阴-非离子表面活性剂微乳捕收剂的制备及应用

针对煤泥浮选过程中烃油捕收剂分散性差、耗量大的缺陷,采用自制的阴-非离子表面活性剂LYS制备柴油微乳捕收剂LY,并通过煤泥浮选试验对LY和柴油的浮选性能进行了比较。通过拟三元相图法,确定微乳捕收剂配方中最佳助表面活性剂为正戊醇,最佳Km(表面活性剂/助表面活性剂的质量比)=1.5;通过激光粒度测试法、电导率法和染色法测定和评价微乳捕收剂的性质,优化出最佳配方为柴油∶LYS∶正戊醇:水=5∶3∶2∶6(质量比),微乳类型为O/W,平均粒径30.71 nm;分别采用柴油和LY作为捕收剂对试验煤样进行了浮选试验,试验结果表明,两种捕收剂获得的最佳浮选完善指标相近,但LY的用量比柴油低100 g/t,柴油节油率可达到73%左右(不考虑表面活性剂),综合成本比柴油节省0.23元/t煤泥。

塿土对阴-非离子表面活性剂的吸附特征研究

以平衡吸附法研究了塿土对阴离子表面活性剂(SDS)、非离子表面活性剂(TritonX-100、Tween80和Brij35)的吸附特征,考察了pH、阴-非离子表面活性剂混合对塿土吸附表面活性剂的影响。结果表明,非离子表面活性剂在塿土上吸附等温线均呈L型,且均符合Freundlich和Langmuir方程;塿土对SDS的吸附等温线呈LS型,可用Freundlich方程来描述;塿土对4种表面活性剂吸附量的大小顺序为Tween80>SDS>Brij35>TritonX-100。当阴-非离子表面活性剂一起进入土壤中,SDS-Brij35之间的相互影响不大;TritonX-100与SDS相互作用较大,无论二者以何种方式混合都会使TritonX-100在塿土上的吸附量增加,SDS的吸附量下降;SDS与Tween80之间的相互作用最大,混合后吸附量均下降,但Tween80吸附量降低的幅度最大。pH对非离子表面活性剂的吸附影响不大,而随着pH的增加,塿土对SDS的吸附百分率明显下降;在pH为8.0时,塿土对非离子表面活性剂的吸附百分率达到80以上。因此在选择合适的表面活性剂进行有机污染土壤修复和治理时,考虑土壤的特性和表面活性剂的结构是非常重要的。

耐温抗盐阴-非离子表面活性剂研究及应用

针对江汉油田高温高盐稀油油藏条件合成了SH系列阴-非离子表面活性剂C_(12)H_(25)O(CH_2CH_2O)_nCH_2CH(OH)CH_2SO_3Na,n值分别为5~9时对应SH01~SH05。室内评价了该系列阴-非离子表面活性剂的界面活性和耐温抗盐性能,用物理模拟方法评价了阴-非离子表面活性剂的驱油性能。研究结果表明,所合成的阴-非离子表面活性剂具有较强的耐温抗盐能力,随温度的升高或矿化度的增加,油水界面张力更低;在高矿化度(300 g/L)、高温(84℃)下,0.3%的表面活性剂SH03溶液与钟市模拟油间的界面张力能降到10^(-3)mN/m超低数量级;物模驱油实验表明,在水驱基础上(采收率52%左右),注入0.3 PV、质量分数0.3%的SH03溶液可提高采收率6%,注入0.3PV的0.3%SH03+0.3%SMG复合体系可提高采收率12.1%。在钟市油田钟10-5井区开展的表面活性剂矿场先导试验见到增油效果。

