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表面活性劑論文范文1
關鍵詞:表面活性劑,加溶作用,潤濕反轉作用,乳化作用,起泡作用
1、表面活性劑在加溶作用中的應用
表1鏈長對醇在0.1mol·L-1脂肪酸鉀溶液中溶解度的影響
表面活性劑論文范文2
關鍵詞:表面活劑 影響 因素
目前國內生產的表面活性劑種類已達到1000多種,但主要用于輕紡、日化、造紙、食品、醫藥等領域,而用于三次采油方面的表面活性劑品種極少,且使用效果也很不理想。近年來國內許多科研單位和高等院校針對大慶油田,選取各種原料研制適用于大慶油田三元復合驅的磺酸鹽表面活性劑,雖然這些研究取得了一定的進展,但都不能完全滿足大慶油田三元復合驅的要求。主要是原料選取可能存在一定問題,據報道這些研究所選用的原料主要有烷基苯裝置的副產重烷基苯、石油煉制過程中的副產重芳烴、芳烴含量較高的石油餾份等。由于這些原料的組成不穩定,使得最終產品磺酸鹽的性能不穩定,礦場難以應用。為此,經過正確的設計、選擇和控制好磺化條件,合成出組成確定并且可控的磺酸鹽,從而使最終配方可與大慶原油形成超低界面張力并且穩定性能良好,是我們研究的主要方向。
一、三元復合驅機理及表面活性劑所起的作用
近年來,大慶油田開展了三元復合驅試驗,這是三次采油中提高采油率的又一新途徑。三元復合驅替液是由堿、磺酸鹽和聚丙烯酞胺復合配制的。三元復合驅油機理在于提高油層的波及效率以及最終采出程度,因為三元復合體系在油層的滲流過程中,隨著油水界面張力降低,油膜、油塊、油滴被逐漸活化,開始聚合并流動,象“滾雪球”一樣,逐漸形成油墻。同時隨著宏觀和微觀波及體積的增加,這種作用更加明顯。表面活性劑所以能提高原油采收率是由于它能降低原油與親水泥漿溶液之間的界面張力,使油層原油發生自乳化,改變油一水溶液間的界面流變性,還可以調節巖石孔的潤濕性,便于石油排出。有關文獻報道,在苛性鈉水溶液中加人陰離子型和非離子型表面活性劑的混合物及聚合物可使原油采收率達到96%。
二、磺酸鹽種類及其結構與性能的關系
陰離子表面活性劑中磺酸鹽類表面活性劑產量最大、應用最廣?;撬猁}最為重要。其次還有仲烷基磺酸鹽、烯基磺酸鹽它是一種黃色油狀液體,經純化可以形成六角形或斜方形片狀結晶,在磺酸鹽表面活性劑中,已烷基苯磺。最常見的是烷基苯磺酸鈉,去污力強,泡沫穩定性較好,在酸性、減性、硬水及某些氧化物溶液(如次氯酸鈉、過氧化物)中都比較穩定。仲烷基磺酸鹽與烷基苯磺酸鈉的表面活性接近,在堿、弱酸及水中游良好的穩定性,而且在硬水中仍具有良好的潤濕、乳化、分散、去污力、生物降解性優于直鏈烷基苯型的磺酸鹽類。
1.烷基鏈長度的影響
苯環上的氫被6個碳以上的烷基鏈取代時,才具有表面活性,而且表面活性隨碳原子數的增加而增大;但是當烷基鏈超過18個碳時表面活性下降。因為鏈長小于5個碳時不能形成膠團,隨著碳數的增加CMC(臨界膠束濃度)下降,但烷基在18個碳以上時水溶性很差,也不能形成膠團溶液。
2.烷基鏈分支的影響
直鏈烷基苯的CMC比支鏈烷基苯的低一但是支鏈烷基苯可以達到更低的表面張力。支鏈烷基苯有很好的發泡和潤濕能力的支鏈烷基苯泡沫力高于直鏈,但是直鏈烷基苯磺酸鈉的生物降解能力優于支鏈。
3.烷基鏈數的影響
芳環上有幾個短鏈基時,潤濕性增加而洗滌力下降。當其中一個烷基鏈增長時,去污力有改善。
