采油用表面活性剂 pdf epub mobi txt 电子书 下载 2026

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出版者:化学工业出版社发行部

作者:彭朴

出品人:

页数:322

译者:

出版时间:2003-4

价格:28.00元

装帧:简裝本

isbn号码:9787502526214

丛书系列:

图书标签:

• 采油化学
• 表面活性剂
• 油田化学
• 三次采油
• 驱油机理
• 提高采收率
• 石油工程
• 界面化学
• 聚合物驱油
• 原油性质

《石油烃萃取与分离理论研究》 内容简介 本书深入探讨了石油烃在复杂介质中的萃取与分离理论，聚焦于开发高效、环境友好的新型萃取剂和分离技术，以期提高石油资源的回收率并降低对环境的影响。全书分为八个部分，系统性地阐述了相关的基础理论、前沿技术以及实际应用。 第一部分：界面科学与相平衡理论 本部分奠定了理解石油烃萃取与分离过程的基础。首先，我们详细梳理了表面科学的经典理论，包括界面张力、润湿性、吸附等关键概念，并结合石油烃与岩石、水、气体等介质的复杂界面行为进行深入分析。重点阐述了固-液、液-液、气-液界面的热力学性质，以及这些性质如何影响物质的传递和相行为。 随后，我们转向相平衡理论，重点关注多组分、多相体系的相平衡方程和计算方法。在石油工程领域，理解原油、天然气、地层水和岩石矿物之间的复杂相平衡至关重要。本书详细介绍了状态方程（如Peng-Robinson，SRK）在描述烃类混合物相平衡中的应用，并探讨了挥发性组分、非烃类组分（如CO2，H2S，N2）对相平衡的影响。此外，还引入了化学势的概念，解释其在驱动萃取和分离过程中的作用。 最后，本部分将理论知识与实际应用相结合，分析了界面性质和相平衡在油藏开发过程中的重要性，例如，了解润湿性变化如何影响原油在岩石孔隙中的流动，以及相平衡的改变如何引发天然气或水相的分离，从而影响可采储量。 第二部分：新型萃取剂的设计与性能评估 本部分专注于新型萃取剂的设计理念和评估方法。我们首先回顾了传统萃取剂（如有机溶剂、水溶液）的优缺点，分析了它们在萃取石油烃时存在的挑战，包括环境污染、高能耗、选择性差等问题。 在此基础上，我们系统性地介绍了绿色化学原则在萃取剂设计中的应用。重点讨论了设计具有高选择性、低毒性、可回收性和生物降解性的新型萃取剂的策略。这包括： 离子液体： 详细介绍了离子液体的结构特点、合成方法及其在萃取石油烃方面的潜力，包括对不同烃类组分的选择性、在高温高压下的稳定性以及回收利用的可能性。 深共熔溶剂 (DESs)： 探讨了DESs的组成、形成机理以及其作为环境友好型萃取剂的优势。分析了不同DESs对原油不同组分的萃取能力，以及其在复杂油藏条件下的适用性。 超临界流体： 重点介绍了超临界CO2作为萃取剂的原理和应用。分析了其可调控的溶剂性质如何影响萃取效率和选择性，以及在分离原油轻质组分、沥青质等方面的优势。 纳米材料： 探讨了利用纳米材料（如功能化纳米颗粒、介孔材料）构建高效萃取体系的可能性。分析了纳米材料的高比表面积和特殊表面性质如何增强其对石油烃的吸附和萃取能力。 在设计理念之后，本部分详细阐述了对这些新型萃取剂进行性能评估的方法。包括： 热力学参数测定： 如溶解度、分配系数、界面张力等，用于量化萃取剂对目标烃类的亲和力。 动力学研究： 考察萃取速率、传质阻力等，以优化萃取过程的效率。 