精選表面活性劑期末論文

1、外表活性劑在石油工業(yè)中的應(yīng)用班別：10化本3班 學(xué)號(hào)：2023364330 姓名：王梅珍外表活性劑特定的分子結(jié)構(gòu)具有親水和憎水基團(tuán)賦予這類分子許多特性。外表活性劑能夠富集在液/液、液/氣和液/固界面，降低界面能，顯著改變界面的狀態(tài)和性質(zhì)。依用途而分，外表活性劑市場(chǎng)可以分為居室中應(yīng)用和居室外應(yīng)用兩大類。前者是外表活性劑的傳統(tǒng)市場(chǎng)，主要用于制造各種洗滌用品；后者是正在不斷開(kāi)拓的十分活潑的市場(chǎng)。二外表活性劑在能源和選礦工業(yè)中的應(yīng)用屬于居室外的應(yīng)用，因此前景十分廣闊。下面將粗略介紹外表活性劑在能源和選礦工業(yè)中的應(yīng)用。外表活性劑在石油工業(yè)中的應(yīng)用在鉆井泥漿中的應(yīng)用高分子外表活性劑是鉆將泥漿鉆井液中的重要

2、組成成分，對(duì)鉆井液的性能控制起著至關(guān)重要的作用。1鉆井液濾失性的調(diào)整劑據(jù)文獻(xiàn)報(bào)道，能顯著降低鉆井泥漿濾失量濾失性：鉆井液濾失量大小，與井壁所形成濾餅質(zhì)量有關(guān)。的多為高分子外表活性劑化合物，這類化合物都有吸附基和水化基，座位吸附基的主要有-OH、-COOH、-CONH2等，依靠氫鍵吸附在粘土粒子上；作為水化基的主要有-COO-、-SO3-等，能形成水化膜。2鉆井液流變性的調(diào)整劑表征鉆井液流變性的主要指標(biāo)有粘度、切應(yīng)力、動(dòng)塑比、流性指數(shù)和稠度系數(shù)。在鉆井過(guò)程中通常出現(xiàn)粘度、切應(yīng)力過(guò)大或過(guò)小問(wèn)題，需要在鉆井過(guò)程中不斷調(diào)整。外表活性劑對(duì)鉆井液流變性的作用主要表現(xiàn)在：外表活性劑通過(guò)形成降粘劑分散型降粘劑

3、和聚合物型降粘劑以降低鉆井液中網(wǎng)架結(jié)構(gòu)引起的粘度和切應(yīng)力。當(dāng)鉆井液的粘度過(guò)低時(shí)，就有必要提高鉆井液的粘度，此時(shí)不能依靠增加粘土含量，而是依靠參加增粘劑；下面以Na-CMC為代表說(shuō)明：25時(shí)Na-CMC的水溶液粘度不同，可劃分為低粘2%水溶液粘度 50mPas，中粘2%水溶液粘度為 50270mPas，高粘1%水溶液粘度為 400-500mPas等三種。前兩種作降失水劑用，后者作增粘劑用。他們引起增粘的作用歸納為三點(diǎn)：通過(guò)羥基使Na-CMC分子吸附在粘土離子外表，加上分子的水化基團(tuán)的水化膜增加粘土粒子的流體力學(xué)體積，提高粘度；一個(gè)Na-CMC分子可吸附多個(gè)粘土粒子形成網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)；使鉆井液液相粘度增

