论文部分内容阅读
随着人类社会的不断发展,石油在政治经济生活中发挥着愈来愈重要的作用。人们采取了很多措施来提高原油采收率,这使得原油乳状液越来越稳定,原油破乳愈加困难。目前人们主要致力于聚醚改性硅油破乳剂的研究,却鲜有学者将长链烷基丙烯酸酯和含氟单体接入到聚醚改性硅油中,并对其溶液性质及破乳性能进行研究。本课题基于原油乳状液破乳难状况,制备出适用于多种原油体系的高效、清洁破乳剂。首先以聚醚(FB1000)为亲水单体,含氢硅油(PHM S)和长链烷基酯(丙烯酸十六酯、丙烯酸十八酯)为疏水单体,以氯铂酸为催化剂,在反应温度95℃、反应时间7 h下,制备出两亲性接枝状表面活性剂(PEH、PES)。利用傅里叶红外光谱(FT-IR)和核磁共振氢谱(1H-NMR)对产物的结构进行表征;探讨其在水溶液中胶束的尺寸及分布;分析了疏水基团和含量对表面活性剂最低表面张力(Ycmc)和临界胶束浓度(CMC)的影响;并对表面活性剂溶液的吸附现象及其在溶液中的聚集行为进行研究。结果表明:该反应得到了预期结构的产物;随着长链烷基酯的增加,聚合物PEH胶束平均粒径从100.5 nm增至242.9 nm, PES从152.6 nm增至329.1 nm,粒度分散系数均呈增大趋势;聚合物PEH和PES的Ycmc和CMC均先减小后增大,其中PEH4的γCMC最低可达22.08 mN/m,CMC可低至0.458 g/L;PES3的Ycmc和CMC分别低至21.84 mN/m和0.447 g/L;聚合物PEH及PES分子在表面的吸附量(Γ)均先增加后减小,吸附平均面积(A)呈相反趋势;聚合物PEH及PES的临界缔合浓度(CAC)与CMC变化趋势相似。然后分别制备了系列全氟丁基乙基丙烯酸酯(TEAc-4)、聚醚改性硅油的表面活性剂(PEFB)和全氟己基乙基丙烯酸酯(TEAc-6)、聚醚改性硅油的表面活性剂(PEFH)。利用上述表征手段对聚合物的结构及溶液性能进行测试。结果表明:该反应得到了预期结构的产物;聚合物的平均粒径随含氟单体增加而增大,聚合物PEFB胶束的胶束粒径从71.2 nm增至282.5 nm, PEFH从63.86 nm增至162.2 nm;聚合物PEFB和PEFH的Ycmc和CMC先减小后升高,其中PEFB3的CMC和Ycmc分别低至0.373 g/L和21.40 mN/m, PEFH3的CMC和Ycmc分别低至21.26 mN/m和0.355g/L;聚合物PEFB及PEFH溶液的r先增大后减小,A与之相反,CAC的变化趋势与CMC类似。经氟改性后聚合物具有更高的表面活性。最后采用瓶试法探究了上述表面活性剂对河庄坪和定边原油乳状液破乳效果的影响,并对复配后破乳剂浓度、温度、pH值和矿化度的破乳性能进行评价。结果表明:上述制备聚合物对原油均有一定的破乳效果,其中PEFB3破乳剂对两种原油破乳率可达62%和56%。复配后原油乳状液破乳率大幅提高,当PEFB2:L61=2:1时,河庄坪原油破乳率可达85%,定边原油破乳率达83%;三元复配破乳剂PEFB2-L61-M(PEFB2:L61:M=4:2:1)对两种原油破乳率高达98%和95%。另外对破乳剂PEFB2-L61-M进行性能评价,发现破乳剂PEFB2-L61-M对两种原油均具有良好的破乳性和一定的耐酸碱、耐盐性,适用范围较广。