4.苯基與烷基結合位置的影響
苯基可以結合在烷基鏈的任何一個位置,就n一十二烷基苯而言,苯環可以結合在1-6位碳原子上,有六種異構體。各種異構體的分布因所用的烷基化原料及工藝的不同而有所差異。
5.磺酸基位置的影響
烷基苯磺化物主要是鄰、對位異構體,間位異構體很少,因為烷基是鄰、對位定位基。對位與鄰位相比,CMC低、去污力強、泡沫性能相似、生物降解性好。
5.1烷基苯的磺化
烷基苯是表面活性劑的親油基團,通過磺化在苯環上引人磺酸基作為親水基,生成烷基苯磺酸。因此,磺化是制造表面活性劑的重要一步。
原料烷基苯質量與好,副反應越少,磺化收率越高,操作過程簡化。用三氧化硫作為磺化劑,磺化反應的活化能最低,反應最容易進行,但反應發熱量大,反應后期由于分子的相互締合作用粘度大大增加,必須采取專門措施排出反應熱。
三氧化硫磺化反應所用的反應器可分為兩大類:一類是帶攪拌的組罐式磺化器;一類是膜式磺化器
5.2烷基苯磺酸的中和。
烷基苯磺酸與堿中和的反應與一般的酸堿中和反應不同。它是一個復雜的膠體化學反應。烷基苯磺酸粘度很大,在劇烈地攪拌下,磺酸被粉碎成粒子,反應是在粒子表面上進行的。生成的烷基苯磺酸鈉在攪拌的作用下移去,出現磺酸粒子的新表面,與堿分子相互作用。照此下去,不停循環,磺酸粒子逐步減少,直至磺酸和堿全部作用,成為一均相膠體。
參考文獻:
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表面活性劑論文范文3
關鍵詞:低滲透,降壓注水,研究,試驗
目前大部分低滲透油田仍以注水開發為主,由于低滲透油田的滲透率低、孔隙度小等特性,儲層吸水能力低;為提高水驅效率,必須增強注水,目前增注工藝上主要采取壓裂、酸化、補孔、分層注水等常規措施方法。,試驗。通過改變油、水及巖石間的界面張力,從而改善油水滲流特性,提高水相滲透率,是降低油層注入壓力的新方法,國內一些低滲透油田相繼開展了表面活性劑為主的增注體系研究并進行了先導試驗,取得了一定的效果。,試驗。
1、殘余油飽和度對低滲透油藏注水的影響
注入壓力的理論公式為(達西公式變形):
其中, 式中:ΔP—壓力梯度;Q—流量;μ—流體粘度;L—兩相滲流截面間的距離;A—滲流截面積;K—地層絕對滲透率;Kw—地層對注入水的有效滲透率;Krw—地層對注入水的相對滲透率。由上式可知,注入壓力與水的相滲透率Kw、滲流截面積A成反比,與距離L成正比。因此,若要降低注入壓力ΔP,可通過增大Kw、A,減小L實現。見圖1為滲透率為10×10-3μm2和10μm2巖心的相對滲透率曲線,從圖1可以看出,低滲透巖心水驅殘余油階段(殘余油飽和度為24%)的水的相滲透率僅為0.18,也就是說占孔隙體積24%的原油使注入水的有效滲透率下降了82%。
少量原油即可造成水相滲透率的大幅降低,主要原因是分散的油滴產生賈敏效應阻力作用。假設孔喉完全是水濕的(θ=0);毛管數很小,界面成球型;油水之間界面張力為18.lmN/m;喉道半徑2×10-5m,孔隙半徑2×10-4m;油滴的長度為4×10-4m。則油滴流動所需的壓力降為:
若油水井距250m、油水井需壓差20MPa,計算實際油藏的平均驅替壓差為:
即油滴產生的壓差是油藏平均驅替壓差的55.9倍。因此,少量原油即可造成水的有效滲透率大幅降低。
