摘 要: 以旅大10- 1 油田产出含聚污水为研究对象 浮选后除油率和水体浊度降低率为考核指标， 研究了不同分子量和浓度残余水解聚丙烯酰胺( HPAM) 对聚铝( PAC) 二甲基二烯丙基氯化铵/丙烯酰胺共聚物［P( DMDAAC-AM) ］丙烯酰氧乙基三甲基氯化铵/丙烯酰胺共聚物［P( DAC- AM) ］等3 种不同阳离子型浮选剂处理效果的影响结果表明， 随着 HPAM 分子量和浓度的增加， PAC 处理效果变化不大， 但处理效果差， 除油率和浊度降低率均约72%; ( DMDAAC- AM) 的处理效果逐渐变差， 除油率和浊度降低率均低于 85%; 而对于 P( DAC- AM) 除油率和浊度降低率均维持在90%以上 进一步优化 P( DAC- AM) 的浮选条件， 发现其浮选时间可缩短至 5 min， 用量可降低至30 × 10 － 6

     聚合物驱能改善油水流度比和扩大驱替相的波及区域， 从而提高石油采收率， 已在大庆 胜利 中原以及大港油田广泛应用， 并取得了显著成效， 其中高分子量的阴离子型水解聚丙烯酰胺( HPAM) 是最主要的采油助剂［1］ 与常规水驱生产污水相比， 聚合物驱生产污水中存在经地层孔隙剪切后的小分子量水解聚丙烯酰胺 目前渤海油田也已经采用聚合物驱， 但是聚驱后的含聚污水的处理却十分棘手， 因为海上平台空间有限， 污水不能囤积， 因此要求污水必须迅速处理后外排或回注 气浮是海上平台除去污水中残余原油最重要的方法 气浮法净水中浮选剂通常为阳离子型聚合物， HPAM 与这些阳离子型聚合物存在一定的电性中和效应， 使得浮选除油变得更加复杂和困难， 经常会延误污水处理速度， 从而间接影响采油作业［2］ 本文主要考察了3 种常用阳离子浮选剂对不同含聚污水的处理效果， 同时为寻找适用于含聚污水的浮选剂提供一定基础。

1 实验部分
1． 1 试剂与仪器
    原油， 渤海旅大 10- 1 油田; 部分水解聚丙烯酰胺( LD HPAM) 聚铝( PAC) 二甲基二烯丙基氯化铵/丙烯酰胺共聚物［P( DMDAAC- AM) ，阳离子度30%， 特性粘数 8． 67 dL /g］丙烯酰氧乙基三甲基氯化铵/丙烯酰胺共聚物［P( DAC- AM) ， 阳离子度30%， 特性粘数 11． 96 dL /g］均为工业品; 正己烷盐酸 石油醚和无水乙醇均为分析纯
BME100L 高速剪切混合乳化机; OilTech121A手持式测油仪; 2100p 便携式浊度仪; 气浮装置， 自制( 见图1)

1． 2 模拟含聚污水配制
将旅大 10- 1 油田注水井水样采用 0． 45 m 的微孔滤膜过滤后加入 60 × 10 － 6的钠膨润土 600 ×10 － 6的干燥原油和不同分子量的水解聚丙烯酰胺( 分子量 ＜ 200 万) ， 在 700 ℃下通过高速剪切乳化机乳化30 min， 得到稳定的含聚污水， 最终含油量测定为514． 8 × 10 － 6其中不同小分子量 HPAM 制备见参考文献［3］

2 结果与讨论
2． 1 聚合物分子量对各浮选剂处理效果的影响据文献报道［4- 5］， 由于地层的剪切和降解等作用，采用聚合物驱油时， 注入的高分子量聚合物在采出后其分子量会降至2 ×106～5 ×106g /mol 通过测定旅大10- 1 油田不同单井采出液中聚合物分子量发现，采出液中聚合物的分子量在10 ～ 200 万之间 采用紫外光降解法得到分子量分别为12． 65 万 35． 07 万95． 06 万和123． 31 万的 HPAM 固定各浮选剂加量为60 ×10 － 6， 含聚浓度150 ×10 － 6，0． 3 MPa 的压力下气浮7 min， 不同分子量 HPAM 对不同浮选剂的处理效果见图2 和图3

