石油羧酸鹽重烷基苯磺酸鹽堿復(fù)配體系吸附重烷基苯磺酸鹽的研究

石油羧酸鹽重烷基苯磺酸鹽堿復(fù)配體系吸附重烷基苯磺酸鹽的研究

石油酸鹽是一種新型的驅(qū)油劑，通過(guò)氧化和肥皂（op）形成，也被稱(chēng)為石油酸鹽（op）。本文作者之一對(duì)石油羧酸鹽表面活性劑的合成及其性質(zhì)進(jìn)行了大量的研究1藥物和實(shí)驗(yàn)方法1.1理化性質(zhì)和有機(jī)物含量本實(shí)驗(yàn)中采用的POS-2、POS-4為大慶原油的餾份油液相氧化所得烴液相氧化產(chǎn)物皂化后生成的石油氧化皂,羧酸鹽含量分別為9.07%,9.32%,總有機(jī)物含量分別為36.54%,36.64%。ORS-41為美國(guó)Witco公司生產(chǎn)的重烷基苯磺酸鹽,有效物含量為50%。十六烷基三甲基溴化銨(CTMAB)、氯化十六烷基吡啶鹽(CPC)、OP-7、OP-10、OP-30、Tween-20、Tween-80、螯合劑B為化學(xué)純?cè)噭aOH、C1.2界面張力的測(cè)定界面張力用美國(guó)Texas-500型旋滴界面張力儀測(cè)定,測(cè)量溫度45℃,除特別說(shuō)明外,界面張力值均為穩(wěn)定值。采用“二步滴定方法”測(cè)定重烷基苯磺酸鹽和石油氧化皂的含量。第一步用百里酚藍(lán)-次甲基藍(lán)(TB+MB)混合指示劑法2結(jié)果2.1有醇(乙醇)混合醇/小醇(領(lǐng)域)動(dòng)態(tài)界面張力圖1為加入助劑醇(C從圖2可以看出,實(shí)驗(yàn)體系1界面張力達(dá)到平衡約需70min,而加入乙醇或正丙醇的實(shí)驗(yàn)體系1界面張力達(dá)到平衡約需50min。POS-2/ORS-41/NaOH體系中加有醇(乙醇或正丙醇)時(shí),動(dòng)態(tài)界面張力更為顯著,達(dá)到平均所需的時(shí)間縮短,且能很長(zhǎng)時(shí)間維持超低值。表1為1∶1的乙醇、正丙醇混合醇/POS-2/ORS-41/NaOH復(fù)配體系所達(dá)到的超低界面張力值。從表中可以看出:當(dāng)POS-2∶ORS-41∶混合醇質(zhì)量比為24∶8∶1時(shí),超低界面張力出現(xiàn)在POS-2濃度0.6～6.0g/L、NaOH濃度2.5～12g/L的范圍。2.2ctmab對(duì)創(chuàng)新術(shù)后模擬界面活性的影響圖3為不同濃度十六烷基三甲基溴化銨(CTMAB)和氯化十六烷基吡啶鹽(CPC)對(duì)POS-4界面活性的影響示意圖,從圖中可以看出:CTMAB僅在0.6～0.8g/L濃度范圍內(nèi)能改善POS-4/堿體系的界面活性,界面張力(2.3tween類(lèi)非離子表面活性劑對(duì)平臺(tái)體系界面活性的影響圖4和圖5考察了不同濃度OP-7、OP-10、OP-30和Tween-20、Tween-80對(duì)POS-2/NaOH體系界面活性的影響,發(fā)現(xiàn)只要在POS-2/堿體系中加入OP類(lèi)和Tween類(lèi)非離子表面活性劑,體系的界面活性不但得不到改善,反而變差,不能產(chǎn)生超低2.4復(fù)配體系中表面活性劑的吸附行為圖6給出了3種體系中的表面活性劑在油砂上的吸附量隨液固比的變化。從圖中可以明顯地看出:表面活性劑從單一體系中的吸附量高于從復(fù)配體系中的吸附量;各體系中表面活性劑POS-2和ORS-41的吸附等溫線(xiàn)基本符合Langmuir吸附規(guī)律;當(dāng)液固比為40∶1時(shí),吸附達(dá)到飽和狀態(tài)。3結(jié)果的討論3.1效果的關(guān)系關(guān)于平衡界面張力和動(dòng)態(tài)界面張力與驅(qū)油效果的關(guān)系有不同的認(rèn)識(shí)。Taylor等采用一種氧乙基硫酸鹽類(lèi)表面活性劑與堿配制的二元復(fù)合體系進(jìn)行了原油驅(qū)替實(shí)驗(yàn)研究3.2陽(yáng)離子表面活性劑對(duì)復(fù)配體系的影響陰離子表面活性劑與陽(yáng)離子表面活性劑之間的相互作用很強(qiáng),在混合溶液中很容易形成結(jié)構(gòu)緊密的混合膠束,在溶液表面或界面上發(fā)生吸附。但從圖4中看出,并不是在POS-4/NaOH體系中加入陽(yáng)離子表面活性劑就一定能改善體系的界面活性,陽(yáng)離子表面活性劑與POS-4應(yīng)按最佳比例復(fù)配。當(dāng)CTMAB、CPC與POS-4的復(fù)配比例不處于最佳范圍時(shí),CTMAB和CPC對(duì)POS-4/NaOH體系有毒害作用。處于最佳比例范圍的CTMAB和CPC與POS-4的復(fù)配體系,其界面活性也遠(yuǎn)不如ORS-41或助劑醇與POS-2的復(fù)配體系。另外,陽(yáng)離子型與陰離子型表面活性劑復(fù)配物有產(chǎn)生沉淀的趨勢(shì),這不僅會(huì)降低體系的界面活性,產(chǎn)生的沉淀還會(huì)在油藏中造成堵塞。3.3op類(lèi)和tween類(lèi)非離子表面活性劑的協(xié)同作用從OP類(lèi)和Tween類(lèi)非離子表面活性劑對(duì)POS-2/NaOH體系界面活性的影響中,可以得到聚氧乙烯型非離子表面活性劑對(duì)石油氧化皂的影響規(guī)律:隨聚氧乙烯鏈的增長(zhǎng),非離子表面活性劑對(duì)POS體系界面活性的毒害作用增大。OP類(lèi)和Tween類(lèi)非離子表面活性劑所含的聚氧乙烯鏈,在水溶液中呈曲折形,在混合體系中具有屏蔽作用和空間位阻效應(yīng)。屏蔽作用可以減少離子端電荷間的靜電斥力,有利于形成結(jié)構(gòu)較緊密的混合膠束,使復(fù)配體系表面活性增大;空間位阻效應(yīng)則不利于形成結(jié)構(gòu)緊密的混合膠束,使復(fù)配體系的界面活性變差,不能形成較緊密的混合膠束結(jié)構(gòu)。能形成較緊密的混合膠束結(jié)構(gòu),則體系的界面活性好;否則,體系的界面活性差。從實(shí)驗(yàn)結(jié)果來(lái)看,這兩類(lèi)非離子表面活性劑中的聚氧乙烯鏈不利于復(fù)配體系形成較緊密的混合膠束結(jié)構(gòu)。因此加入非離子表面活性劑使陰離子表面活性劑(POS-2)體系的界面張力升高。3.4種表面活性劑在不同濃度復(fù)配體系中的吸附量表面活性劑在固體顆粒表面的吸附量因固體表面吸附活性位置與表面活性劑分子之間的作用力不同而不同。單一POS-4和ORS-41體系中的POS-4和ORS-41的吸附量,明顯高于相同濃度復(fù)配體系中POS-4和