文远的博客网

目录:
1 表面活性剂的基本结构、性质和作用
2 在稠油乳化降粘开采中的应用与探讨
3 在油井缓蚀中的应用与探讨
4 在原油破乳和污水处理中的应用与探讨
5 结论


前言
在油田化学中应用最为广泛的是表面活性剂和聚合物两大类化学物质。本文主要谈了表面活性剂的基本原理和在孤岛油田的开发中几个方面的应用情况。
第一部分介绍了表面活性剂的基本结构、性质和作用，第二部分介绍了近几年来孤岛油田在稠油乳化降粘开采、油井缓蚀、原油破乳及污水处理三个方面的研究与应用情况，以及相关问题的探讨。第三部分提出了油田化学近期的重点工作。

1 表面活性剂的基本结构、性质和作用
1.1 表面活性剂的定义及结构分类
1.1.1 表面活性剂的定义
在低浓度下吸附于体系的两相界面上，改变界面性质，显著降低界面张力，并通过改变体系界面状态，从而产生润湿反润湿、乳化与破乳、起泡与消泡、以及在较高浓度下产生增溶的物质，称之为表面活性剂。
如：浓度为0.1％的油酸钠的水溶液即可将水的表面张力自72mN/m降至25mN/m左右。
1.1.2 表面活性剂的分子结构
表面活性剂的分子结构是由非极性的亲油基和极性的亲水基两部分组成的。
亲油基一般是石蜡烃基、烷基苯基、聚氧丙稀链 －CH2－CH－O－，碳氟链和硅烷链等；
而亲水基一般则是－COOM、—SO3M、和聚氧乙烯链（－CH2－CH2－O－）n等。
这样在一个分子中既有亲油基，又有亲水基，即构成了表面活性剂分子的“两亲性”。
1.1.3 表面活性剂的分类
（1） 按离子型分类


表面活性剂分类表 表1
阴离子表面活性剂 阳离子表面活性剂 两性表面活性剂 非离子表面活性剂
R－COONa 羧酸盐 R－NH2.HCl 伯胺盐 R－NH CH2CH2COOH 氨基酸型 R－O－（CH2CH2O）n－H 聚氧乙烯型
R－OSO3Na 硫酸酯盐 R－N（CH3）H.HCl 仲胺盐 RN＋（CH3）2－CH2COO－ 甜菜碱型 R－COOCH2C（CH2OH）3 多元醇型
R－SO3Na 磺酸盐 R－N（CH3）2.HCl 叔胺盐
R－OPO3Na2 磷酸酯盐 R－N（CH3）3.Cl－ 季胺盐

1.1.3.2 按溶解性分类
水溶性表面活性剂和油溶性表面活性剂两大类，前者占大多数。
1.1.3.3 按分子量分类
分子量大于10000者称为高分子表面活性剂，分子量在1000～10000的成为中分子表面活性剂，分子量在100～1000的称为低分子表面活性剂。
常用的表面活性剂大都是低分子表面活性剂。中分子表面活性剂有，聚醚型的，在工业上占有特殊的位置。高分子表面活性剂的表面活性并不突出，但在乳化、增溶特别是分散或絮凝性能上有独到之处，很有发展前途。
1.1.3.4按用途分类
表面活性剂按用途可分为表面张力降低剂、渗透剂、润湿剂、乳化剂、增溶剂、分散剂、絮凝剂、起泡剂、消泡剂、杀菌剂、抗静电剂、缓蚀剂、防水剂、织物整理剂、匀染剂等。此外还有有机金属表面活性剂、含硅表面活性剂、含氟表面活性剂和反应性特种表面活性剂。

1.2 表面活性剂的基本性质
1.2.1界面吸附
由于表面活性剂是一个两亲性物质，它溶于水后，亲油链有“逃逸”水的倾向，把表面活性剂分子拉向溶液的表面，产生定向吸附，亲油链朝向气相，亲水头浸没于水相中。表面活性剂分子这种向表面“富集”的结果，改变了表面性质，对溶液产生一系列的作用。
表面活性剂在界面上的吸附与溶液浓度、界面张力之间存在一定的关系，可以用Gibbs吸附公式表示：
Γ＝－（RT）-1（dσ/dlnα）
时中：Γ为吸附量，mol/103m2
R为通常气体常数，T为绝对温度，K；σ为表面张力，mN/m；α为溶液的活度。
（dσ/dlnα）为负值时，Γ>0，这种吸附为正吸附，说明溶质在表面层中的浓度大于溶液内部的浓度。所以的表面活性剂在表面层都产生正吸附。
1.2.2降低界面张力
表面张力就是使液体表面尽量缩小的力。也可认为是作用于液体分子间的凝聚力，由液体表面分子和液体体相分子受力不均匀所致。在恒温恒压组分下，体系形成一单位面积新表面所消耗的功等于体系自由能的增加，即：d G = σ d A
因此 σ =（dG/dA）T，P
表面活性剂水溶液的表面张力与一般无机盐或低分子的醇类、酸类均有所不同。其在低浓度时能显著的降低水溶液表面张力，至一定浓度后，表面张力趋于定值。
溶液中溶质分子与溶剂分子间存在分子吸引力。当溶剂分子与溶质分子间的吸引力小于溶剂分子本身的吸引力，溶质分子从体相进入表面层所克服的吸引力就小，亦即所耗功小，溶质易进入表面层，因而溶液的表面张力降低。
1.2.3临界胶束浓度（CMC）
溶液中表面活性剂浓度达到某一范围后，其许多物理化学性质如渗透压、电导率、表面张力、增溶性、去污力均发生突变。所以如此，一般认为由于形成胶束的缘故，这时非极性烃链借分子作用力相互吸引，而将极性基团朝向水相，缔合成为聚集物，即形成胶团。溶液性质发生

我干了十多年的技术工作，虽然也没有干出什么明堂，但也积累了一定的经验，特别是对油田开发中存在的问题比较了解。同时我的工作面比较广，曾经研究过的课题可能逐渐忘却了，因此要把一些比较有用的资料保存下来，包括我曾经发表的论文。考虑到技术资料的敏感性，大部分进行隐藏，还望见谅。

[face28]