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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——結果與討論、結論

來源(yuan):石(shi)(shi)油(you)學報(bao)(石(shi)(shi)油(you)加工) 瀏覽(lan) 452 次 發布時間:2023-09-13

2、結果與討論


2.1酚胺樹(shu)脂聚醚(mi)破乳劑(ji)(PAPE13)質(zhi)量(liang)濃度對體系(xi)油-水界面(mian)張力的影響

 圖1不同PAPE13質量濃度的破(po)乳劑溶液(ye)-孤東二元驅原油體(ti)系的動態油-水界面張力


圖1為30℃時不同PAPE13質(zhi)(zhi)量(liang)(liang)(liang)(liang)濃(nong)(nong)度的(de)(de)(de)PAPE13溶液-孤東二(er)元驅原油(you)(you)(you)(you)體(ti)系的(de)(de)(de)動態(tai)油(you)(you)(you)(you)-水(shui)(shui)(shui)(shui)界(jie)面(mian)張(zhang)力(li)(li)(li)。由圖1可見,PAPE13破(po)(po)乳(ru)劑(ji)(ji)能夠有(you)效地降(jiang)低(di)體(ti)系的(de)(de)(de)油(you)(you)(you)(you)-水(shui)(shui)(shui)(shui)界(jie)面(mian)張(zhang)力(li)(li)(li),當(dang)PAPE13質(zhi)(zhi)量(liang)(liang)(liang)(liang)濃(nong)(nong)度為50mg/L時,即可將(jiang)油(you)(you)(you)(you)-水(shui)(shui)(shui)(shui)界(jie)面(mian)張(zhang)力(li)(li)(li)降(jiang)至(zhi)1.45mN/m;隨(sui)著(zhu)PAPE13質(zhi)(zhi)量(liang)(liang)(liang)(liang)濃(nong)(nong)度的(de)(de)(de)增大,油(you)(you)(you)(you)-水(shui)(shui)(shui)(shui)界(jie)面(mian)張(zhang)力(li)(li)(li)逐漸下降(jiang),當(dang)PAPE13質(zhi)(zhi)量(liang)(liang)(liang)(liang)濃(nong)(nong)度大于800mg/L時,油(you)(you)(you)(you)-水(shui)(shui)(shui)(shui)界(jie)面(mian)張(zhang)力(li)(li)(li)降(jiang)至(zhi)10-2數(shu)量(liang)(liang)(liang)(liang)級的(de)(de)(de)低(di)水(shui)(shui)(shui)(shui)平(ping),充分顯示(shi)了該(gai)破(po)(po)乳(ru)劑(ji)(ji)具有(you)較強的(de)(de)(de)界(jie)面(mian)活性。由圖1還可見,隨(sui)著(zhu)時間(jian)(jian)的(de)(de)(de)延長,體(ti)系的(de)(de)(de)油(you)(you)(you)(you)-水(shui)(shui)(shui)(shui)界(jie)面(mian)張(zhang)力(li)(li)(li)逐漸趨(qu)于穩(wen)(wen)定,達到穩(wen)(wen)態(tai)值所需(xu)(xu)的(de)(de)(de)時間(jian)(jian)隨(sui)著(zhu)破(po)(po)乳(ru)劑(ji)(ji)質(zhi)(zhi)量(liang)(liang)(liang)(liang)濃(nong)(nong)度的(de)(de)(de)增大而縮短(duan)。PAPE13質(zhi)(zhi)量(liang)(liang)(liang)(liang)濃(nong)(nong)度為50mg/L時,油(you)(you)(you)(you)-水(shui)(shui)(shui)(shui)界(jie)面(mian)張(zhang)力(li)(li)(li)達到穩(wen)(wen)態(tai)所需(xu)(xu)的(de)(de)(de)時間(jian)(jian)為15min;質(zhi)(zhi)量(liang)(liang)(liang)(liang)濃(nong)(nong)度為100mg/L時,縮短(duan)為12min;質(zhi)(zhi)量(liang)(liang)(liang)(liang)濃(nong)(nong)度為200mg/L時,進一(yi)步縮短(duan)至(zhi)4min;而當(dang)PAPE13質(zhi)(zhi)量(liang)(liang)(liang)(liang)濃(nong)(nong)度再增加時,油(you)(you)(you)(you)-水(shui)(shui)(shui)(shui)界(jie)面(mian)張(zhang)力(li)(li)(li)幾乎在瞬間(jian)(jian)就能降(jiang)低(di)至(zhi)穩(wen)(wen)態(tai)水(shui)(shui)(shui)(shui)平(ping)。其他8種酚胺樹(shu)脂聚(ju)醚(mi)破(po)(po)乳(ru)劑(ji)(ji)濃(nong)(nong)度對體(ti)系油(you)(you)(you)(you)-水(shui)(shui)(shui)(shui)界(jie)面(mian)張(zhang)力(li)(li)(li)的(de)(de)(de)影響規律與(yu)PAPE13類似。