两种油田用阴-非离子表面活性剂PDES和ODES的性能

为揭示不同结构表面活性剂的性能特征,对棕榈酸二乙醇胺聚氧乙烯醚磺酸盐钠(PDES)和油酸二乙醇胺聚氧乙烯醚磺酸盐钠(ODES)两种磺酸盐型阴-非离子表面活性剂的表面活性性能进行了研究。结果表明:DPES和ODES溶液的临界胶束浓度ccmc分别为1.14×10-3、6.67×10-4mol/L,相对应的表面张力γcmc分别为38.40和35.68 m N/m;随着温度和矿化度升高,ccmc逐渐减小,γcmc逐渐降低。DPES和ODES的Krafft点均低于常规阴离子表面活性剂,分别为17℃和14℃,浊点均大于110℃,溶解性好,具有优良的抗高温性能。质量分数0.5%的PEDS和ODES在Na+浓度为100 g/L或Ca2+浓度为4 g/L的矿化水溶液中均未出现沉淀,表现出了极强的耐盐性能。

不同离子头基对阴-非离子表面活性剂性能的影响

通过测定阴-非离子表面活性剂的泡沫、润湿和乳化性能,以及与阳离子表面活性剂十二烷基三甲基氯化铵(DTAC)的配伍性,研究了离子头基(—SO_3Na、—SO_4Na和—COONa,对应的表面活性剂缩写为C_(1214)E_3SO、C_(1214)E_3S和C_(1214)E_3C)对表面活性剂性能的影响。结果表明:复配体系稳定性、复配体系与十二烷之间的界面张力大小顺序为C_(1214)E_3C/DTAC>C_(1214)E_3SO/DTAC>C_(1214)E_3S/DTAC;C_(1214)E_3C的起泡能力明显高于C_(1214)E_3SO和C_(1214)E_3S;C_(1214)E_3C和C_(1214)E_3S的润湿时间短于C_(1214)E_3SO;乳化力大小顺序为C_(1214)E_3SO>C_(1214)E_3S>C_(1214)E_3C。

耐温抗盐阴-非离子表面活性剂SH乳化性能研究

针对江汉油田高温高矿化度的特殊情况,研究了阴-非离子表面活性剂SH在不同矿化度、温度、搅拌时间和质量浓度下,原油的乳化能力和乳化稳定性,并通过地层岩心研究了SH与原油形成的乳状液的封堵能力。结果表明,SH在温度为85℃、矿化度为27.7×104 mg/L情况下能与原油快速乳化,乳化后能快速破乳;当SH质量浓度为1000mg/L时,乳状液的类型由水包油向油包水型转变,当质量浓度达到10000mg/L时,乳状液的类型全转变为油包水型;SH形成的乳状液粒径大,有一定的封堵高渗层调剖作用,在高温高盐油藏有较好的适用性。

阴-非离子表面活性剂的结构性质

采用密度泛函理论中的B3LYP方法,在6-31+G(d)水平上对阴-非离子型表面活性剂正辛醇聚氧乙烯醚羧酸盐进行了几何构型优化,并考察了其与不同阳离子(Na+,Ca2+)之间的相互作用。量化计算结果表明:1)该表面活性剂的阴离子基团与阳离子结合时稳定构型均为2∶1型,即极性头中两个氧原子与阳离子发生稳定结合,并且非离子基团与Na+离子的结合能远小于阴离子基团与Na+离子的结合能;2)阳离子对表面活性剂电荷分布的影响主要集中在极性头中的原子、与极性头相连的α-亚甲基以及乙氧基中距离极性头最近的氧原子上;3)在静电相互作用下,表面活性剂在胶束中交错排列,形成稳定的镶嵌结构,且电荷分布在阳离子影响下保持动态平衡,在宏观上表现出耐盐性能。

