合作客戶/
拜耳公司 |
同濟(jì)大學(xué) |
聯(lián)合大學(xué) |
美國(guó)保潔 |
美國(guó)強(qiáng)生 |
瑞士羅氏 |
相關(guān)新聞Info
-
> ?氧化石墨烯基復(fù)合膜材料的制備方法、應(yīng)用開發(fā)及前景
> 電弧增材制造過程中熔池的形成與演變受哪些因素影響？
> 雙內(nèi)凹結(jié)構(gòu)表面可實(shí)現(xiàn)對(duì)低表面張力液體的穩(wěn)固超排斥
> 中心對(duì)稱分子稀土夾心雙酞菁銩LB膜制備及二次諧波產(chǎn)生機(jī)制
> 桐油基衍生物鈉鹽的表面張力、CMC值測(cè)定、乳液穩(wěn)定性、固化膜性能測(cè)試（二）
> 巖液作用后海陸過渡相頁巖表面張力變化研究
> 棕櫚酸酯淀粉糊液理化性質(zhì)及替代洗衣粉配方中的LAS去污系數(shù)研究（三）
> 基于界面張力消失法計(jì)算CO2-原油最小混相壓力
> 豬肉、雞肉和魚肉肌漿蛋白油-水界面性質(zhì)、氨基酸組成、蛋白質(zhì)構(gòu)象研究（三）
> 不同溫度下可溶解聚乙二醇低共熔溶劑的密度、電導(dǎo)率、表面張力等性質(zhì)（一）
推薦新聞Info
-
> 超低界面張力下重油-水兩相垂直流動(dòng)型態(tài)實(shí)驗(yàn)研究與圖版預(yù)測(cè)（四）
> 超低界面張力下重油-水兩相垂直流動(dòng)型態(tài)實(shí)驗(yàn)研究與圖版預(yù)測(cè)（三）
> 超低界面張力下重油-水兩相垂直流動(dòng)型態(tài)實(shí)驗(yàn)研究與圖版預(yù)測(cè)（二）
> 超低界面張力下重油-水兩相垂直流動(dòng)型態(tài)實(shí)驗(yàn)研究與圖版預(yù)測(cè)（一）
> 表面張力對(duì)機(jī)械結(jié)合面接觸載荷、真實(shí)接觸面積以及接觸剛度的影響規(guī)律（四）
> 表面張力對(duì)機(jī)械結(jié)合面接觸載荷、真實(shí)接觸面積以及接觸剛度的影響規(guī)律（三）
> 表面張力對(duì)機(jī)械結(jié)合面接觸載荷、真實(shí)接觸面積以及接觸剛度的影響規(guī)律（二）
> 表面張力對(duì)機(jī)械結(jié)合面接觸載荷、真實(shí)接觸面積以及接觸剛度的影響規(guī)律（一）
> 一種改進(jìn)的CSF模型：用于SPH流體仿真的光滑表面張力模擬（二）
> 一種改進(jìn)的CSF模型：用于SPH流體仿真的光滑表面張力模擬（一）
系列脂肪醇聚氧乙烯醚磺酸鹽表面活性劑制備、溶解性、表面張力及界面張力測(cè)定（一）
來源：石油化工 瀏覽 972 次 發(fā)布時(shí)間:2025-07-25
利用表面活性劑進(jìn)行化學(xué)驅(qū)油可大幅提高原油采收率，主要原理在于表面活性劑能較大程度地降低油水界面張力。脂肪醇醚磺酸鹽表面活性劑為非離子-陰離子復(fù)合型表面活性劑，其分子結(jié)構(gòu)中含有脂肪族碳鏈?zhǔn)杷?，以及氧乙烯基團(tuán)和磺酸基團(tuán)兩種親水基，不僅兼具很好的抗溫和抗鹽能力，且表面活性高、配伍性好、生物降解性能好，可用作高礦化度及高溫油藏的化學(xué)驅(qū)油劑，具有廣泛的應(yīng)用前景。國(guó)內(nèi)外有關(guān)脂肪醇聚氧乙烯醚磺酸鹽類表面活性劑合成的研究報(bào)道較多，但對(duì)環(huán)氧乙烷（EO）數(shù)為3的脂肪醇醚磺酸鹽表面活性劑性能的研究較少。
