多官能团表面活性剂合成及性能研究

发布时间：2017-12-24 02:07

本文关键词：多官能团表面活性剂合成及性能研究　出处：《西安石油大学》2017年硕士论文　论文类型：学位论文

【摘要】：随着我国油气开采难度的不断增大,表面活性剂在油气开发中的应用越来越受到重视,在泡沫钻井、天然气井排水、表面活性剂驱油等作业中广泛应用。本文合成了三个系列的表面活性剂,并分别对其进行了表界面张力评价、起泡能力评价和乳化能力评价。在此基础上,通过显微技术分别观察了所合成表面活性剂泡沫微观结构随时间的变化情况以及乳状液微观结构,揭示了不同表面活性剂泡沫的衰变机理以及乳状液液滴结构与乳状液稳定性之间的关系,概括如下:(1)以十二烷基苯磺酸钠(B0)和甲醛为原料,合成了系列表面活性剂B1-B4,它们在实验温度范围内均可以有效降低油水界面张力,其中B3可以将油水界面张力由0.7mN/m降低至0.1mN/m,在本系列表面活性剂中效果最好。B0-B4的最佳起泡浓度均为0.7%,温度对B0的起泡能力影响较大,B0-B4产生的泡沫,其衰变机理均为排液。B0-B4形成的乳状液颗粒均为球形,乳状液颗粒对乳状液的稳定性影响较大,乳状液颗粒越大,其稳定性越差。B4的泡沫在形成约5min时由球形变为多边形,而B0-B3的泡沫形成后不发生变化,始终为球形。B0-B4形成的乳状液30min后分层,从上往下依次是原油、乳状液、水。(2)以十二烷基硫酸钠(K0)和甲醛为原料,合成了系列表面活性剂K1-K4,K0-K4的最佳起泡浓度均为0.4%,温度、甲醇和无机盐对K1-K4的起泡能力影响较大,K1-K4产生的泡沫,其衰变机理均为排液,而K0则为气体扩散。在甲醇和无机盐的存在下,形成的泡沫会加速消失,但当甲醇浓度低于20%时,K1-K4形成的泡沫仍能稳定较长时间,当矿化度达到200g/L时,K4仍能产生350mL泡沫,说明其具有良好的抗盐性。K2的泡沫形成后不发生变化,始终为球形,而K0、K1、K3和K4的泡沫在形成5min后会由球形变为多边形。K0-K4乳化能力一般,形成的乳状液30min后会分层,从上往下依次是泡沫、原油、水。以上实验结果说明合成产物起泡能力较强,且具有一定的抗温、抗甲醇、抗盐能力,在石油石化工业上可以用于天然气井排水作业,具有一定的实际用途。(3)以油酸钠(Y0)和甲醛为原料,合成了系列表面活性剂Y1-Y4,在不同温度下具有非常优秀的降低油水界面张力,其中Y1-Y4在不同温度时均能将油水界面张力降低一个数量级,合成产物降低油水界面张力的能力很强,当浓度为1.0%时,Y1-Y4均能显著降低油水界面张力。当浓度为0.5%时,Y1即可将油水界面张力降低至0.001 mN/m,在浓度为1.0%时更是能够在30℃将油水界面张力降低至0.0001mN/m,而且当温度升高至60℃时仍然能将油水界面张力降低至0.002mN/m。Y0-Y4的最佳起泡浓度均为0.4%,温度对起泡能力影响较小,其产生的泡沫衰变机理均为排液。Y0-Y4形成的乳状液颗粒均为球形,乳状液颗粒对乳状液的稳定性影响较大,乳状液颗粒越大,其稳定性越差。Y0-Y4形成的乳状液30min后会分层,从上往下依次是原油、乳状液、水。以上实验结构均说明其具有优良的降低油水界面张力的能力,在石油石化行业上可用于采油作业,具有一定的实际用途。
【学位授予单位】：西安石油大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2017
【分类号】：TE39;TQ423

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