阴-非离子表面活性剂对污染[土娄]土中菲和萘的洗脱

旨在以最少的增效试剂用量达到最大的增效修复效果,采用批处理方法,研究在临界胶束浓度(Critical Micelle Concentration,CMC)之下,阴离子表面活性剂SDS和非离子表面活性剂TritonX-100、Brij35和Tween80,以及在CMC浓度之上的Brij35和Tween80对污染土娄土中菲和萘总的洗脱效果。结果表明,在CMC以下,随着单一表面活性剂质量浓度的增大,菲和萘的总洗脱百分数逐渐增大,不同表面活性剂洗脱百分数大小顺序为SDS>Tween80>TritonX-100>Brij35,其洗脱机理主要归因于表面活性剂分子对疏水性有机物在水介质中溶解度的增加。混合表面活性剂对菲和萘污染土娄土具有较好的修复效果,其最佳洗脱质量浓度比为Tween80∶SDS=3∶5、TritonX-100∶SDS=1∶8、Brij35∶SDS为21∶200时,洗脱百分数达到100%。离子强度增加有利于增加SDS对菲和萘的洗脱百分数,而不利于增加非离子表面活性剂对菲和萘的洗脱百分数。质量浓度低于CMC的表面活性剂溶液以增溶的方式促进菲和萘从土壤中洗脱,阴-非离子表面活性剂混合使用可以高效净化土壤中的污染物菲和萘。

一种阴-非离子表面活性剂在安塞油田长6油藏适应性研究

对室内研发了一种阴-非离子型表面活性剂开展油藏适应性研究,测试了界面张力、乳化能力、油藏配伍性、岩心室内驱油实验。结果表明,该表面活性剂与安塞油田长6油藏原油的最终界面张力维持在10-3m N/m数量级,耐盐、耐温性较好,对原油具有较强的乳化能力,并且与安塞油田注入水配伍性良好,0.5%的质量分数下较水驱提高采收率12%以上,能满足安塞油田表面活性剂驱油的要求。现场试验10个井组,对应油井含水下降3.7%、增油效果明显,表明该表面活性剂在安塞油田长6油藏具有较好的适应性。

阴-非离子表面活性剂的合成及界面张力研究

以高温高盐油藏为切入点,从提高表面活性剂体系的抗温抗盐性等实际应用出发,介绍了氧乙基数为3、烷基碳数为8,10,12,14,16的五种APES系列表面活性剂的合成方法。同时对该系列表面活性剂与新疆漠北002脱气原油的动态界面张力进行评价;并对该系列表面活性剂的抗盐性进行深入研究。实验表明阴-非离子表面活性剂APES具有较好的耐盐性,十分适合在高盐油藏使用。

阴-非离子表面活性剂对稠油乳化的影响

为了探究不同类型阴-非离子表面活性剂对稠油乳化的影响,获得其构效关系,针对某油田某稠油区块原油,选择了6种单体型阴-非离子表面活性剂C14E3C、C14E5C、C14E7C、C14E9C、C16E3C、C18E3C,两种Gemini型阴-非离子表面活性剂OP4、OP15,利用旋转滴界面张力仪和稳定性分析仪,考察了表面活性剂质量分数、油水质量比以及聚合物对油水界面张力、原油乳状液粒径、稳定性等的影响规律。结果表明,单体型随着氧乙烯(EO)基团的增加,乳状液的稳定性变化不大,而烷基链的增长会小幅度增加乳状液的稳定性。对于Gemini型阴-非离子表面活性剂,EO基团个数的增加会小幅度增加乳状液的稳定性。单体型相较于Gemini型有较小的分子尺寸,界面张力稳态值普遍偏低。同时,聚合物的加入会提高乳状液的稳定性。

高盐油藏下Gemini/阴-非离子表面活性剂协同效应研究

研究了阳离子双子表面活性剂12-N-12与阴-非离子型表面活性剂W950混合体系与原油作用后的界面张力,结果表明:单独使用其中一种仅能使界面张力降低至10-2m N/m,而将两者一同使用后可产生较好的协同作用,且在W950与12-N-12摩尔比为(4∶1)^(1∶1.5)、总浓度为0.1%~0.2%的条件下与原油作用,可快速形成超低界面张力。对该复合型表面活性剂的耐温耐盐情况进行了相关测试,试验结果表明:该复合体系于高矿化度地层水中可形成相对稳定的溶液,在Ca2+,Mg2+离子质量浓度达到1 000 mg/L时仍能达到10-3m N/m的界面张力;抗温测试方面,升高溶液温度(30~65℃)会使界面张力进一步下降。综合研究表明,该体系满足高温高盐油藏提高采收率的需求。

