表面活性劑和離子液體在油砂分離中的應(yīng)用及機(jī)理研究.pdf

1、油砂屬非金屬礦產(chǎn)，同石油、煤炭一樣是一種礦藏資源，是提煉石油類產(chǎn)品和修建柏油路面優(yōu)良材料。在當(dāng)前能源危機(jī)的時(shí)代背景下，儲(chǔ)量豐富的油砂被認(rèn)為是一種非常有潛力的石油替代能源，其加工技術(shù)的開發(fā)和改進(jìn)受到了國內(nèi)外研究學(xué)者的廣泛關(guān)注?，F(xiàn)階段已經(jīng)工業(yè)化應(yīng)用的熱堿水洗技術(shù)存在耗水量大、尾礦難處理、環(huán)境危害性大等問題，而傳統(tǒng)的有機(jī)溶劑萃取法中，溶劑的損耗和殘留等問題也亟待解決。
　　基于上述事實(shí)，本文通過溶劑和助劑的比較篩選，發(fā)現(xiàn)陽離子聚丙烯酰胺

2、（CPAM）水溶液輔助石腦油萃取油砂瀝青是一個(gè)合理的選擇。隨后，通過工藝條件優(yōu)化發(fā)現(xiàn)，在室溫條件下，存放時(shí)間小于4小時(shí)的0.05％的CPAM水溶液，當(dāng)石腦油:CPAM溶液:油砂為3:2:1時(shí)，可以將瀝青回收率由72.29%提升至78.29%。通過對瀝青的紅外光譜和殘砂的掃描電鏡結(jié)果分析發(fā)現(xiàn)，甲苯體系中，陽離子聚丙烯酰胺的加入可以實(shí)現(xiàn)油砂的清潔分離，石腦油體系中，清潔分離的主要原因是石腦油無法萃取的瀝青質(zhì)將細(xì)小的砂粒和黏土聚集成團(tuán)或粘附在

3、更大的砂粒表面。
　　考慮到助劑是引發(fā)萃取效果差異的主要原因，本文進(jìn)行了不同助劑體系下的瀝青剝離實(shí)驗(yàn)。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，瀝青在純水和典型的鹽溶液體系（1mMKCl）中具有較快的剝離速率，在1mMIL中反而較慢。結(jié)合他人完成的原子力顯微鏡實(shí)驗(yàn)和和頻光譜實(shí)驗(yàn)，本文嘗試構(gòu)建了一個(gè)助劑分子，特別是離子液體分子和陽離子聚丙烯酰胺分子，在瀝青和石英表面的結(jié)構(gòu)模型，并對助劑輔助油砂瀝青分離的效果進(jìn)行了解釋和說明。
　　最后，通過原子力顯微鏡的