以上研究結果表明,低滲巖心殘余油階段水的相對滲透率低于0.20。若將殘余油降低至0%,水的有效滲透率將提高5倍。
根據提高原油采收率的基本原理,具有高增溶作用的微乳體系可大幅度降低殘余油飽和度,因此以增溶油量為指標研究了表面活性劑增注體系。,試驗。
2、降壓增注機理
降壓增注體現主要通過兩個機理起到降壓增注增注作用。
1.1 降低巖心殘余油飽和度
降壓增注流動試驗的采收率變化曲線見圖3。見圖2說明注入7PV 活性劑增注體系后巖心含油飽和度由水驅后的28.84降至4.16,含油飽和度降低有效減小了殘余油因賈敏效應產生的阻力,增加了驅替水的有效滲流通道,從而在相同注水量下降低了注水壓力。
1.2 將親水巖心的潤濕性向親油轉變
對比水驅油和10%增注體系驅油的相對滲透率曲線(見圖3)可以看出,10%增注體系驅油后巖心潤濕性向親油轉變,相同含水飽和度下的水的相對滲透率提高。殘余油階段10%增注體系驅替水的相對滲透率為0.83,而水驅殘余油階段水的相對滲透率為0.19,水的相對滲透率提高顯著降低了驅替壓力,從而實現降壓增注。
3、表面活性劑增注體系研究
3.1表面活性劑溶液增溶油能力評價
用25000mg/L的NaCl溶液配制10%表面活性劑鹽水溶液,90℃條件下測定表面活性劑溶液的增溶油能力,結果見表1。從表1可以看出:含聚氧丙烯基的兩性表面活性劑增溶油的能力較強;長碳鏈雙親水基兩性表面活性劑增溶油的能力最強。
3.2優化體系評價
3.2.1使用的鹽含量范圍評價
用相態變化法評價了活性劑增注體系適應的鹽含量范圍,如圖4所示。圖4說明,增注體系可以應用的鹽含量范圍是0mg/L~103000mg/L,最佳鹽含量范圍是0mg/L~30000mg/L。
3.2.2使用濃度范圍評價
研究了活性劑增注體系不同用量時,體系增溶油能力,試驗結果見圖5。圖5說明,隨活性體系用量的增加,體系增溶油量提高;當用量低于10%時增溶油量較少,因此現場應用時建議使用濃度為大于等于10%。,試驗。
3.2.3降壓增注巖心驅替試驗
試驗用濱665巖心,水測滲透率42.47×10-3μm2含油巖心水驅后穩定注水壓力為0.455MPa,注入7Vp 10%增注體系,繼續轉注水11Vp,注水壓力穩定在0.167MPa,相同注入量條件下注水壓力下降63.3%。
4降壓增注體系現場試驗
濱649塊位于濱南油田一區的西南部,是被斷層復雜化的單斜構造,含油層系為沙三下、沙四上,原始地層壓力31.5MPa,油層溫度125℃,含油面積2.8Km2,地質儲量330萬噸,可采儲量66萬噸??紫抖?3%,滲透率12.7×10-3μm2,泥質含量25%。目前共有油井17口,開井12口,井口日產液51.8t/d,日產油31t/d,綜合含水40.2%,平均動液面1268.4m。水井10口,開井4口,日注水150m3/d,采油速度0.34%,采出程度9.18% ,處于低采油速度、低采出程度、中含水的開發階段。
BNB649-20共對應4口油井,為652、649-12、649-19、640-21,其中640-21為停產井,649-20因套損于2007年6月停注后,對應3口油井產量均有明顯的下降。B649XN20為B644-20更新井,其射開小層與644-20一致,2008年12月轉注,轉注前未排液,含油飽和度較高。轉注初期日注水量55m3/d,后注水量逐漸下降,試驗前注不進水。,試驗。