本工作以C14～18脂肪醇、EO和丙烷磺內(nèi)酯為原料合成了系列脂肪醇聚氧乙烯醚磺酸鹽表面活性劑，測(cè)試了表面活性劑的溶解性及其溶液的表面性質(zhì)，討論了臨盤油田地層水和CaCl2溶液對(duì)其表面性質(zhì)的影響，考察了表面活性劑分別與臨盤混合原油和正構(gòu)烷烴間的界面張力，得到了原油的等效烷烴碳數(shù)（EACN）。
1實(shí)驗(yàn)部分
1.1主要原料與儀器
十四醇、十六醇、十八醇：工業(yè)品，市售；EO、NaCl、丙烷磺內(nèi)酯、正辛烷、正癸烷、十二烷、十四烷、十六烷、十八烷：分析純，國(guó)藥集團(tuán)化學(xué)試劑有限公司。
臨盤油田地層水：中國(guó)石化勝利油田臨盤混合原油，其中Na++K+，Ca2+，Mg2+的含量分別為14 644.6，1 903.8，303.7 mg/L；Cl-，SO42-，HCO3-含量分別為25 878.5，960.6，427.1 mg/L；總礦化度44 118.4 mg/L，pH=6.8。
芬蘭Kibron公司生產(chǎn)的Delta-8全自動(dòng)高通量表面張力儀,dIFT雙通道動(dòng)態(tài)界面張力儀。
1.2產(chǎn)物的制備
EO數(shù)為6的C14脂肪醇聚氧乙烯醚（6）磺酸鹽（C14EO6S）、C16脂肪醇聚氧乙烯醚（6）磺酸鹽（C16EO6S）、C18脂肪醇聚氧乙烯醚（6）磺酸鹽（C18EO6S）：按文獻(xiàn)［1］報(bào)道的方法合成。
EO數(shù)為3的C14脂肪醇聚氧乙烯醚（3）磺酸鹽（C14EO3S）、C16脂肪醇聚氧乙烯醚（3）磺酸鹽（C16EO3S）、C18脂肪醇聚氧乙烯醚（3）磺酸鹽（C18EO3S）按文獻(xiàn)［1］報(bào)道的方法合成，產(chǎn)物經(jīng)兩相滴定法測(cè)定磺酸鹽含量，純度均達(dá)到95%以上。合成反應(yīng)見式（1）～（3）。
1.3產(chǎn)物的性能測(cè)試
1.3.1溶解性的測(cè)試
將表面活性劑用蒸餾水配成1%（w）溶液，測(cè)試溶液由渾濁變澄清時(shí)的溫度，即Krafft點(diǎn)。將表面活性劑溶于NaCl溶液中，置于30～70℃水浴中恒溫觀察其在NaCl溶液中的溶解情況。
1.3.2表面張力的測(cè)定
使用吊片法測(cè)定表面活性劑的表面張力。將重結(jié)晶后的表面活性劑用蒸餾水配制成質(zhì)量濃度分別為1，5，10，50，100，500，1 000，3 000 mg/L的溶液，根據(jù)表面張力與質(zhì)量濃度關(guān)系曲線的轉(zhuǎn)折點(diǎn)確定臨界膠束濃度（cmc）及到達(dá)cmc時(shí)的表面張力（γcmc）。再分別用模擬地層水或CaCl2溶液代替蒸餾水配制表面活性劑溶液并測(cè)得相應(yīng)的cmc和γcmc。
1.3.3界面張力的測(cè)定
將表面活性劑用模擬地層水配制成質(zhì)量濃度為3 000 mg/L的溶液，測(cè)定70℃下表面活性劑與原油的界面張力，并考察表面活性劑中的EO數(shù)對(duì)界面張力的影響。
2結(jié)果與討論
2.1表面活性劑的溶解性
