實驗四堿在原油中的乳化作用

1、中國石油大學（油田化學）實驗報告實驗日期： 2010·10·14 成績： 班級： 應(yīng)1 姓名：PDJ同組者 教師： 實驗四 堿在原油乳化中的作用一、 實驗?zāi)康?、 觀察堿與原油混合后的乳化現(xiàn)象。2、 學會用不穩(wěn)定系數(shù)法確定使原油乳化的最佳堿濃度范圍。二、 實驗原理堿（例如NaOH）可與原油中的酸性成分（例如環(huán)烷酸）反應(yīng)，生成表面活性物質(zhì)。這些表面活性物質(zhì)可使原油乳化形成水包油（O/W）乳狀液。水包油乳狀液的形成與穩(wěn)定性對于堿驅(qū)和稠油乳化降粘是重要的，例如堿驅(qū)中乳化-攜帶、乳化-捕集、自發(fā)乳化等機理的發(fā)生，稠油乳化降粘中原油乳化分散機理的發(fā)生都是以水包乳狀液的形成為前提條件的

2、。堿濃度是影響堿對原油乳化作用的重要因素。堿濃度低時，堿與原油反應(yīng)生成的活性物質(zhì)少，不利于乳狀液的穩(wěn)定。若濃度過高，一方面，堿可使原油中碳鏈較長的弱酸反應(yīng)生成親油的活性物質(zhì)，這些親油的活性物質(zhì)可抵消親水活性物質(zhì)的作用，不利于水包油乳狀液的穩(wěn)定，同時，過量的堿具有鹽的作用，也不利于水包油乳狀液的穩(wěn)定，因此，只有合適的堿濃度范圍，堿才能與原油作用形成穩(wěn)定的水包油乳狀液。乳狀液的穩(wěn)定性可用不穩(wěn)定系數(shù)（USI）表示。不穩(wěn)定系數(shù)：USI=0tV(t)dtt式中： USI不穩(wěn)定系數(shù)，ml V（t）乳化體系分成水體積與時間的變化函數(shù) t乳化體系靜止分離的時間，min從定義式可以看出，不穩(wěn)定系數(shù)越小，乳化液的

3、穩(wěn)定性越好。三、 儀器與藥品1、 儀器電子天平（感量0.001g）、10ml具塞刻度試管、秒表、滴管、試管架。2、 藥品氫氧化鈉、原油、蒸餾水四、實驗步驟1、取10ml具塞刻度試管7支，分別加入0.01、0.008、0.005、0.001、0.0005、0.0001的氫氧化鈉溶液5ml，分別用滴管準確加入原油5ml，蓋上試管塞子，每支試管各上下震蕩30次。2、將震動后的試管立即垂直放置在試管架上，同時開始計時，并每隔30min記錄一次試管中分出水的體積（若分出水的速度較快，每隔1min記錄一次），共記錄30min。五、實驗數(shù)據(jù)處理表1 分出水體積隨時間變化記錄表%(NaOH)123456789

4、10USI/mL0.01t(s)0100150210270390510930141018303.0195v(ml)00.250.550.81.21.852.43.43.74.050.008t(s)018036054072090010801260144018503.3622v(ml)00.350.91.652.22.652.93.23.33.40.005t(s)018036054072090010801260144018002.9911v(ml)00.090.20.61.21.82.22.42.730.001t(s)018036054072090010801260144018000.0288v(

5、ml)00000.010.010.010.020.020.030.0005t(s)018036054072090010801260144018000.0389v(ml)0000.010.010.020.020.030.030.040.0001t(s)018036054072090010801260144018004.6225v(ml)00.11.32.22.52.853.13.553.754.80t(s)060120180240300330390540180025.0669v(ml)00.150.250.61.42.63.84.44.95圖1 NaOH各濃度下乳化液隨時間分出水的體積變化圖分別

6、對各濃度下的NaOH乳化作用中，分出水體積隨時間的變化曲線進行擬合：0.01：時間（s）通過軟件擬合得到NaOH濃度為0.01時，其表達式V（t）：V=-0.24517+0.00649 t-3.47357E-6t2+6.54645E-10 t3則：USI= 0tV(t)dtt =-0.24517t+0.003245 t2-1.157857E-6t3+1.6366E-10 t4|018001800=3.01950.008：通過軟件擬合得到NaOH濃度為0.008時，其表達式V（t）：V =-0.01917+0.00141 t+5.20071E-6 t2-4.98056E-9 t3+1.24216

7、E-12 t4則：USI= 0tV(t)dtt =-0.01917t+0.00141 t2+5.20071E-6 t3-4.98056E-9 t4+1.24216E-12 t5|018001800=3.36220.005:通過軟件擬合得到NaOH濃度為0.005時，其表達式V（t）：V =-0.04412+8.57724E-5 t+3.04711E-6 t2-1.19887E-9 t3則：USI= 0tV(t)dtt =-0.04412t+8.57724E-5 t2+3.04711E-6 t3-1.19887E-9 t4|018001800=2.99110.001:通過軟件擬合得到NaOH濃度

8、為0.001時，其表達式V（t）：V =-2.72858E-4-4.23521E-6 t+2.17956E-8 t2-5.80622E-12t3則：USI= 0tV(t)dtt =-2.72858E-4t-4.23521E-6 t2+2.17956E-8 t3-5.80622E-12t4|018001800=0.02880.0005:通過軟件擬合得到NaOH濃度為0.0005時，其表達式V（t）：V =-8.98918E-4+2.1395E-6 t+2.82303E-8 t2-9.50637E-12 t3則：USI= 0tV(t)dtt =-8.98918E-4t+2.1395E-6 t2+2

9、.82303E-8 t3-9.50637E-12 t4|018001800=0.03890.0001:通過軟件擬合得到NaOH濃度為0.0001時，其表達式V（t）：V=-0.30785+0.00542 t-2.82465E-6 t2+7.41805E-10 t3則：USI= 0tV(t)dtt =-0.30785t+0.00542 t2-2.82465E-6 t3+7.41805E-10 t4|018001800=4.62250:通過軟件擬合得到NaOH濃度為0時，其表達式V（t）：Y =-0.50153+0.00958 t+2.56926E-6 t2則：USI= 0tV(t)dtt =-0

10、.50153t+0.00958 t2+2.56926E-6 t3|018001800=25.0669圖2 NaOH各濃度下的不穩(wěn)定系數(shù)圖由圖像可以看出，加入堿后具有明顯的乳化作用，但其濃度應(yīng)保持在一定范圍，濃度過低過高其不穩(wěn)地系數(shù)都偏高不利于乳化液的穩(wěn)定。六、 思考題1、 為什么堿質(zhì)量分數(shù)過高過低都不能形成穩(wěn)定的水包油乳狀液？答：堿濃度低時，堿與原油反應(yīng)生成的活性物質(zhì)少，不利于乳狀液的穩(wěn)定。若濃度過高，一方面，堿可使原油中碳鏈較長的弱酸反應(yīng)生成親油的活性物質(zhì)，這些親油的活性物質(zhì)可抵消親水活性物質(zhì)的作用，不利于水包油乳狀液的穩(wěn)定，同時，過量的堿具有鹽的作用，也不利于水包油乳狀液的穩(wěn)定。2、 原油酸值的高低對堿與原油的乳化作用有何影響？答：因為堿在原油中的乳化作用是通過堿同原油中的石油酸反應(yīng)生成親油的活性物質(zhì)這些親油的活性物質(zhì)可抵消親水活性物質(zhì)的作用，若原油酸值過高，生成的這種親油的活性物質(zhì)過多不利于水包油乳