4.1、降壓增注劑用量及段塞設計
(1)、用量設計
BNB649XN20厚度86.6m,吸水量層厚度為65.6m,平均孔隙度13.43%,處理半徑一般按3m設計,降壓增注劑用量為:
(m3)
(2)、段塞設計
降壓增注體系采用三段塞設計(見以上表2)。,試驗。
4.2、現場試驗效果
該試驗在濱南油田BNB649XN20井實施,施工前該井泵壓、油壓、套壓均為28MPa,注不進水,施工后初期注水量提高到59m3/d,目前25m3/d,泵壓28MPa、油壓27.2MPa、套壓27.8MPa,累計注水1068m3。施工前后注水量曲線如圖7所示:
圖6 BNB649XN20井施工前后注水量曲線
由圖6可以看出,在增注體系在BNB649XN20井現場試驗后取得了一定的效果,具有一定的推廣價值。
5、認識及結論
5.1 研究形成了適合濱南油田的降壓增注體系;
5.2對形成的增注體系進行了室內評價,結果表明增注體系可以應用的鹽含量范圍是0mg/L-103000mg/L,最佳使用濃度10%,室內實驗最大可以使注水壓力降低63%。
5.3該增注體系主要通過降低殘余油飽和度和使巖心反轉為親油兩個作用機理實現降壓增注。
5.4該增注體系在濱南油田BNB649XN20井現場試驗后取得了一定的效果,具有一定的推廣價值。
參考文獻:
徐燕莉.表面活性劑的功能.北京:化學工業出版社,2000
趙福麟.采油用劑.北京:石油大學出版社,1997
表面活性劑論文范文4
[關鍵詞]低碳造紙 化學品 低碳經濟
[中圖分類號] F407.83 [文獻碼] B [文章編號] 1000-405X(2013)-10-187-1
1低碳造紙是新一輪的造紙技術革命
低碳經濟是以低能耗、低污染和低排放為基礎的經濟模式,是人類社會繼農業文明、工業文明之后的又一次重大進步。在全球氣候變暖的背景下,以低能耗、低污染為基礎的“低碳經濟”已經成為全球熱點。歐美發達國家大力推進以高效能、低排放為核心的“低碳革命”,著力發展“低碳技術”。低碳經濟的爭奪戰,己在全球悄然打響。
造紙化學品工業是造紙工業的上游產業,現代的造紙工業在制漿、抄造及成紙后加工整個造紙生產的全過程均離不開各種化學品的應用。當前造紙工業的發展要走綠色造紙、低碳經濟的道路,造紙化學品產業的發展可以為造紙工業提供更多更好的服務。造紙是關乎國計民生的綠色產業和典型的循環經濟產業,但在中國還有很多問題需要解決,比如,清潔生產、節能減排,必須迎接低碳經濟的考驗,而造紙化學品產業的發展對于建設資源節約型的綠色中國造紙產業,并應對低碳經濟的考驗具有重大的支撐作用。
低碳經濟是依靠太陽能、風能、水能等可再生能源為主要能源,以低能耗、低排放、低污染為特征的新型經濟發展方式;而不是高碳經濟以依靠化石燃料石油、天然氣、煤炭為主要能源,以高耗能、高排放、高污染為特征的經濟發展方式。低碳經濟的實質是能源高效利用、清潔能源開發、追求綠色GDP。低碳經濟的核心是能源技術和減排技術創新、產業結構和制度創新以及人類生存發展觀念的根本性轉變。
2低碳造紙化學品的特點
(1)技術含量高、產量不等、品種多,歸屬于精細化工領域;
(2)應用技術強、產品的技術研發難度大,商業開發周期較長,因此可以歸屬于高新技術產業;