4、大。在鉆井過(guò)程中，鉆柱與鉆井液之間，鉆柱與井壁接觸點(diǎn)之間以及鉆井液與井壁之間處于不斷運(yùn)動(dòng)狀態(tài)而產(chǎn)生摩擦，衡量指標(biāo)是摩擦因數(shù)。對(duì)于打定向井和水平井，鉆井潤(rùn)滑性尤為重要。鉆井潤(rùn)滑劑通常為外表活性劑。外表活性劑的作用主要在摩擦界面上形成一層吸附膜，降低固體外表自由能。另外還可參加外表活性劑使泥漿中礦物油形成O/W型乳狀液，并以細(xì)小油珠分散在泥漿中作為潤(rùn)滑劑用。除了以上幾種作用，外表活性劑對(duì)鉆井液流變性的影響作用還有乳化劑、起泡劑和泡沫鉆井液、消泡劑、緩蝕劑等等。在采油工業(yè)中的應(yīng)用破乳劑由于原有乳狀液的類型不同W/O或O/W型，所使用的破乳劑也相應(yīng)地分為W/O原有乳狀液型破乳劑和O/W原有乳狀液型破乳

5、劑。目前國(guó)內(nèi)外各大油田使用的破乳劑主要是第三代破乳劑主要是非離子型的高分子外表活性劑。破乳劑的分類：1油包水型破乳劑：聚氧乙烯聚氧丙烯烷基醇或烷基苯酚醚，聚氧乙烯聚氧丙烯丙二醇醚BE型破乳劑，聚氧乙烯聚氧丙烯丙二醇醚松香酸酯，聚氧乙烯聚氧丙烯丙二醇醚的二元羧酸擴(kuò)鏈物，聚氧丙烯聚氧乙烯聚氧丙烯烷基醇或苯酚醚，聚氧丙烯聚氧乙烯聚氧丙烯丙二醇醚的二異氰酸酯擴(kuò)鏈產(chǎn)物POI型破乳劑，聚氧丙烯聚氧乙烯聚氧丙烯丙三醇醚GP型破乳劑，丙烯酸丁酯，甲基丙烯酸甲酯與聚氧丙烯聚氧乙烯丙烯酸酯的共聚物，聚氧乙烯烷基苯酚甲醛樹(shù)脂，聚氧乙烯烷基苯酚甲醛樹(shù)脂硫酸酯鹽，聚氧乙烯烷基苯酚甲醛樹(shù)脂松香酸酯，聚氧乙烯烷基苯酚甲醛樹(shù)

6、脂的二異氰酸酯擴(kuò)鏈產(chǎn)物，聚氧乙烯聚氧丙烯烷基苯酚甲醛樹(shù)脂AR型破乳劑2水包油型破乳劑：電解質(zhì)類如鹽酸、氯化鈉、氯化鎂、氯化鈣、硝酸鋁等，低分子醇類水溶性醇和油溶性醇，外表活性劑類陽(yáng)離子外表活性劑和陰離子外表活性劑，聚合物類陽(yáng)離子聚合物，陰離子聚合物，非離子聚合物。各種破乳劑的破乳作用1電解質(zhì)類主要通過(guò)壓縮乳狀液液滴的界面雙電層，降低界面點(diǎn)位和改變?nèi)榛瘎┑挠H油親水平衡而起作用。2低分子醇類是通過(guò)調(diào)節(jié)油、水兩相的極性，是乳化劑移向油相或水相而起作用。3外表活性劑類主要是通過(guò)取代界面膜上天然外表活性劑，在界面形成排列不緊密，膜強(qiáng)度低的界面膜是乳狀液穩(wěn)定性降低。4聚合物類主要是通過(guò)乳狀液液滴聚結(jié)機(jī)理其

7、破乳作用。2、降粘劑由稠原油一種從地下深處開(kāi)采出來(lái)的黃色、褐色乃至黑色的可燃性粘稠液體，它是一種多組分的復(fù)雜混合物，組成元素主要是C、H、O、N、S等。組成可知，它主要是由于有復(fù)雜結(jié)構(gòu)的瀝青質(zhì)和膠質(zhì)引起粘度高，因此將低粘度有兩種主要途徑：一是加化學(xué)劑，降低稠原油內(nèi)部極性較強(qiáng)組分之間的相互作用力；另一種方法是乳化降黏，使稠原油以O(shè)/W乳狀液形式存在，從而極大地降低原油的粘度。而改變分子間作用力通常有以下途徑：溶劑稀釋法、注二氧化碳法、注入輕質(zhì)原油法。3、泡沫劑泡沫劑屬于外表活性劑，其外表與界面性質(zhì)是重要指標(biāo)，研究時(shí)首先要測(cè)定器外表張力與界面張力。界面張力是外表活性劑水溶液與原油之間相互作用的結(jié)果

