氧乙烯-氧丙烯链节对表面活性剂界面活性的影响

2016-09-16王东方中国石化胜利油田分公司勘探开发研究院山东东营257015

化工管理 2016年9期

王东方(中国石化胜利油田分公司勘探开发研究院,山东　东营　257015)

王东方(中国石化胜利油田分公司勘探开发研究院,山东东营257015)

研究了四种只含有氧丙烯链节和三种同时含有氧丙烯链节和氧乙烯链节的阴离子～非离子表面活性剂与桩西原油在55℃下的动态平衡界面张力与水相矿化度的关系。发现矿化度的增加有利于界面张力的降低，界面张力降到一定值后，随矿化度的增加界面张力又呈现增大的趋势；氧丙烯链增多，亲油性增强，动态平衡界面张力降低到最小值所需要的矿化度减小。通过引入氧丙烯链节和氧乙烯链节，可以起到调节表面活性剂亲水亲油平衡的目的。

阴离子～非离子表面活性剂；界面张力；氧乙（丙）烯链节

由于氧丙烯链节具有弱亲油性，且分子链中有一定分支，同时由电子密度匹配理论，分子中含有苯环的活性剂与油相的相容性更好，降低界面张力能力更强［1］。因此，合成了分子中带有苯环且同时含有氧丙烯链节和氧乙烯链节的非离子～阴离子表面活性剂，并对其界面活性进行了研究。

1　实验部分

1.1实验药品

9AS～n～0（n=3，5，7，9），9AS～n～4（n=0，2，6），氯化钠，丙酮，无水乙醇等。

9AS～n～m分子结构如下：

其中，M代表阴离子基团。

原油55℃下密度为0.9302 g·cm～3。

1.2实验仪器

仪器：Texa～500界面张力仪，Wzs～1型阿贝折光仪，石油密度计等。

2　结果与讨论

分别配制了9AS～n～0（n=3，5，7，9）为2g·L～1和9AS～n～4（n=0，2，6）为1g·L～1的溶液，测定了与原油在55℃条件下不同时间的界面张力。取60min时测得的界面张力作为动态平衡值进行比较，如图1和图2所示。

2.1矿化度的影响

由图1和图2可以看出，合成的7种表面活性剂界面张力随矿化度的逐渐增大，动态平衡界面张力都逐渐降到一个最低值，此后随矿化度的增大而增大。上述矿化度对表面活性剂界面张力的影响，主要是由于NaCl溶液的加入，屏蔽了离子头的电荷，压缩了表面活性剂离子层厚度，并破坏了亲水基周围的水化膜，抑制了其亲水性，使表面活性剂易于在界面层吸附，从而使界面张力下降；在特定矿化度下，在水相和油相中的表面活性剂的浓度相等，这时的界面张力达到最低值。当矿化度继续增大时，大部分表面活性剂进入油相，油～水界面吸附失去平衡，导致界面张力回升。

2.2氧丙烯链节的影响

由图1得出，随矿化度增加，界面张力逐渐降低并达到最低值，此后继续增加矿化度，表面活性剂界面张力又升高。可将界面张力最低时矿化度，称为表面活性剂的最佳矿化度。可以看出，对于9AS～n～0（n=3，5，7，9）四种亲油基相同的表面活性剂，随分子中氧丙烯链节长度增加，表面活性剂最佳矿化度依次降低，分别为100、80、70和60 g·L～1。同理，对氧乙烯链节数相同的表面活性剂9AS～n～4（n=0，2，6），随着氧丙烯链节长度增加，表面活性剂最佳矿化度也是依次降低的，分别为200、150和 100 g·L～1。说明氧丙烯链节具有弱亲油性质。通过引入氧丙烯链节，可以起到调节表面活性剂亲水亲油平衡的目的。

2.3氧乙烯链节的影响

通过图1和图2，要达最低界面张力所需的矿化度，对含有氧乙烯链节的要明显要高于不含氧乙烯链节的情况。如果氧乙烯链节的个数对界面张力没有影响，理论上来说，9AS～5～0对应的最佳盐含量应该在9AS～2～4和9AS～6～4对应的最佳盐含量100～150 g·L～1之间，实际上，其对应的最佳矿化度为80 g· L～1，氧乙烯链节的引入调节了表面活性剂的亲水亲油平衡性，使得亲水性增强，增加了界面张力达最低值时所对应的矿化度。