选择性评估： 通过分析萃取前后样品组分的变化，评价萃取剂对不同烃类（饱和烃、芳香烃、烯烃等）或非烃类组分（如硫化物、氮化物）的分离能力。 环境毒性与生物降解性测试： 评估萃取剂对环境的潜在影响，以及其在自然环境中的降解行为。 稳定性与回收性研究： 考察萃取剂在实际操作条件下的稳定性，以及其高效回收再利用的技术。 第三部分：新型分离技术的设计与优化 本部分聚焦于开发和优化用于分离石油烃的新型技术。除了传统的蒸馏、萃取等方法，本部分重点介绍并深入研究了以下前沿技术： 膜分离技术： 详细探讨了各种类型的渗透膜（如纳滤膜、反渗透膜、气体分离膜）在石油烃分离中的应用。分析了膜材料的性质、膜孔结构、操作压力、温度等因素对分离效率和选择性的影响。特别是，关注了膜在脱除原油中的水分、盐分、硫化物等杂质方面的潜力，以及在天然气脱硫、脱碳中的应用。 吸附分离技术： 深入研究了新型吸附材料（如金属有机框架（MOFs）、共价有机框架（COFs）、活性炭、分子筛）对不同石油烃组分的选择性吸附性能。分析了吸附剂的微观结构、表面官能团、孔径分布如何影响其吸附容量和选择性。重点讨论了吸附技术在分离同分异构体、烯烃/炔烃、以及去除原油中的极性杂质方面的应用。 超临界流体萃取 (SFE) 与色谱 (SFC)： 进一步深化对SFE的理解，不仅作为萃取工具，还将其与色谱分离相结合。详细介绍了SFC在精细分离复杂烃类混合物中的优势，特别是在分析和制备高纯度特定烃类化合物方面的应用。 微反应器技术： 探讨了将微反应器技术应用于石油烃的反应与分离过程。分析了微反应器在强化传质传热、精确控制反应条件、提高反应选择性等方面的优势，以及其在催化转化与原位分离结合中的潜力。 生物分离技术： 引入了生物基分离材料和生物过程在石油烃分离中的应用前景。例如，利用生物吸附剂去除油污，或利用生物转化技术降解有害烃类组分。 在每种技术介绍后，都详细讨论了其设计原理、操作参数优化、设备选择、以及与传统技术的比较优势。 第四部分：多相流体在复杂介质中的运移规律 本部分将理论研究的焦点从实验室扩展到油藏等实际复杂的工程环境。我们深入分析了多相流体（原油、天然气、地层水）在多孔介质（如岩石、土壤）中的运移规律。 多孔介质流体动力学： 详细阐述了达西定律及其适用范围，以及在非饱和多孔介质、非牛顿流体流动时的修正模型。分析了孔隙结构、渗透率、毛管力、表面张力等因素对流体运移的影响。 界面现象在流体运移中的作用： 重点研究了界面张力、润湿性、毛管力如何在油藏中驱动或阻碍流体的流动。例如，毛管力在低渗透油藏中如何影响采收率，以及润湿性变化如何改变油水界面的行为。 多相流体界面稳定性： 分析了在不同条件下（如压力、温度变化）多相流体的界面稳定性，以及可能发生的相变、乳化、破乳等现象。 地下水与石油污染的运移模型： 结合环境工程的视角，建立了描述石油泄漏后在地下水中的运移模型，考虑了吸附、溶解、挥发、生物降解等多种过程。 第五部分：模拟与计算方法在萃取与分离过程中的应用 本部分强调了计算模拟在理解和优化萃取与分离过程中的重要作用。 分子模拟： 详细介绍了分子动力学 (MD) 和蒙特卡洛 (MC) 等方法在模拟分子层面的相互作用。解释了如何利用这些方法研究溶剂-溶质相互作用、界面吸附、相平衡以及物质传递过程。 计算流体力学 (CFD)： 阐述了CFD在模拟宏观尺度的流体流动、传质传热过程中的应用。重点讨论了如何利用CFD模拟萃取器、分离塔等设备内的流场分布、组分浓度梯度以及操作参数对性能的影响。 