8、，直接反映了兩者之間的相互作用的大小。所選的泡沫劑，都應(yīng)該能較大幅度地降低油水間的的界面張力。4、降凝劑通常情況下，原油是一種膠體溶液，固體烴石蠟和瀝青質(zhì)分散在液態(tài)烴和膠質(zhì)中。當(dāng)外界溫度或其他條件發(fā)生變化時(shí)，石蠟和瀝青那么可能形成有序結(jié)構(gòu)使整個(gè)原油凝固。高凝原油中的石蠟含量比普通原油的要高，蠟的分散程度影響著流動(dòng)性能及凝固點(diǎn)。高凝原油的降凝是通過(guò)改變或破壞析出石蠟的結(jié)構(gòu)實(shí)現(xiàn)的，這種改變有物理法和化學(xué)法?；瘜W(xué)降凝主要是使用添加劑，通過(guò)添加劑與蠟晶的作用到達(dá)降凝的目的。降凝劑大局部是極性的外表活性劑或雙親化合物，在蠟晶形成時(shí)，其親油的一端容易和蠟分子形成小粒徑的共晶，而另一端那么阻止蠟晶晶核的進(jìn)一

9、步擴(kuò)展，同時(shí)大大增加晶種，從而阻止了較大網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)的形成。降凝劑的種類：聚乙烯，聚烷基乙烯基醚，羧酸烯基酯聚合物，乙烯/乙酸乙烯共聚物及其他乙烯共聚物，-烯烴聚合物、共聚物及衍生物，天然高分子等等。5、洗井液和負(fù)壓洗井液6、外表活性劑作為殺菌劑三、在三次采油中的應(yīng)用一次采油：指依靠天然能量天然能量包括含有區(qū)巖石和液體的彈性能，含水區(qū)的彈性能和露頭水柱壓能，含有層中溶解氣的彈性能，氣頂區(qū)氣體的彈性膨脹能，原有本身的位能等開(kāi)采原油的方法。二次采油：指用注水或注氣的方法，彌補(bǔ)采出原油的虧空體積，使地層能量得到恢復(fù)。三次采油：也稱“提高原油采收率，對(duì)于二次采油未能采出的剩余油，需要向地層注入驅(qū)油劑溶液或

10、外加能源熱能、化學(xué)能、生物能等，使二次采油涉及區(qū)的剩余油和未涉及區(qū)的死油在微觀上啟動(dòng)起來(lái)，到達(dá)宏觀上進(jìn)行驅(qū)替?；瘜W(xué)驅(qū)油劑溶液性質(zhì)三次采油的化學(xué)驅(qū)技術(shù)特點(diǎn)是向油層注入驅(qū)替液，使二次采油涉及區(qū)的剩余油和未涉及區(qū)的死油在微觀上啟動(dòng)起來(lái)，到達(dá)宏觀上進(jìn)行驅(qū)替。目前油田使用的化學(xué)驅(qū)油體系有堿、聚合物、微乳液和復(fù)合驅(qū)。1堿驅(qū)堿驅(qū)是一種潛在的低本錢化學(xué)采油方法。堿液注入油層與原油中石油酸作用生成石油皂，形成廉價(jià)的天然外表活性劑。由于堿的價(jià)格廉價(jià)，因此在經(jīng)濟(jì)上更具有吸引力。這種外表活性劑可從不同方面影響油-鹽水-巖石體系，如降低油水界面張力而自發(fā)乳化；或者被吸附到巖石界面，改變其潤(rùn)濕性。2聚合物驅(qū)溶液擴(kuò)大涉及系