非离子-阴离子Bola型表面活性剂和纳米SiO2颗粒协同稳定的双重响应型O/W乳状液

合成了一种非离子-阴离子Bola型智能表面活性剂,通过pH-响应可以在非离子型CH_(3)O(EO)_(5)-R_(11)-COOH(pHpKa)之间转换。单独使用时,非离子型和Bola型分别表现为不良乳化剂和优良乳化剂。与纳米SiO_(2)颗粒复配使用时,非离子型能与SiO_(2)颗粒协同稳定O/W(正癸烷)型Pickering乳状液,其中表面活性剂通过氢键作用吸附到颗粒表面产生原位疏水化作用,提高了颗粒的表面活性,并且这种Pickering乳状液具有pH-和温度-双重响应性,能够通过改变pH或者温度使乳状液在稳定和破乳之间实现多次转换。另一方面,Bola型CH_(3)O(EO)5-R_(11)-COONa能够与纳米SiO_(2)颗粒协同稳定分散液包油(oil-in-dispersion)乳状液,该乳状液具有良好的耐温性,但对调节pH时产生的盐较为敏感。然而与破乳后能完全返回水相便于回收再利用的同系物CH_(3)O(EO)7-R_(11)-COOH相比,具有较短EO链的CH_(3)O(EO)_(5)-R_(11)-COOH无论处于非离子型还是Bola型状态仍具有相当的油溶性,破乳后不能完全返回水相,表明EO数大小对这类新型智能表面活性剂的性能有显著的影响。

非离子及两性型碳氢表面活性剂对全氟辛酸在土壤中迁移的影响

碳氟型表面活性剂全氟辛酸(Perfuorooctanoic Acid,PFOA)的大量使用导致其与各类碳氢表面活性剂广泛共存于土壤-地下水环境中,对人体健康和生态安全存在潜在威胁.通过柱实验探究不同离子强度条件下(1.5 mmol·L^(-1)和30mmol·L^(-1)),非离子型碳氢表面活性剂烷基糖苷(Alkyl Polyglycoside,APG)及两性型碳氢表面活性剂十二烷基二甲基甜菜碱(Dodecyl Dimethyl Betaine,BS-12)对PFOA在两种饱和土壤中迁移行为的影响和作用机制.结果表明,APG能促进PFOA的迁移行为,其主控机制为APG与PFOA在土壤表面的竞争吸附作用;BS-12能通过对土壤表面负电荷的中和作用及疏水作用增强PFOA在土壤中的阻滞,抑制其迁移行为.因此,预测和评估PFOA在土壤中的迁移行为时,需考虑共存碳氢表面活性剂的影响.

阴阳离子表面活性剂对煤层自转向酸液的性能影响及优选

针对煤矿粉尘污染严重问题,研究了煤层OAPB自转向酸液均匀布酸,从而提高煤体含水率,借助黏度、荷电性、官能团等方法研究了不同阴阳离子表面活性剂对自转向酸液增黏、润湿性能的影响规律,探究了性能变化的内部原因,并根据测试结果进行了优选。结果表明:阳离子表面活性剂会直接导致自转向酸液破胶,阴离子表面活性剂的添加使自转向酸液黏度增加;SSA/SDBS润湿性能较好,表面张力最低为24.12 mN/m;SSA/SDBS-16表面张力值总体较高,自身润湿性能差,对煤体的吸附性能也较弱;通过红外实验发现在SSA/SDBS作用下OAPB分子更倾向于形成氢键,并通过三轴渗流实验验证了自转向酸液的渗流效果。

