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酚胺樹脂聚醚型破乳劑分子結構、濃度對油-水界面張力的影響——實驗部分
來源:石油(you)學報(石油(you)加工) 瀏覽 476 次 發(fa)布(bu)時間:2023-09-13
采用(yong)(yong)旋轉滴(di)法測定了9種酚胺樹脂聚醚(mi)型破(po)乳劑(ji)(ji)(ji)(ji)(ji)(PAPEmn)與(yu)勝利油(you)(you)田孤東(dong)二(er)元驅(qu)原(yuan)油(you)(you)、水(shui)驅(qu)原(yuan)油(you)(you)組成(cheng)的(de)(de)(de)體系的(de)(de)(de)油(you)(you)-水(shui)界(jie)面(mian)(mian)張(zhang)力(li)(li),考(kao)察了PAPEmn質(zhi)量(liang)濃度(du)、PAPEmn的(de)(de)(de)相對分(fen)子(zi)(zi)質(zhi)量(liang)和HLB值(zhi)以及溫度(du)對油(you)(you)-水(shui)界(jie)面(mian)(mian)張(zhang)力(li)(li)的(de)(de)(de)影響。結(jie)果表明,PAPEmn系列破(po)乳劑(ji)(ji)(ji)(ji)(ji)具(ju)有高(gao)于常規(gui)破(po)乳劑(ji)(ji)(ji)(ji)(ji)的(de)(de)(de)界(jie)面(mian)(mian)活性,且隨著(zhu)(zhu)PAPEmn濃度(du)增加,體系的(de)(de)(de)油(you)(you)-水(shui)界(jie)面(mian)(mian)張(zhang)力(li)(li)顯(xian)著(zhu)(zhu)下降;對于親水(shui)性較(jiao)(jiao)強的(de)(de)(de)PAPEm3系列破(po)乳劑(ji)(ji)(ji)(ji)(ji),隨著(zhu)(zhu)其質(zhi)量(liang)濃度(du)從(cong)50mg/L升(sheng)至1500mg/L,體系的(de)(de)(de)油(you)(you)-水(shui)界(jie)面(mian)(mian)張(zhang)力(li)(li)從(cong)100數量(liang)級(ji)降至10-3數量(liang)級(ji);PAPEmn的(de)(de)(de)的(de)(de)(de)界(jie)面(mian)(mian)活性與(yu)其相對分(fen)子(zi)(zi)質(zhi)量(liang)和HLB值(zhi)密(mi)切相關(guan),實(shi)驗(yan)范圍內(nei),其親水(shui)親油(you)(you)平衡(HLB值(zhi))改變比相對分(fen)子(zi)(zi)質(zhi)量(liang)的(de)(de)(de)變化更(geng)能影響體系的(de)(de)(de)油(you)(you)-水(shui)界(jie)面(mian)(mian)張(zhang)力(li)(li),隨著(zhu)(zhu)HLB值(zhi)增大,破(po)乳劑(ji)(ji)(ji)(ji)(ji)的(de)(de)(de)界(jie)面(mian)(mian)活性明顯(xian)增強;隨著(zhu)(zhu)溫度(du)升(sheng)高(gao),PAPEmn的(de)(de)(de)界(jie)面(mian)(mian)活性下降,表明該系列破(po)乳劑(ji)(ji)(ji)(ji)(ji)較(jiao)(jiao)適合在低(di)溫下使用(yong)(yong)。
二元復合驅(qu)(qu)(qu)(qu)(表(biao)面(mian)活性(xing)劑(ji)+聚(ju)合物(wu)(wu))采(cai)油(you)(you)技(ji)術(shu)在(zai)勝利油(you)(you)田得(de)到廣泛的(de)(de)(de)應用,并且(qie)取(qu)得(de)了(le)(le)很(hen)好的(de)(de)(de)增產效益。但是采(cai)出(chu)(chu)乳狀液中殘留聚(ju)合物(wu)(wu)和表(biao)面(mian)活性(xing)劑(ji)等驅(qu)(qu)(qu)(qu)油(you)(you)化學(xue)劑(ji)。