    由图2 和图3 可知， 不加药剂时， 随着含聚污水中聚合物分子量的增大， 气浮除油率和浊度降低率都略有增大， 均在 70% ～ 75%， 这可能是由于分子量较小的 HPAM 分子能渗入并粘附在乳化液滴的界面上， 使包覆在油滴外层的水膜破裂， 破乳后的油滴表面具有疏水性， 容易聚并成大油滴与气泡结合［6］ 随着含聚污水中 HPAM 分子量的增大，PAC的加入未能改善浮选效果， 反而使得浮选效果变得更差， 气浮除油率和浊度降低率均小于 72%， 这是
由于因为 PAC 的作用机理主要是能中和油水界面和悬浮颗粒表面电荷， 破坏悬浮颗粒和油滴的稳定性， 当存在 HPAM 时， HPAM 带负电， 中和了其部分电荷， 导致 PAC 吸附架桥作用和卷扫作用的效果变差 加入 ( DMDAAC- AM) 后， 随 HPAM 分子量的增大， 污水处理效果随之变差， 除油率由 80% 降至70%， 浊度降低率由 90%降至 80%， 这可能是由于P( DMDAAC- AM) 的分子量较低和分子链段亲油性较差， 导致其吸附架桥作用和卷扫作用的效果也较差 此时， 不同 HPAM 分子量下， P( DAC- AM) 的处理效果均最好， 除油率和浊度降低率均大于 90%，
且变化较小， 这是因为 P( DAC- AM) 本身分子量和亲油性均最好， 吸附架桥作用和卷扫作用最强。

2． 2 聚合物浓度对各浮选剂处理效果的影响固定含聚污水中 HPAM 的分子量为 95． 06 万各浮选剂加量为 60 × 10 － 60． 3 MPa 的压力下气浮7 min， 不同浓度 HAPM 对不同浮选剂的处理效果见图4 和图5

由图4 和5 可知， 对于空白样， 当污水中 HPAM浓度小于50 × 10 － 6时， 气浮后污水的除油率和浊度降低率都会有所上升; 但当含聚浓度大于 50 × 10 － 6后， 单依靠气浮处理含聚污水， 处理效果随聚合物浓度的增大而下降， 这主要是因为: HPAM 浓度较低时可以起到浮选剂的效果; 随着污水聚合物浓度增加后， 油珠和悬浮固体颗粒表面吸附了大量带负电的聚丙烯酰胺分子， 从而大大增加了油珠和悬浮固体的电负性 同时， 由于聚丙烯酰胺分子中带负电荷的羧基 COO －基团是一种亲水基团， 该基团的周围被大量的水分子所包围， 使油珠和悬浮固体周围的水化层加厚， 导致它们在相互碰撞时难以聚结， 大大增加了它们在水中的稳定性［7］ 总体来说， 不加药剂时， 处理后除油率和浊度降低率均低于 80%HPAM 浓度和分子量对各浮选剂处理效果的影响基本一致 不同情况下， 各浮选剂处理效果好坏依然如下: P( DAC- AM) ＞ P( DMDAAC- AM) ＞ PAC。

2． 3 P( DAC- AM) 浮选条件的优化选定 P( DAC- AM) 进一步优化其气浮时间和用量分 别 见 图 6 图 7 固 定 HPAM 分 子 量 为123． 31 万 浓度为 150 × 10 － 6， P( DAC- AM) 加量为60 × 10 － 6， 气浮压力 0． 3 MPa， 改变气浮时间， 污水处理效果见图6

由图 6 图 7 可知， 浮选时间仅为 1． 5 min 时，P( DAC- AM) 的除油率就达到80． 3%， 可见 P( DMC-AM) 的除油速度非常快; 随着浮选时间的增加， 浮选效果逐渐增强， 浮选时间在5 min 时， 除油率就达到了95% 因此， 当 P( DAC- AM) 作浮选剂时， 气浮最少时间为5 min 进一步优化 P( DAC- AM) ， 发现其用量降低至30 × 10 － 6时， 浮选后除油率和浊度降低率便可达到90%左右 。

3 结论
含聚污水中残留HPAM 对污水浮选效果具有一定影响 HPAM 分子量和浓度不同时对聚铝( PAC) 二甲基二烯丙基氯化铵/丙烯酰胺共聚物［ P( DMDAAC- AM) ］丙烯酰氧乙基三甲基氯化铵/丙烯酰胺共聚物［P( DAC- AM) ］等 3 种不同阳离子型浮选剂处理效果的影响不同 实验结果表明， 随着HPAM 分子量和浓度的增加， PAC 处理效果变化不大， 但处理效果差， 除油率和浊度降低率均约 72%;P( DMDAAC- AM) 的处理效果逐渐变差， 除油率和浊度降低率均低于85%; 而对于 P( DAC- AM) 除油率和浊度降低率均维持在 90%以上， 这可能是由于其分子量较大所导致 进一步优化 P( DAC- AM) 的浮选条件， 发现其浮选时间可缩短至 5 min， 用量可降低至30 × 10 － 6， 为海上平台筛选合适的浮选剂提供了一定基础。