Gemini阳离子/含氟阴离子表面活性剂混合体系的界面润湿调控及解水锁机制研究

为有效解决低渗透致密砂岩气藏开采普遍存在的水锁伤害问题,研究了Gemini阳离子表面活性剂双季铵盐BQ-16和含氟阴离子表面活性剂全氟辛基磺酸钾(PPS)在降低表面张力和润湿调控方面的协同作用,并探究了BQ-16/PPS表面活性剂混合体系的润湿调控及解水锁机制。结果表明,当PPS的摩尔分数(α_(PPS))为0.7时,BQ-16/PPS表面活性剂混合体系的表面张力达到最低,低于任一纯组分,此时BQ-16/PPS表面活性剂混合体系接近电中性;BQ-16和PPS在岩心表面润湿调控方面表现出协同效应,当BQ-16/PPS表面活性剂混合体系总浓度为1×10^(-4)mol·L^(-1)、α_(PPS)为0.7时,盐水滴接触角最大,达到84.23°;BQ-16/PPS表面活性剂混合体系(α_(PPS)=0.7)在石英砂表面的吸附过程符合准二级动力学方程和Freundlich等温吸附模型,低浓度时为单分子层吸附,高浓度时为多分子层吸附;BQ-16/PPS表面活性剂混合体系(α_(PPS)=0.7)可将岩心的液体饱和度降至0.410,并将渗透率恢复值提高至0.78,说明BQ-16/PPS表面活性剂混合体系可有效解决水锁伤害,这主要与混合体系能够显著降低表面张力并通过在岩心表面的吸附改变岩心表面润湿性有关。

一种阴离子-非离子表面活性剂型降黏剂的制备及性能评价

以非离子表面活性剂曲拉通TX-100和阴离子表面活性剂对苯乙烯磺酸钠为原料复配制备了一种新型降黏剂,测定了新型降黏剂的表面张力、临界胶束浓度、界面张力及润湿性,考察了表面活性剂分子结构、降黏剂含量、实验温度和矿化度对降黏剂性能的影响,并分析了降黏剂的降黏机理。实验结果表明,新型降黏剂具有良好的降黏效果和耐温耐盐性能。降黏剂将稠油从油包水型乳状液转化成水包油型乳状液,生成的水膜提高了稠油的流动性,降黏剂分子通过油水界面扩散进入油相后,苯环与胶质和沥青质分子结构中的芳多环形成π-π作用,改变了稠油分子内部结构中存在的氢键、范德华力等作用力,从而达到降黏的效果。

阴-非离子型Gemini表面活性剂的合成研究进展

介绍了磺酸盐型、羧酸盐型和其他类型阴-非离子型Gemini表面活性剂的合成研究进展,简述了阴-非离子型Gemini表面活性剂与其他表面活性剂复配体系的性能特点及相关应用,并对阴-非离子型Gemini表面活性剂的发展趋势进行了展望。

特殊非离子表面活性剂在浓缩洗涤剂中的应用

在浓缩洗涤剂配方中,因大部分非离子表面活性剂有凝胶区间、阴离子表面活性剂溶解度有限,常常面临配方稳定性的技术挑战。通过探究了两个特殊的直链醇烷氧基化物EcoSense EP2308和EP2325,与AEO-9和异构醇醚在浓缩洗涤剂中的应用对比,实验发现EP2308和EP2325可显著提升浓缩洗涤剂的皮脂去污力,改善配方低温稳定性。使用EP2325可提高配方中阴离子表面活性剂的占比,让配方设计更加具有灵活性。

环保型糖基-阴离子表面活性剂的合成及性能评价

以葡萄糖、3-氨基丙烷磺酸和溴代十二烷等为原料,合成了环保型糖基-阴离子表面活性剂。采用IR光谱对产物的结构进行了鉴定。研究了温度、反应时间和氢氧化钠的浓度对目标产物产率的影响。结果表明,最佳反应条件为:反应温度65℃,反应时间为3 h,氢氧化钠的浓度为10%。目标产物易溶于水,微溶于乙醇,在丙酮、无水乙醇等有机溶剂中溶解性差;临界胶束浓度为2.51 mmol/L,HLB值为11.14,克拉夫特点较低,为4.3℃,具有较好的耐盐性。