一方面(mian),聚(ju)合物(wu)(wu)的(de)(de)(de)存(cun)在(zai)不僅提(ti)高了(le)(le)采(cai)出(chu)(chu)液體(ti)系的(de)(de)(de)黏度(du),而且(qie)增大了(le)(le)油(you)(you)-水界面(mian)膜的(de)(de)(de)強度(du),另一方面(mian),表(biao)面(mian)活性(xing)劑(ji)的(de)(de)(de)存(cun)在(zai)較大程(cheng)度(du)地降低了(le)(le)油(you)(you)-水界面(mian)張力,使采(cai)出(chu)(chu)液體(ti)系界面(mian)自由(you)能下降,使復合驅(qu)(qu)(qu)(qu)采(cai)出(chu)(chu)乳狀液的(de)(de)(de)穩定性(xing)大幅度(du)提(ti)高,破乳脫水變(bian)得(de)非常(chang)困(kun)難。因此,化學(xue)驅(qu)(qu)(qu)(qu)采(cai)出(chu)(chu)液的(de)(de)(de)處理成(cheng)為制約該技(ji)術(shu)發展的(de)(de)(de)一個重要因素。對化學(xue)驅(qu)(qu)(qu)(qu)采(cai)出(chu)(chu)液進行破乳,是化學(xue)驅(qu)(qu)(qu)(qu)油(you)(you)中的(de)(de)(de)關鍵(jian)技(ji)術(shu)環節,對提(ti)高化學(xue)驅(qu)(qu)(qu)(qu)經(jing)濟效益具有重要意義。
對(dui)破(po)乳(ru)(ru)機(ji)理(li)的(de)(de)(de)(de)(de)研(yan)究(jiu)(jiu)表明,W/O型(xing)原(yuan)油(you)(you)(you)乳(ru)(ru)狀液的(de)(de)(de)(de)(de)界(jie)(jie)(jie)面(mian)(mian)膜強度(du)(du)較(jiao)大,這使原(yuan)油(you)(you)(you)中的(de)(de)(de)(de)(de)水(shui)(shui)(shui)珠在(zai)碰撞后不(bu)易破(po)裂,乳(ru)(ru)狀液較(jiao)為(wei)穩定(ding)(ding),所(suo)以(yi)破(po)壞界(jie)(jie)(jie)面(mian)(mian)膜是破(po)乳(ru)(ru)的(de)(de)(de)(de)(de)關鍵所(suo)在(zai)[1]。而界(jie)(jie)(jie)面(mian)(mian)膜的(de)(de)(de)(de)(de)改變(bian)(bian)必然會直接影響到原(yuan)油(you)(you)(you)體系(xi)的(de)(de)(de)(de)(de)油(you)(you)(you)-水(shui)(shui)(shui)界(jie)(jie)(jie)面(mian)(mian)張(zhang)力(li),所(suo)以(yi)對(dui)油(you)(you)(you)-水(shui)(shui)(shui)界(jie)(jie)(jie)面(mian)(mian)張(zhang)力(li)的(de)(de)(de)(de)(de)研(yan)究(jiu)(jiu)是了(le)(le)解界(jie)(jie)(jie)面(mian)(mian)膜變(bian)(bian)化(hua)的(de)(de)(de)(de)(de)一種直接方(fang)法[2]。目前(qian),人們(men)對(dui)破(po)乳(ru)(ru)劑(ji)(ji)(ji)性能的(de)(de)(de)(de)(de)研(yan)究(jiu)(jiu)主要集(ji)中在(zai)采用瓶試法考(kao)察(cha)破(po)乳(ru)(ru)劑(ji)(ji)(ji)對(dui)乳(ru)(ru)狀液的(de)(de)(de)(de)(de)出水(shui)(shui)(shui)率/出油(you)(you)(you)率的(de)(de)(de)(de)(de)影響[3-5],較(jiao)少(shao)從破(po)乳(ru)(ru)劑(ji)(ji)(ji)本身的(de)(de)(de)(de)(de)界(jie)(jie)(jie)面(mian)(mian)活性或界(jie)(jie)(jie)面(mian)(mian)膜強弱進行研(yan)究(jiu)(jiu)[6-8]。