2.2溫度對酚胺(an)樹脂聚(ju)醚破乳劑(ji)(PAPEmn)界面活性的影(ying)響(xiang)


溫度(du)對于(yu)(yu)酚胺樹脂(zhi)聚醚破乳劑(PAPEmn)的界(jie)(jie)(jie)面(mian)(mian)活(huo)性(xing)有著(zhu)(zhu)顯著(zhu)(zhu)的影響,不同溫度(du)下9種破乳劑溶液-原油體(ti)系的油-水(shui)界(jie)(jie)(jie)面(mian)(mian)張力(li)的穩態值列(lie)于(yu)(yu)表(biao)2。由表(biao)2可見,隨著(zhu)(zhu)溫度(du)從30℃升(sheng)高(gao)(gao)至(zhi)50℃,各體(ti)系的油-水(shui)界(jie)(jie)(jie)面(mian)(mian)張力(li)均(jun)顯著(zhu)(zhu)升(sheng)高(gao)(gao),而且隨著(zhu)(zhu)溫度(du)升(sheng)高(gao)(gao),油-水(shui)界(jie)(jie)(jie)面(mian)(mian)張力(li)升(sheng)高(gao)(gao)的幅(fu)度(du)也在增大,以(yi)PAPE11破乳劑為(wei)例(li),從30℃升(sheng)高(gao)(gao)至(zhi)40℃時體(ti)系油-水(shui)界(jie)(jie)(jie)面(mian)(mian)張力(li)升(sheng)高(gao)(gao)了4.73mN/m,但從40℃升(sheng)高(gao)(gao)至(zhi)50℃時體(ti)系油-水(shui)界(jie)(jie)(jie)面(mian)(mian)張力(li)卻升(sheng)高(gao)(gao)了10.70mN/m。該系列(lie)酚胺樹脂(zhi)破乳劑的界(jie)(jie)(jie)面(mian)(mian)活(huo)性(xing)隨著(zhu)(zhu)溫度(du)升(sheng)高(gao)(gao)而降低。

表2不同溫度下9種(zhong)PAPEmn溶液-孤東二元驅原油(you)體系的油(you)-水(shui)界(jie)面張力的穩態值(γ)