11、數(shù)是三次采油的主要措施之一。影響體積涉及系數(shù)的因素有層系井網(wǎng)布置，油層的非均質(zhì)性等，者可通過(guò)對(duì)油藏研究，選擇適當(dāng)?shù)膶酉?、井網(wǎng)，在一定程度上提高橫向涉及系數(shù)和縱向涉及系數(shù)。影響體積涉及系數(shù)的另一個(gè)主要因素是油和水的流度比。流度比定義為油藏的水相的滲透率與水相粘度之比除以油相滲透率與相粘度之比。在其他條件不變，僅僅改變油水粘度比，對(duì)采收率有重大的影響。聚合物驅(qū)油的作用就是利用聚合物水溶液的高粘度，減少流度比，擴(kuò)大體積涉及系數(shù)，從而提高油田采收率。3微乳液驅(qū)油體系外表活性劑/聚合物驅(qū)是指將外表活性劑注入油層，接著注入聚合物段塞控制流度的方法。在實(shí)踐過(guò)程中開(kāi)展為兩種驅(qū)替類型，即低濃度大段塞體系和高濃度

12、小段塞。后者是指外表活性劑濃度為5%-12%，注入量為5%-15%，通常又把后者稱之為微乳液/聚合物體系。微乳液/聚合物體系幾乎把水驅(qū)后的剩余油全部驅(qū)替出來(lái)，提高采收率達(dá)40%OOIP。微乳液的分類：?jiǎn)蜗辔⑷橐骸⒍嘞辔⑷橐?復(fù)合驅(qū)油體系堿/外表活性劑/聚合物的復(fù)合體系也能采出水驅(qū)剩余油的80%以上，即采收率為25%OOIP?？梢晕⑷橐?聚合物驅(qū)相媲美。但是采出同樣原油所使用外表活性劑和助外表活性劑的量，前者是后者的1/3。四、原油產(chǎn)品中的添加劑1、在燃料油中的應(yīng)用1直接參與反響的添加劑A、抗爆劑：抗爆劑使用來(lái)降低汽油在燃燒過(guò)程中的爆震的，主要技術(shù)指數(shù)是對(duì)汽油辛烷值得提高。B、十六烷值改良劑：是

13、改善柴油燃燒性能的添加劑。C、助燃劑：促進(jìn)燃燒、改善燃油燃燒性能的一類添加劑。2燃油性能穩(wěn)定劑A、抗氧防膠劑：主要是抑制烴類的氧化連鎖反響，主要有胺類和酚類。B、防冰劑：由于空氣中有一定的水分，是的燃油中也含有一定的水分。燃油有時(shí)會(huì)遇到從常溫到低溫的過(guò)程。在此過(guò)程中，溶解水分可能會(huì)變成懸浮水結(jié)冰，形成冰晶賭賽燃料系統(tǒng)，造成供油中斷。防止冰晶的添加劑主要為能與水形成共溶物的油溶性化合物，如乙二醇甲醚，碳酸酯，硼酸酯等。C、低溫流動(dòng)性能改良劑：燃料油低溫流動(dòng)性能改良劑主要用來(lái)改善油料傾點(diǎn)和過(guò)濾性。影響流動(dòng)性能的主要原因是蠟的析出，因此，添加劑應(yīng)能夠和蠟作用，阻止它析出。D、抗靜電添加劑：經(jīng)典對(duì)燃料油的平安性能會(huì)構(gòu)成很大的危害，看經(jīng)典添加劑一般為能提高燃油導(dǎo)電率的離子型外表活性劑。3機(jī)械防護(hù)劑 A、金屬鈍化劑 B、抗磨防銹劑2、在潤(rùn)滑油中的應(yīng)用1清凈分散劑：清凈劑主要功能是減少活塞運(yùn)動(dòng)中產(chǎn)生的積炭。2潤(rùn)滑油性能穩(wěn)定劑：潤(rùn)滑油作用于機(jī)械摩擦環(huán)境，處在高溫與高壓環(huán)境，性能會(huì)受到影響。為提高其安定性，使用了不同的添加劑