筆者以(yi)合成(cheng)的(de)(de)(de)(de)(de)9種酚胺(an)樹脂聚醚型(xing)破(po)乳(ru)(ru)劑(ji)(ji)(ji)(PAPEmn)為(wei)研(yan)究(jiu)(jiu)對(dui)象(xiang),采用旋轉(zhuan)滴法測定(ding)(ding)了(le)(le)勝(sheng)利油(you)(you)(you)田孤(gu)東(dong)二(er)元(yuan)驅原(yuan)油(you)(you)(you)及水(shui)(shui)(shui)驅原(yuan)油(you)(you)(you)加入PAPEmn后的(de)(de)(de)(de)(de)油(you)(you)(you)-水(shui)(shui)(shui)界(jie)(jie)(jie)面(mian)(mian)張(zhang)力(li),考(kao)察(cha)了(le)(le)破(po)乳(ru)(ru)劑(ji)(ji)(ji)質量濃(nong)度(du)(du)、破(po)乳(ru)(ru)劑(ji)(ji)(ji)分子結構(gou)及溫度(du)(du)等因素對(dui)油(you)(you)(you)-水(shui)(shui)(shui)界(jie)(jie)(jie)面(mian)(mian)張(zhang)力(li)的(de)(de)(de)(de)(de)影響。該研(yan)究(jiu)(jiu)對(dui)弄清破(po)乳(ru)(ru)劑(ji)(ji)(ji)的(de)(de)(de)(de)(de)結構(gou)-性能關系(xi)及新(xin)型(xing)破(po)乳(ru)(ru)劑(ji)(ji)(ji)的(de)(de)(de)(de)(de)開(kai)發有一定(ding)(ding)的(de)(de)(de)(de)(de)指導價值。
1、實驗部分
1.1試劑
中(zhong)國石(shi)化勝利(li)(li)油(you)田勝利(li)(li)勘察設計研究院三采(cai)中(zhong)心合成的(de)9種(zhong)酚胺樹脂聚醚(mi)破乳劑(ji)(ji)。以酚胺樹脂為起始劑(ji)(ji),按不同順序通(tong)入環氧(yang)(yang)乙(yi)烷和(he)環氧(yang)(yang)丙(bing)烷,生成聚氧(yang)(yang)乙(yi)烯(xi)聚氧(yang)(yang)丙(bing)烯(xi)嵌(qian)段聚醚(mi),然后(hou)在一(yi)定條件(jian)下(xia)與交聯劑(ji)(ji)反(fan)應(ying),制得擴鏈產物(wu)酚胺樹脂聚醚(mi)破乳劑(ji)(ji)PAPEmn。m、n取值(zhi)1、2或3,m代(dai)表相對(dui)分(fen)子(zi)(zi)質量(liang)的(de)變化,n代(dai)表親水親油(you)平衡(HLB值(zhi))的(de)變化。通(tong)過改變加入環氧(yang)(yang)乙(yi)烷和(he)環氧(yang)(yang)丙(bing)烷的(de)量(liang)和(he)比例來控制破乳劑(ji)(ji)的(de)相對(dui)分(fen)子(zi)(zi)質量(liang)和(he)HLB值(zhi),m從1到3表示(shi)相對(dui)分(fen)子(zi)(zi)質量(liang)增(zeng)大,n從1到3表示(shi)HLB值(zhi)增(zeng)大。
原(yuan)油(you)(you)為(wei)勝(sheng)利(li)油(you)(you)田孤(gu)東二(er)元驅(qu)原(yuan)油(you)(you)(30、40和50℃下(xia)的密(mi)度分(fen)別為(wei)0.9394、0.9337和0.9312g/cm3)和水(shui)驅(qu)原(yuan)油(you)(you)(30、40和50℃下(xia)的密(mi)度分(fen)別為(wei)0.9489、0.9423和0.9419g/cm3)。其他試(shi)劑(ji)均為(wei)分(fen)析純(chun),水(shui)為(wei)二(er)次蒸餾水(shui)。
1.2油-水界面張力的測定
采用北京通人新技術(shu)開(kai)發公(gong)司改進的XZD-Ⅲ型旋轉(zhuan)滴界(jie)面張(zhang)力(li)(li)儀測定油-水(shui)界(jie)面張(zhang)力(li)(li)(γ),轉(zhuan)速為(wei)5000r/min。首先(xian)以孤東(dong)油田模(mo)擬(ni)水(shui)(離子組成見表(biao)1)配制不(bu)同質量濃度的破乳劑溶液,加入原(yuan)油樣品中,在30、40和50℃下分別測破乳劑溶液-原(yuan)油體系的動(dong)態(tai)油-水(shui)界(jie)面張(zhang)力(li)(li),以時間(t)與油-水(shui)界(jie)面張(zhang)力(li)(li)(γ)作圖,得到界(jie)面張(zhang)力(li)(li)-時間曲(qu)線。
表(biao)1孤東油田模(mo)擬水的離子組成