C14EO3S，C16EO3S，C18EO3S表面活性劑的Krafft點(diǎn)分別為5，28，49℃，說明隨分子鏈中脂肪醇碳原子數(shù)（即疏水基鏈長(zhǎng)）的增加，表面活性劑的Krafft點(diǎn)升高。
表面活性劑在NaCl溶液中的溶解性見表1。從表1可看出，在實(shí)驗(yàn)溫度（30～70℃）內(nèi)，C14EO3S在不同NaCl含量的溶液中均具有較好的溶解性；C16EO3S在30℃的5.00%（w）NaCl溶液中出現(xiàn)渾濁現(xiàn)象，但隨溫度的升高，溶解性增強(qiáng)；C18EO3S的溶解性較差，當(dāng)溫度為30～40℃時(shí)，它在1.00%（w）的NaCl溶液中即開始出現(xiàn)渾濁現(xiàn)象，溶解性隨溫度的升高而逐漸增大，當(dāng)溫度升至60℃后僅在15.00%（w）的NaCl溶液中出現(xiàn)渾濁現(xiàn)象。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，脂肪醇聚氧乙烯醚（3）磺酸鹽表面活性劑中的脂肪醇碳原子數(shù)越少（碳原子數(shù)小于16），在鹽溶液中的溶解性越好。
表1表面活性劑在NaCl溶液中的溶解性
2.2表面性質(zhì)
表面活性劑分子的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)決定了其在水溶液界面（液-氣）上的吸附特性，其極性基團(tuán)指向水、非極性基團(tuán)則指向氣。應(yīng)用Gibbs公式可計(jì)算表面活性劑在單位溶液表面的最大飽和吸附量（Γmax），表面活性劑的表面性質(zhì)見表2。由表2可見，C14EO3S，C16EO3S，C18EO3S表面活性劑在蒸餾水中的cmc分別為100，50，10 mg/L，對(duì)應(yīng)的γcmc分別為29.12，33.86，34.59 mN/m。由此可見，表面活性劑在蒸餾水中的cmc隨疏水基鏈長(zhǎng)的增加而降低。這是因?yàn)椋阂环矫?，脂肪醇聚氧乙烯醚磺酸鹽表面活性劑中含有親水的EO基團(tuán)，其分子鏈呈鋸齒蜷曲形態(tài)排列，分子占據(jù)面積較大；另一方面，分子中的疏水基鏈長(zhǎng)的增加，導(dǎo)致疏水基團(tuán)的相互作用增強(qiáng)，對(duì)蜷曲的分子起到拉伸作用，同時(shí)會(huì)降低分子親水頭基面積，在這兩個(gè)相反作用中疏水基的相互吸引作用隨著疏水鏈長(zhǎng)度的增加而明顯增強(qiáng)，使得表面活性劑分子排列更緊密，易于形成膠束。但cmc對(duì)應(yīng)的γcmc則隨疏水基鏈長(zhǎng)的增加而略有增加。
脂肪醇聚氧乙烯醚磺酸鹽表面活性劑的Γmax隨疏水基鏈長(zhǎng)的增加而減小。這是因?yàn)椋杷滈L(zhǎng)的增加使表面活性劑分子在溶液表面所占的平均面積減小，分子間排列更加緊密。與文獻(xiàn)［1］報(bào)道的C14EO6S，C16EO6S，C18EO6S表面活性劑的表面性質(zhì)對(duì)比可看出，當(dāng)疏水基鏈長(zhǎng)相同時(shí)，隨EO數(shù)的增加，表面活性劑的cmc和其對(duì)應(yīng)的γcmc均呈增大的趨勢(shì)。原因在于，氧乙烯基團(tuán)具有弱親水性，隨EO數(shù)的增加，表面活性劑的親水性增強(qiáng)，即增加了表面活性劑在水中的溶解性，因而使得表面活性劑形成膠束所需的表面活性劑用量增大。
表2表面活性劑的表面性質(zhì)