相平衡计算软件： 介绍了商业和开源的相平衡计算软件（如Aspen Plus, HYSYS, ChemCAD）在石油烃体系相平衡预测中的应用，以及如何基于实验数据对其进行校准和优化。 多尺度模拟： 探讨了将不同尺度的模拟方法（从分子尺度到宏观设备尺度）进行耦合，以实现对复杂萃取与分离过程的全面理解。 第六部分：环境可持续性与绿色萃取理论 本部分将环境因素置于萃取与分离技术的核心位置，强调可持续发展的理念。 绿色化学原理在石油化工中的应用： 详细阐述了绿色化学的十二项原则，并分析了如何在石油烃的萃取与分离过程中践行这些原则，如使用可再生原料、减少溶剂使用、降低能耗、防止污染等。 环境影响评估： 介绍了对不同萃取剂和分离技术进行生命周期评估 (LCA) 的方法，以量化其对环境的整体影响，包括温室气体排放、水资源消耗、废弃物产生等。 生物降解性与生物毒性： 深入研究了评估萃取剂和分离过程中产生副产物的生物降解性和生物毒性的方法，以及如何开发环境友好的替代品。 溶剂回收与再利用技术： 重点关注高效、低能耗的溶剂回收技术，如膜分离、蒸馏、吸附等，以最大化溶剂的循环利用率，降低生产成本和环境负担。 废水处理与废弃物管理： 讨论了石油化工过程中产生的废水和固体废弃物的处理方法，包括物理、化学和生物处理技术，以及如何实现废弃物的资源化利用。 第七部分：实际应用案例与工程挑战 本部分通过分析具体的实际应用案例，将理论知识与工程实践相结合。 稠油开采与提质： 详细探讨了稠油开采过程中面临的挑战，如高黏度、低流动性，以及如何利用新型萃取剂和分离技术（如溶剂稀释、热力采油结合溶剂）来提高采收率和改善原油品质。 页岩油/气分离与提纯： 分析了页岩油/气组分的复杂性，以及如何利用高效分离技术（如膜分离、吸附）来获得高纯度的天然气和高价值的液态烃。 炼厂二次加工中的分离技术： 讨论了催化裂化、加氢裂化等炼厂工艺中复杂的产物分离问题，以及如何通过优化分离流程来提高产品收率和质量。 工业废水与废气处理： 介绍了石油化工领域常见的工业废水（如含油废水、含盐废水）和废气（如硫化物、VOCs）的处理技术，以及相关法规要求。 在分析每个案例时，都会深入探讨其背后的科学原理、所采用的具体技术、面临的工程挑战（如设备腐蚀、能耗高、操作复杂性、成本效益）以及解决方案。 第八部分：未来发展趋势与展望 本部分对萃取与分离技术未来的发展方向进行了展望。 智能化与自动化： 探讨了如何利用大数据、人工智能 (AI) 和机器学习 (ML) 来优化萃取与分离过程的控制、预测设备故障、以及开发新型材料。 集成化与模块化： 展望了将多个分离单元进行集成，构建高效、紧凑的模块化分离系统，以适应不同规模和需求的生产场景。 生物基与可再生资源： 关注从生物质等可再生资源中提取和分离高价值化学品的研究进展，以及其在替代传统石油基产品方面的潜力。 碳捕获、利用与封存 (CCUS) 中的分离技术： 探讨了在CCUS过程中，高效分离CO2的关键技术，以及其与石油烃分离技术的交叉融合。 新材料的持续创新： 展望了新型功能材料（如新型MOFs、COFs、二维材料）在提升分离效率、选择性和稳定性的重要作用。 本书旨在为从事石油工程、化学工程、材料科学、环境工程等领域的科研人员、工程师和研究生提供系统、深入的理论指导和技术参考，推动石油烃萃取与分离技术的进步，为实现更高效、更可持续的能源开发利用贡献力量。