(3)作為造紙工業重要支柱的造紙化學品,其材料的組成、性能的優劣不僅直接影響到紙產品的質量和檔次,同時也在很大程度上決定著造紙工藝的技術進步和對環境的影響;
(4)造紙產業的發展和不斷變化的紙產品市場需求不斷促進造紙化學品產業的快速發展。
3低碳造紙化學品大有可為
毋庸置疑,造紙化學品對提高紙張質量,降低纖維用量,節能減排等方面正在發揮越來越重要的作用,所以發展低碳造紙化學品將成為這場革命最重要的技術手段。
3.1可節約木材纖維的化學品
總理在2010年政府工作報告中,提到了一個新名詞:“森林碳匯”(Forest Carbon Sinks)。它指的是森林植物吸收大氣中的二氧化碳并將其固定在植被或土壤中,從而減少該氣體在大氣中的濃度。森林是陸地生態系統中最大的碳庫,其面積雖占陸地面積的三分之一,但卻占陸地碳庫總量的一半,在降低大氣中溫室氣體濃度、減緩全球氣候變暖中,具有十分重要的獨特作用,擴大森林覆蓋面積是未來30~50年經濟可行、成本較低的重要減緩措施。許多國家和國際組織都在積極利用“森林碳匯”應對氣候變化,我國已經明確把增加“森林碳匯”作為了一個重要的增匯措施。
3.2可節能降耗的化學品
可節能降耗的化學品主要包括制漿化學品、濕部化學品和表面施膠化學品等。
3.2.1 制漿化學品
如蒸煮助劑,主要是表面活性劑,其中陰離子表面活性劑有十二烷基苯磺酸鈉、四聚丙烯苯磺酸鈉、脂肪醇硫酸鈉、烷基酚聚氧乙烯醚硫酸鈉等;非離子表面活性劑有烷基酚聚氧乙烯醚、脂肪醇聚氧乙烯醚、脂肪酸聚氧乙烯醚、聚醚等,用非離子表面活性劑脫除樹脂時,以壬基酚聚氧乙烯醚最為有效,陰離子表面活性劑和非離子表面活性劑的復配共用效果更好,蒸煮助劑可以促進蒸煮液對纖維原料的滲透,增進蒸煮液對木材或非木材纖維中木質素和樹脂的脫除,又能提高紙漿得率,還可以減少造紙黑液量。
3.2.2濕部、干部化學品
造紙濕部化學品種類繁多,尤以淀粉價廉物美用量最大。僅以淀粉為例,就有著很多具有不同功能和特性的品種。很多問題需要新的技術視野:分子結構、電荷密度、功能基團,原淀粉用于紙板表面施膠以提高紙板的挺度和環壓強度。
3.2.3施膠化學品
在紙頁施膠方面,由于AKD、ASA等施膠劑的開發和應用,使得造紙業正在由酸性抄造向中性、堿性抄造轉換。紙機在中性、堿性條件下運行,具有諸多優點,如提高成品紙的白度和不透明度,提高紙品的抗返黃能力及耐久性,減輕設備腐蝕,降低廢水污染負荷,并可以使用更加廉價的碳酸鈣填料等。
3.2.4特種紙化學品
特種紙生產過程中,除原料或工藝可能不同外,通常還需要添加特別的化學品,如無碳復寫紙生產過程中需要添加無色染料、顯色劑等制備的微膠囊,面巾紙生產時需加入濕強劑和柔順劑,裝飾紙生產需要浸漬三聚氰胺樹脂等。
3.3環保治理化學品
近年來,我國造紙業以年均約12%的速度快速增長,2009年產量已達8640萬t,一躍成為全球首位,令世人矚目。的確,上世紀80年代,我國傳統紙業給人的普遍印象是臭氣熏天、污水橫流,但上世紀90年代開始,隨著國家不斷整治造紙工業污染問題和關閉大量萬噸以下的小廠,開始大規模引進世界先進技術和環保設施,并逐步按國際標準化組織的IS014000環境管理體系進行標準化管理,目前我國造紙業的清潔生產技術取得了前所未有的進步。造紙化學品的發展、大型高速紙機的引進和開發、木漿和廢紙利用率的提高,都大大降低了造紙用水量和污染物排放量。