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嵌段聚醚型破乳剂AE-1和SP169与模拟油的界面张力测定

来源: 浏览 499 次 发布时间:2023-09-25

目前常见的破乳剂为环氧乙烷-环氧丙烷嵌段聚醚型破乳剂,为了寻找破乳效果更好的破乳剂,破乳剂结构与破乳效果关系的研究非常必要,以往的研究侧重于界面张力、界面膜强度等较为直观的研究方法。为简化影响原油乳状液界面性质的因素,本工作单独使用沥青质作为原油活性物质配制模拟油,选用两种典型的嵌段聚醚型破乳剂AE-1和SP169,测定破乳剂与模拟油的界面张力。


分配系数的测定


首先配制不同质量浓度(ρ=50,80,100,150,200 mg/L)的嵌段聚醚水溶液,分别测定35℃下的界面张力(γ),绘制γ-lnρ标准曲线。


在具塞试管中加入14.0 mL蒸馏水、6.0 mL模拟油,在一定温度下预热20 min后加入嵌段聚醚,使其在油水体系中的总质量浓度ρT=300 mg/L,每隔20 min摇晃具塞试管200次,2 h后立即取下层水过滤除油,测定界面张力,代入所得标准曲线中,计算得到的水相中嵌段聚醚的质量浓度(ρw)。分配系数(K)的计算见式(1):

式中,ρo为油相中嵌段聚醚的质量浓度,mg/L(ρo=ρT-ρw)。


两种嵌段聚醚对界面张力的影响


两种嵌段聚醚对油水界面张力的影响见图1。由图1可见,嵌段聚醚质量浓度越高,油水体系的界面张力越低;当嵌段聚醚质量浓度相同时,SP169破乳剂的界面张力均小于AE-1破乳剂。


界面张力降低的过程是油水体系中的表面活性剂分子间展开竞争吸附,最终在油水界面达到动态平衡的过程。随嵌段聚醚质量浓度的增大,体相中的嵌段聚醚分子浓度变大,扩散到界面附近的分子增多,与沥青质分子竞争吸附的能力也越强,使得吸附到界面上的嵌段聚醚分子越来越多,导致界面张力下降;当嵌段聚醚质量浓度相同时,SP169破乳剂的界面张力比AE-1破乳剂小,说明SP169破乳剂降低油水界面张力的能力更强。可能的原因是AE-1破乳剂作为支链型嵌段聚醚,它的空间位阻比直链型嵌段聚醚SP169破乳剂大,所以在油水界面上吸附的分子数目少,导致AE-1破乳剂降低界面张力的能力弱。

图1两种嵌段聚醚对油水界面张力的影响