастиц магнетита из железосодержащих отходов / А. Г. Бажанова, В. М. Макаров, С. З. Калаева, И. Н. Захарова, А. М. Шипилин, М. А. Шипилин // Экология и промышленность России. - 2009. - №9. - С. 16-17.
Ерехинская (Бажанова), А. Г. Исследование эффективности сбора нефтепродуктов с поверхности воды с помощью магнитной жидкости из отходов / А. Г. Ерехинская, В. М. Макаров, С. З. Калаева, И. Н. Захарова, А. М. Шипилин, Ю. И. Страдомский, Н. А. Морозов // Известия Тульского государственного университета. Экология и рациональное природопользование. - 2006. - №8. - С. 237-239.
Ерехинская (Бажанова), А. Г. Исследование процесса сбора нефтепродуктов с поверхности воды с помощью магнитной жидкости из отходов / А. Г. Ерехинская, В. М. Макаров, С. З. Калаева, А. М. Шипилин // XIV Международная научно-практическая конференция студентов, аспирантов и молодых ученых «Современная техника и технология»: Труды в 3-х томах - Томск, 2008. - Т. 3. - С. 219-221.
Кенжетаев Г.Ж., Койбакова С.Е., Джумашева К.А. Анализ результатов воздействия нефтедобывающих предприятий - промыслов на загрязнение почвы в прибрежной зоне Каспия//Материалы Международной научно-практической конференции «Инновационное развитие нефтегазового комплекса Казахстана». - 2013. - Часть 2. - С. 412-416.
Айткельдиева С.А., Байгонусова Ж.А., Курманбаев А.А. Проблема нормирования нефтезагрязненных почв// Нефть и газ Казахстана. - 2009. - № 5. - С. 129-135.
Гасанов К.С., Абдуллаев Ф.З. Эволюция нефтезагрязнителя в почвенном профиле под влиянием природных факторов// Химические проблемы. - 2003. - № 2. - С. 14-18.
Гасанов К.С.. Абдуллаев Ф.З., Исмаилов Н.М. изменения и эволюционные процессы во взаимодействии нефти и нефтезагрязненного почвенного профиля//Химические проблемы. - 2003. - № 3. - С. 30-34.
Гасанов К.С. закономерности просачивания нефти и нефтепродуктов в почвенный профиль// Нефтяное хозяйство. - 2011. - № 2. - С. 114-116.
Надиров Н.К. нефтегазовый комплекс Казахстана // Труды международ. научно-практ. конф. «проблемы химической технологии неорганических, органических, силикатных и строительных материалов и подготовка инженерных кадров». Шымкент: ЮКГУ им. М. Ауэзова, 2002. - С. 46-64.
Тасмагамбетов И.Н. Нефтегазовый комплекс - двигатель экономики Казахстана// Нефть и газ. - 1999. - № 3. - С. 3-6.
Надиров Н.К., Фаизов К.Ш., Джусипбекова У.Ж., Абиева Л., Раимжанова М.М., Назаров Е.А. О реабилитации нефтезагрязненных почв// Нефть и газ Казахстана. - 2003. - № 2. - С. 119-126.
Надирова Ж.К., Бишимбаев В.К., Приходько Н.А. Биоремедиация нефтезагрязненных почв// Нефть и газ Казахстана. - 2006. - № 1. - С. 103-106.
Л.К. Алтунина, Л.И. Сваровская. Композиции на основе поверхностно-активных веществ для рекультивации нефтешламов // Нефтехимия. - 2012. Т. 52. - №2. - С. 150-153.
Омарова К.И., Адильбекова А.О., Кабдуш А.Е., Ешпанова Ж.Т. Поликомплесы поверхностно-активного вещества в процессах вытеснения неполярных жидкостей из пористых систем и деэмульгирования обратных эмульсий//Журнал прикладной химии. - 2013. - Т. 86. - № 10. - С. 1559-1564.