2.3酚胺樹脂聚醚(mi)破乳劑相對(dui)分子(zi)質量和(he)HLB值(zhi)對(dui)體系(xi)油-水界面張力的影(ying)響


考察了不同(tong)(tong)相(xiang)對(dui)分子(zi)質(zhi)(zhi)(zhi)量和HLB值(zhi)的(de)(de)(de)(de)酚胺樹脂聚醚破(po)乳(ru)(ru)(ru)劑(ji)(PAPEmn)在不同(tong)(tong)濃(nong)度下對(dui)PAPEmn溶(rong)液-原(yuan)(yuan)油(you)(you)(you)體系油(you)(you)(you)-水(shui)(shui)界面(mian)(mian)(mian)張力的(de)(de)(de)(de)影響,結果列于(yu)(yu)表(biao)3。由表(biao)3可以(yi)看(kan)出,隨著PAPEmn質(zhi)(zhi)(zhi)量濃(nong)度增大,PAPEmn降低油(you)(you)(you)-水(shui)(shui)界面(mian)(mian)(mian)張力的(de)(de)(de)(de)能力也越(yue)(yue)強(qiang),尤其(qi)是(shi)對(dui)HLB值(zhi)較大的(de)(de)(de)(de)PAPEmn(水(shui)(shui)溶(rong)性(xing)較強(qiang)),其(qi)界面(mian)(mian)(mian)活(huo)性(xing)隨其(qi)質(zhi)(zhi)(zhi)量濃(nong)度升高迅速增強(qiang),在高質(zhi)(zhi)(zhi)量濃(nong)度區油(you)(you)(you)-水(shui)(shui)界面(mian)(mian)(mian)張力甚至能降低至超低水(shui)(shui)平(10-3mN/m)。筆者研(yan)究(jiu)的(de)(de)(de)(de)PAPEmn的(de)(de)(de)(de)界面(mian)(mian)(mian)活(huo)性(xing)要強(qiang)于(yu)(yu)沈(shen)明歡等[7-9]報(bao)道(dao)的(de)(de)(de)(de)破(po)乳(ru)(ru)(ru)劑(ji)的(de)(de)(de)(de)界面(mian)(mian)(mian)活(huo)性(xing)。頂替理論認(ren)為,當破(po)乳(ru)(ru)(ru)劑(ji)加到原(yuan)(yuan)油(you)(you)(you)乳(ru)(ru)(ru)狀(zhuang)液中以(yi)后,其(qi)分子(zi)會將(jiang)瀝青(qing)、石蠟及驅油(you)(you)(you)化學劑(ji)等表(biao)面(mian)(mian)(mian)活(huo)性(xing)物質(zhi)(zhi)(zhi)頂替出來,在油(you)(you)(you)-水(shui)(shui)界面(mian)(mian)(mian)形成(cheng)(cheng)一(yi)層新(xin)的(de)(de)(de)(de)混合界面(mian)(mian)(mian)膜。這層膜的(de)(de)(de)(de)強(qiang)度較低,從而使整個乳(ru)(ru)(ru)狀(zhuang)液處于(yu)(yu)不穩定(ding)狀(zhuang)態。并最終達(da)到破(po)乳(ru)(ru)(ru)的(de)(de)(de)(de)目的(de)(de)(de)(de)[10-11]。PAPEmn高的(de)(de)(de)(de)界面(mian)(mian)(mian)活(huo)性(xing)有利于(yu)(yu)其(qi)分子(zi)到達(da)油(you)(you)(you)-水(shui)(shui)界面(mian)(mian)(mian),取代原(yuan)(yuan)有的(de)(de)(de)(de)界面(mian)(mian)(mian)膜,達(da)到破(po)乳(ru)(ru)(ru)的(de)(de)(de)(de)目的(de)(de)(de)(de)。破(po)乳(ru)(ru)(ru)劑(ji)在溶(rong)液中的(de)(de)(de)(de)濃(nong)度越(yue)(yue)高,則被替換出的(de)(de)(de)(de)表(biao)面(mian)(mian)(mian)活(huo)性(xing)劑(ji)分子(zi)越(yue)(yue)多,油(you)(you)(you)-水(shui)(shui)界面(mian)(mian)(mian)張力下降越(yue)(yue)大,破(po)乳(ru)(ru)(ru)效果越(yue)(yue)好(hao),乳(ru)(ru)(ru)狀(zhuang)液越(yue)(yue)不容易形成(cheng)(cheng)。


PAPE11、PAPE12和(he)PAPE13是(shi)相(xiang)對(dui)分(fen)(fen)子(zi)質(zhi)量(liang)相(xiang)當、HLB值逐漸(jian)增(zeng)(zeng)大(da)(da)(da)(da),亦即其(qi)(qi)(qi)親(qin)水(shui)(shui)性(xing)逐漸(jian)增(zeng)(zeng)強的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)3個(ge)破(po)乳劑(ji)(ji)樣(yang)(yang)品。從表3還(huan)可以看出,在同(tong)(tong)(tong)樣(yang)(yang)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)破(po)乳劑(ji)(ji)濃(nong)度(du)(du)下,HLB值越大(da)(da)(da)(da)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)破(po)乳劑(ji)(ji)降(jiang)(jiang)低(di)(di)油(you)-水(shui)(shui)界(jie)(jie)(jie)面(mian)張力(li)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)幅(fu)度(du)(du)越大(da)(da)(da)(da),油(you)-水(shui)(shui)界(jie)(jie)(jie)面(mian)張力(li)越低(di)(di),甚至發(fa)生數(shu)量(liang)級(ji)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)變(bian)(bian)化(hua);而要(yao)(yao)將油(you)-水(shui)(shui)界(jie)(jie)(jie)面(mian)張力(li)降(jiang)(jiang)低(di)(di)至同(tong)(tong)(tong)樣(yang)(yang)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)水(shui)(shui)平,HLB值大(da)(da)(da)(da)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)破(po)乳劑(ji)(ji)所(suo)需要(yao)(yao)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)濃(nong)度(du)(du)則更低(di)(di),即其(qi)(qi)(qi)降(jiang)(jiang)低(di)(di)油(you)-水(shui)(shui)界(jie)(jie)(jie)面(mian)張力(li)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)效率越高。PAPE21、PAPE22和(he)PAPE23以及PAPE31、PAPE32和(he)PAPE332個(ge)系列的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)破(po)乳劑(ji)(ji)隨著HLB值的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)增(zeng)(zeng)大(da)(da)(da)(da)也表現(xian)出同(tong)(tong)(tong)樣(yang)(yang)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)規律(lv)。PAPE12、PAPE22和(he)PAPE32是(shi)保持HLB值相(xiang)當、相(xiang)對(dui)分(fen)(fen)子(zi)質(zhi)量(liang)逐漸(jian)增(zeng)(zeng)大(da)(da)(da)(da)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)3個(ge)破(po)乳劑(ji)(ji)樣(yang)(yang)品,隨著相(xiang)對(dui)分(fen)(fen)子(zi)質(zhi)量(liang)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)增(zeng)(zeng)大(da)(da)(da)(da),它們降(jiang)(jiang)低(di)(di)油(you)-水(shui)(shui)界(jie)(jie)(jie)面(mian)張力(li)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)能力(li)均(jun)有(you)所(suo)增(zeng)(zeng)強,但增(zeng)(zeng)強的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)幅(fu)度(du)(du)不大(da)(da)(da)(da),大(da)(da)(da)(da)體(ti)均(jun)在同(tong)(tong)(tong)一數(shu)量(liang)級(ji)內變(bian)(bian)化(hua)。PAPE13、PAPE23和(he)PAPE33是(shi)水(shui)(shui)溶性(xing)最(zui)好的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)一組破(po)乳劑(ji)(ji),隨著相(xiang)對(dui)分(fen)(fen)子(zi)質(zhi)量(liang)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)增(zeng)(zeng)大(da)(da)(da)(da),其(qi)(qi)(qi)降(jiang)(jiang)低(di)(di)油(you)-水(shui)(shui)界(jie)(jie)(jie)面(mian)張力(li)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)能力(li)也有(you)所(suo)增(zeng)(zeng)強,但增(zeng)(zeng)強幅(fu)度(du)(du)仍然不大(da)(da)(da)(da)。由此可見,在所(suo)研究的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)破(po)乳劑(ji)(ji)相(xiang)對(dui)分(fen)(fen)子(zi)質(zhi)量(liang)變(bian)(bian)化(hua)范圍內,相(xiang)對(dui)分(fen)(fen)子(zi)質(zhi)量(liang)變(bian)(bian)化(hua)對(dui)PAPEmn界(jie)(jie)(jie)面(mian)活性(xing)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)影響較小。