同時,隨著科技進步和技術創新,造紙廢水治理技術已相當成熟,水污染治理水平得到大幅度的提高。據統計,我國造紙產量從2001年的3200萬t增加到2008年的7980萬t,產量增加2.5倍,而COD排放量從203萬t下降到150萬t左右,下降了26.1%,萬元產值COD排放量也從0.168t/萬元下降到0.04t/萬元,下降了76%。來自國家環??偩治劭厮镜馁Y料也顯示:目前我國前100家大型造紙企業的產量占造紙總產量的55.74%,而COD排放量卻僅占總量的10%,表面低碳造紙業已經達到環保的標準。
4結論
隨著我國環境的繼續惡化,環保問題已經成為制約我國經濟發展的一個非常重要的問題,而低碳造紙將會在很大程度上降低造紙的污染,使造紙業得到健康、持續發展。
參考文獻
表面活性劑論文范文5
【關鍵詞】浮選起泡劑;表面活性劑;起泡性;穩定性
浮選是根據礦物顆粒表面物理化學性質的不同,按礦物潤濕性的差異進行分選的方法。有些礦物的表面潤濕性小,天然可浮性大,如石墨、輝鉬礦等,所以這些礦物的分離可利用天然可浮行就可實現。但有些礦物的表面潤濕性較大,天然可浮性小,如石英、云母等[1],大多數礦物的自然分離都很難實現,通常情況下,都是使用浮選藥劑來改變礦物表面的物理化學性質,增大礦物顆粒的疏水性和礦物粘附氣泡的牢固度,改變礦物的可浮性,獲得更好的浮選指標。對浮選產品數質量的主要影響因素是起泡劑的起泡性能和泡沫穩定性能,在礦物浮選過程中具有很大的作用。
1 起泡劑的結構
起泡劑是由疏水的非極性基和親水的極性基組成的表面活性劑。起泡劑的非極性基常見的是烷基,而極性基比較多,比如-O-、-OH、-COOH、>C=O、-NH2、-SO4H、-SO3H等。
起泡劑的極性基是決定起泡劑性能最關鍵的影響因素,它既影響起泡劑的礦物表面活性、礦漿中離子的化學反應等化學性質,也影響起泡劑的溶解度、解離度等物理性質。起泡劑非極性基決定起泡能力。
2 起泡劑的作用機理
2.1 起泡劑的作用機理
起泡劑吸附在氣-液界面上,降低氣-液表面能,降低氣泡體系能量,促使空氣分散,生成微小的氣泡,并在氣-液界面上形成定向排列,極性端指水,非極性端指氣。反應發生在極性端,可在氣泡的表明形成一層水化膜,避免了氣泡的兼并,同時還提高了氣泡抗變形及破裂的能力,增加了氣泡的穩定性。
2.2 起泡劑與捕收劑的共吸附作用
捕收劑和起泡劑在氣-液界面上有聯合作用的現象稱為共吸附。捕收劑與起泡劑在氣泡表面和礦物表面都能夠產生共吸附現象。這提高礦粒表面的疏水性,使礦物更好的粘附穩定在氣泡上。
3 起泡劑的研究現狀
3.1 常用的起泡劑
起泡劑的研究應用經過幾十年的發展,目前常用起泡劑主要有天然起泡劑、工業副產品起泡劑、人工合成起泡劑和生物起泡劑4種。
3.1.1 天然起泡劑
天然起泡劑包括桉葉油、松醇油(2號油)、松針油和樟油等,其主要成分均為萜類化合物,其中松油是浮游選礦中使用比較廣泛的起泡劑。松油的起泡性能主要是因為其成分中含有的的萜烯醇[2]。樟樹是我國的特產,樟腦油一般是樟腦與樟油的總稱。樟腦白油具有良好的起泡性能,而且選擇性比松油好,可代替松油使用,主要用于精礦質量要求較高的情況及優先浮選工藝。其中應用廣泛的是松醇油,占起泡劑用量的95%以上。
3.1.2 工業副產品起泡劑