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翻开这本书，我首先感受到的是一种扑面而来的、严谨的工程学气息。它不像一些学术专著那样故作高深，而是以一种非常务实的态度，直击油田开发的效率瓶颈。我的关注点主要集中在可持续性和环境影响上，而这本书在这方面提供的视角非常具有前瞻性。书中用了相当大的篇幅来讨论绿色表面活性剂的研发，比如生物降解性好的生物表面活性剂（Biosurfactants）在油田中的应用潜力。这部分内容不仅仅是罗列了优点，更深入地分析了它们在实际油田条件下（例如，需要承受高剪切力、长期稳定存在等）所面临的挑战，以及科研人员正在探索的解决方案。我对其中关于“残留物管理”的讨论特别感兴趣，毕竟，向地下注入化学品后如何确保其环境友好性，是当前所有石油公司都必须面对的责任。作者的分析清晰有力，将化学性能与环境法规要求紧密结合起来，使得整个技术讨论不再是孤立的。此外，书中对新型纳米技术与表面活性剂协同作用的探索，也展现了作者紧跟科研前沿的敏锐度。这本书的图表制作精良，数据支撑扎实，让人读起来信心十足，感觉到作者对每一项论断都进行了充分的佐证。

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我以一个项目管理者的身份来评价这本书，它在“成本效益分析”和“技术经济性评估”方面的论述，简直是教科书级别的范本。在实际操作中，一个技术方案的优劣，最终还是要落脚到经济账上。这本书非常务实地探讨了不同类型表面活性剂的吨油成本、注入浓度与驱油效果之间的边际效益递减规律。书中提供了一些非常实用的表格和曲线图，直观地展示了在什么经济指标下，投资于高成本特种表面活性剂是合理的，而什么时候采用成熟的、低成本的方案更为明智。它没有陷入对“最新技术就是最好技术”的盲目崇拜，而是强调“最适合当前油藏经济条件的技术才是好技术”。此外，书中对于注入工艺的优化设计也进行了详尽的描述，比如如何控制注入速率以避免发生“吸附失控”或“前驱体提前失活”等问题，这些都是直接关系到项目成败的关键细节。这本书的这种“双轮驱动”——既有扎实的科学基础，又有清醒的经济头脑——的写作风格，使得它不仅适合科研人员，更适合决策层参考。

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说实话，我是一个对化学细节不太敏感的读者，更偏向于从系统集成和工艺流程的角度去理解问题。因此，这本书中最吸引我的部分，是它如何将表面活性剂的微观作用机制，映射到宏观的油藏工程控制上。书中对驱油机理的阐述，采用了多尺度的视角，从分子层面的润湿性改变，到孔隙尺度的毛管力平衡，再到储层尺度的宏观波及体积，形成了一个完整的逻辑链条。这种系统性的思维方式，极大地帮助我理解了为什么在某个特定的油藏层段，更换一种看似微小的表面活性剂类型，会导致采收率出现巨大的差异。我尤其欣赏作者在讨论“波及效率”时，引入的数值模拟和数值计算的交叉验证部分。虽然这些部分可能对于初学者来说略显专业，但正是这些量化的分析，使得“经验之谈”提升到了“科学预测”的高度。它清晰地说明了，表面活性剂的选择不仅仅是物理化学问题，更是流体力学和渗透率力学综合作用的结果。读完之后，我感觉自己对油田开发全过程的理解深度提升了一个台阶，不再是简单地认为“加点药就能采出更多油了”。

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这本《采油用表面活性剂》的书籍，从我个人的阅读体验来说，可以说是触及了当代油田开采技术的一个核心痛点——如何更高效、更环保地从地下获取原油。我之前对表面活性剂的了解还停留在洗涤剂的层面，但这本书彻底颠覆了我的认知。它没有过多地纠缠于晦涩难懂的化学方程式堆砌，而是非常巧妙地将复杂的物理化学原理，转化为一系列具有高度实践指导意义的案例分析。尤其让我印象深刻的是关于“驱替效率”的章节，作者用生动的比喻解释了界面张力在油水两相流动中的关键作用，这比我过去读的任何一本基础教材都要直观得多。书中详细阐述了不同类型的表面活性剂——比如阴离子型、阳离子型、非离子型以及它们的复配体系——在不同地层条件（高矿化度、高温度）下的性能表现和失效机制。这对于我们这些需要现场决策的技术人员来说，简直就是一本“救命稻草”。书中对EOR（提高采收率）技术的探讨，尤其是在微乳液驱油和泡沫驱油方面的最新进展，更是让我看到了行业未来的发展方向。它不仅是理论的总结，更像是一本实战手册，指导我们如何根据实际油藏特征，定制出最优化的表面活性剂配方。整体而言，这本书的深度和广度都达到了一个非常高的水准，是油田化学领域不可多得的佳作。

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这本书的行文风格，给我的感觉是充满了一种洞察未来的自信和对历史经验的尊重。在讲解基础理论时，作者似乎很自然地引入了一些经典的、里程碑式的研究成果，比如早期的润湿性反转理论是如何被修正和发展的。这种对历史脉络的梳理，让读者能够理解当前技术的局限性以及未来突破口可能在哪里。我个人最欣赏的是作者对“不确定性”的坦诚态度。油藏是高度非均质的，任何化学驱的方案都带有一定的风险。书中专门设置了一个章节来讨论“风险评估与应急预案”，它列举了由于地层水变化、细菌污染、或吸附剂过度饱和等因素可能导致的驱油效果不达标的情况，并提供了相应的应对策略。这种“预知风险，未雨绸缪”的论述方式，极大地增强了读者在面对实际复杂工况时的心理准备和应对能力。总而言之，这是一本将科学的严谨性、工程的实用性与管理学的远见性完美结合在一起的专业著作，它提供的知识深度足以应对当前油田采油技术的挑战，并为未来数年的技术升级指明了方向。

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