表3 PAPEmn的(de)相對分子質(zhi)量和HLB值對孤東二元(yuan)驅原(yuan)油體系(xi)油-水界面(mian)張(zhang)力(γ)的(de)影響(xiang)


2.4酚胺樹脂聚醚破乳(ru)劑(PAPEmn)對不同原(yuan)油體系(xi)油-水(shui)界面張(zhang)力的作用


目(mu)前,在勝利油(you)(you)(you)田的(de)(de)(de)現(xian)場開采中(zhong)有(you)(you)二(er)(er)次采油(you)(you)(you)即水(shui)(shui)(shui)(shui)驅(qu)(qu)(qu)(qu),也有(you)(you)三次采油(you)(you)(you)即二(er)(er)元驅(qu)(qu)(qu)(qu)技術(shu)。二(er)(er)元驅(qu)(qu)(qu)(qu)技術(shu)中(zhong)加入了表面(mian)活性劑(ji)和(he)聚合(he)物,采出(chu)液的(de)(de)(de)性質必然與水(shui)(shui)(shui)(shui)驅(qu)(qu)(qu)(qu)有(you)(you)所不同(tong),為此進一(yi)步考察了PAPEmn破(po)乳劑(ji)對二(er)(er)元驅(qu)(qu)(qu)(qu)原(yuan)(yuan)(yuan)油(you)(you)(you)和(he)水(shui)(shui)(shui)(shui)驅(qu)(qu)(qu)(qu)原(yuan)(yuan)(yuan)油(you)(you)(you)體(ti)(ti)系(xi)的(de)(de)(de)動態(tai)油(you)(you)(you)-水(shui)(shui)(shui)(shui)界(jie)面(mian)張(zhang)力(li)的(de)(de)(de)影響,結果(guo)列于表4。PAPEmn系(xi)列破(po)乳劑(ji)不僅能有(you)(you)效降(jiang)低二(er)(er)元驅(qu)(qu)(qu)(qu)原(yuan)(yuan)(yuan)油(you)(you)(you)體(ti)(ti)系(xi)的(de)(de)(de)油(you)(you)(you)-水(shui)(shui)(shui)(shui)界(jie)面(mian)張(zhang)力(li),同(tong)樣也能降(jiang)低水(shui)(shui)(shui)(shui)驅(qu)(qu)(qu)(qu)原(yuan)(yuan)(yuan)油(you)(you)(you)體(ti)(ti)系(xi)的(de)(de)(de)油(you)(you)(you)-水(shui)(shui)(shui)(shui)界(jie)面(mian)張(zhang)力(li)。以破(po)乳劑(ji)PAPE33為例,其降(jiang)低二(er)(er)元驅(qu)(qu)(qu)(qu)原(yuan)(yuan)(yuan)油(you)(you)(you)體(ti)(ti)系(xi)的(de)(de)(de)油(you)(you)(you)-水(shui)(shui)(shui)(shui)界(jie)面(mian)張(zhang)力(li)遠勝于降(jiang)低水(shui)(shui)(shui)(shui)驅(qu)(qu)(qu)(qu)原(yuan)(yuan)(yuan)油(you)(you)(you)體(ti)(ti)系(xi)的(de)(de)(de)油(you)(you)(you)-水(shui)(shui)(shui)(shui)界(jie)面(mian)張(zhang)力(li),其他8個(ge)破(po)乳劑(ji)也表現(xian)出(chu)同(tong)樣的(de)(de)(de)規律。二(er)(er)元驅(qu)(qu)(qu)(qu)原(yuan)(yuan)(yuan)油(you)(you)(you)中(zhong)殘留少量的(de)(de)(de)驅(qu)(qu)(qu)(qu)油(you)(you)(you)表面(mian)活性劑(ji),正是這(zhe)些(xie)殘留表面(mian)活性劑(ji)與破(po)乳劑(ji)間產生(sheng)了協同(tong)作(zuo)用,從而導(dao)致二(er)(er)元驅(qu)(qu)(qu)(qu)原(yuan)(yuan)(yuan)油(you)(you)(you)體(ti)(ti)系(xi)的(de)(de)(de)油(you)(you)(you)-水(shui)(shui)(shui)(shui)界(jie)面(mian)張(zhang)力(li)低于水(shui)(shui)(shui)(shui)驅(qu)(qu)(qu)(qu)原(yuan)(yuan)(yuan)油(you)(you)(you)體(ti)(ti)系(xi)的(de)(de)(de)。