工業副產品起泡劑包括GF油、雜醇、仲辛醇、混合醇等,主要為不同碳鏈長度的醇類,其中分子質量較小、碳鏈較短的雜醇生成的泡沫易碎,用量較大,但選擇性好;GF油不僅起泡能力強,用量少,選擇性好,還兼有一定的捕收性能,在我國選煤廠應用廣泛。
3.1.3 人工合成起泡劑
人工合成起泡劑包括合成醇類起泡劑和MIBC等。4號油,又稱丁醚油,無色油狀液體,成分為三乙基氧基丁烷,與2號油相比,其具有價格低、純度高、起泡性強、選擇性好、氣泡大而均勻、流動性強等優點。MIBC亦稱甲基戊醇,無色透明液體,選擇性好,生成的泡沫細且脆,流動性好,用量少,每噸煤泥僅用MIBC20~40g。MIBC在國外的應用較廣泛,在國內一般只作為實驗室浮選標準起泡劑,目前尚未在工業上應用。
3.1.4 生物起泡劑
Fazaelipoor等人首先將生物表面活性劑鼠李糖脂用作浮選的起泡劑。MIBC相比,鼠李糖脂起泡劑表現出更好的表面活性和穩定起泡性[3]。
天然起泡劑和工業副產品起泡劑具有一定的缺點,主要是其用量大、泡沫易碎、流動性差等缺點,而且天然起泡劑的主要成分萜烯醇難以進行生物降解,會污染尾煤水。人工合成起泡劑由于彌補了以上2 種起泡劑的不足而備受親睞。生物起泡劑是新型的環保起泡劑。
3.2 研究現狀
對起泡劑的研究主要集中在起泡劑基團、起泡劑作用機理方面以及表征方面。徐振洪[4]等研究了起泡劑的起泡性能和泡沫穩定性的測試及評價方法,運用表面張力和最大泡沫高度評價起泡劑的起泡能力,以泡沫半衰期評價泡沫穩定性。Y?S?楚[5]等研究了浮選起泡劑對氣泡大小的影響,表明在起泡劑濃度低于臨界兼并濃度值時,氣泡大小主要由兼并控制,超過臨界兼并濃度值時,氣泡大小將依賴于充氣器的幾何形狀和流體動力學條件。
浮選起泡劑從作用機理、結構、性能和復配作用都研究的比較透徹,發展也比較迅速。起泡劑也從研究天然制劑發展為合成具有更好性能的新型起泡劑,從使用單一的起泡劑發展為復配起泡劑共同作用,從無機有機起泡劑發展為環保的生物起泡劑。
4 起泡劑的發展趨勢
隨著化學工業的發展,原料來源廣泛,合成工藝簡單,易生物降解的新型合成起泡劑將逐步取代價格偏高的松醇油類天然制劑,降低礦山企業的投資成本。根據表面活性劑協同作用的原理,將不同藥劑復配可以達到增效或取得原來單一藥劑所沒有的效果。因此通過將不同的起泡劑進行復配,和捕收劑與起泡劑的合理組合,也可達到提高選礦指標的目的,這也是提高起泡劑性能的重要手段。
在以后的新型起泡劑設計和研發時,由于人們對環境保護的重視,將盡可能的在起泡劑的生產和使用過程中對環境造成污染,這是起泡劑發展的必然趨勢。生物起泡劑在這方面具有明顯的優勢,有可能成為起泡劑研究的熱點。
【參考文獻】
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表面活性劑論文范文6
【關鍵詞】特稠油 微生物 現場應用 增產效果
1 前言
錦25塊構造上位于遼河斷陷盆地西部凹陷西斜坡歡喜嶺油田上臺階第一斷階帶西南部末端。開發目的層為沙一段于樓油層,層狀巖性。油藏埋深760~985m,有效厚度為18.27m,原始含油飽和度為65.7%,原油粘度(50℃)10658~122900 mPa?s。經過多輪次的吞吐開發,區塊目前已經處于蒸汽吞吐開發后期,油藏面臨著原油粘度大,油汽比持續下降,采油成本不斷攀升等亟待解決的生產難題。為此,2012年在該塊進行微生物采油試驗,通過試驗有效的緩解了開發矛盾,達到了提高單井效益、降低開發成本的目的。
2 技術原理
微生物采油的機理主要有幾個方面:
(1)不論好氧微生物和厭氧微生物在生物代謝作用下所產生的酶類,都可以裂解原油中的重質烴類和石蠟,降低原油黏度或凝固點,從而降低原油的流動阻力,改善原油的流動性能,提高原油產量和采收率。
(2)微生物在地層中生長代謝的過程中,能產生CO2、N2、H2、CH4 等氣體,這些氣體能保持和增加油層壓力,并可溶于原油而使其黏度下降,從而有利于提高原油產量。
(3)微生物在其代謝過程中產生各種化學物質,如生物聚合物、生物表面活性劑、小分子有機酸、醇類等,其中的小分子有機物在地層中可溶于原油,改善原油的流動性. 在地層中產生的生物聚合物能在高滲透地帶控制流度比,調整注水油層的吸水剖面,增大掃油面積,增加原油的流動性,從而提高原油產量和原油采收率。
(4)細菌代謝過程產生的生物表面活性劑,比化學表面活性劑更穩定,且具有較好的地層適應性能。
3 現場應用3.1 施工井簡況
選取錦25塊11口處于蒸汽吞吐末期及近期無其他措施的油井進行微生物采油試驗。3.2 施工方案
根據實驗室評估結果,在進行現場施工之前要對施工使用的液量及施工方式進行設計,主要包括營養液組成、注入量設計和注入后燜井時間等。
3.2.1 營養液組成確定
為了使微生物在油層中更好的生長,在注入菌種的同時需要配注營養液,其主要成分應為碳、氮源以及其他微量營養元素。根據實驗室及發酵條件優化結果,選取糖蜜、NH4Cl、KH2PO4、Na2HPO4為營養液主要成分。其濃度分別為(W/V%):1%-2%、 2 kg/m3、3 kg/m3、1.5 kg/m3。施工時模擬接種過程,采用微生物菌液和營養液混合式注入,在2-5%營養液濃度的注入液過程中,均勻加入微生物發酵液(菌種濃度大于107個/mL)。3.2.2 注入量的確定
注入液量符合經驗公式:
q =πR2HφS/D (式1)Q =πR2Hφ (式2)
q―微生物用量(t);R―處理半徑(m);S―含油飽和度;H―油層厚度(m);φ―油層孔隙度%;D―關井天數;Q―營養液用量;3.2.3 燜井時間的確定
通過實驗得出,在模擬地層培養條件下,多數菌株48 h后,菌落濃度可達到109個以上。其穩定傳代為3代,因此最短關井時間為7-10 d,為保證效果,確定燜井時間為10 d。
4 礦場試驗結果分析
4.1 微生物采油措施效果統計
通過對現場施工的11井次進行措施效果跟蹤,具體產量情況統計如下:
4.2 效果分析
通過上表數據可以看出,該技術措施有效率為100%,措施后日產油量顯著提高,是措施前日產油的1.4倍,也比上一輪注蒸汽開采單井日產油提高0.5t。單井平均有效期為114d,共計延長油井生產周期1252d,節約注汽成本73萬元,投入產出比可達1:8.6。5 結論
(1)微生物稠采油技術是一項適合稠油開發后期的增產技術,微生物可以充分發揮自身的高效性,能夠有效降低原油粘度,補充地層能量,取得了較好的增產效果。
(2)通過現場試驗證明,該技術具有投資少,見效快,收益大的特點,具有良好的推廣應用前景。
參考文獻
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