表4加入酚(fen)胺樹脂(zhi)聚(ju)醚破乳劑的不同(tong)原油體系(xi)的穩態油-水界面張力(li)(γ)


3結論


(1)在實驗范圍內(nei),9種(zhong)PAPEmn破(po)乳(ru)劑均能(neng)夠有效降(jiang)低孤東(dong)二元驅原油(you)體系油(you)-水(shui)界面張力(li),而且其降(jiang)低油(you)-水(shui)界面張力(li)的能(neng)力(li)要顯著強于一些常規破(po)乳(ru)劑。


(2)PAPEmn破乳劑(ji)的(de)相對(dui)分子質量(liang)和(he)HLB值(zhi)對(dui)其界(jie)(jie)面活性有(you)明顯(xian)影(ying)響,其中HLB值(zhi)對(dui)界(jie)(jie)面活性的(de)影(ying)響更為顯(xian)著;隨著HLB值(zhi)的(de)增(zeng)大,油-水(shui)界(jie)(jie)面張力迅速下降(jiang),破乳劑(ji)降(jiang)低油-水(shui)界(jie)(jie)面張力的(de)能力和(he)效率均有(you)所增(zeng)強。


(3)溫度對所研究的酚胺樹脂類破乳劑的界(jie)(jie)面活(huo)性影響(xiang)較(jiao)(jiao)為顯(xian)著。隨著溫度升高,油-水界(jie)(jie)面張(zhang)力逐(zhu)漸增大,表明從(cong)界(jie)(jie)面活(huo)性角度考慮該系(xi)列(lie)的破乳劑較(jiao)(jiao)適宜在(zai)低溫下使用。


PAPEmn破乳(ru)(ru)劑較高的(de)界面(mian)(mian)(mian)活性(xing)有利于破乳(ru)(ru)劑分子(zi)擴散至(zhi)乳(ru)(ru)狀(zhuang)液液珠界面(mian)(mian)(mian),頂替油(you)-水界面(mian)(mian)(mian)上的(de)瀝青質、石蠟及三次(ci)采油(you)驅油(you)表面(mian)(mian)(mian)活性(xing)劑等界面(mian)(mian)(mian)活性(xing)物(wu)質,在油(you)-水界面(mian)(mian)(mian)形成(cheng)一層(ceng)新的(de)強度(du)較弱的(de)混合界面(mian)(mian)(mian)膜,從(cong)而使乳(ru)(ru)狀(zhuang)液處(chu)于不穩定狀(zhuang)態并最(zui)終達到破乳(ru)(ru)的(de)目的(de)。



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

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——結果與討論、結論