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混合型烷醇酰胺復(fù)雜組成對油/水界面張力的影響規(guī)律（一）
來源：化工進展 瀏覽 1057 次 發(fā)布時間:2024-11-21
摘要：為了探究混合型烷醇酰胺復(fù)雜組成對油/水界面張力的作用機制，采用GC-MS聯(lián)用分析了混合型烷醇酰胺（GYD）的組成，并用自制的不同烷基鏈長醇酰胺（簡記為CnDEA，n=8，10，12，14，16）在大慶原油條件下研究了GYD組成對油/水界面張力的影響規(guī)律。結(jié)果表明，降低油/水界面張力能力強弱為C14DEA>C12DEA≈GYD>C16DEA>C10DEA>C8DEA，C14DEA、C12DEA和GYD在一定濃度范圍內(nèi)能降低油/水界面張力至10?3mN/m數(shù)量級；CnDEA之間復(fù)配體系的界面活性取決于體系中各單分子結(jié)構(gòu)烷醇酰胺相對含量，其中C14DEA/C12DEA相對含量是影響體系油/水界面活性的關(guān)鍵因素，當(dāng)C14DEA/C12DEA復(fù)配比大于1時，體系達到超低界面張力濃度窗口更寬，界面動態(tài)特性更好；適量助劑（月桂酸和二乙醇胺）的加入對體系降低界面張力有一定的協(xié)同效應(yīng)；GYD/C14DEA復(fù)配體系隨C14DEA濃度增加，體系界面活性明顯改善。
烷醇酰胺具有良好的表面活性，是非離子表面活性劑中最重要的品種之一，其毒性低、生物降解性好，是現(xiàn)代合成洗滌劑中重要的活性物，廣泛應(yīng)用于洗滌劑、泡沫穩(wěn)定劑、增稠劑、柔軟劑、防銹劑和抗靜電劑等，同時因其具有抗鹽、抗高價離子以及良好的配伍性等優(yōu)點，也可用于三次采油。其中，椰油酸二乙醇酰胺因其良好的界面活性及價格低廉成為油田上最常用的非離子表面活性劑之一，主要由椰油酸(酯)與二乙醇胺制備所得，根據(jù)酸和胺的摩爾比不同可分為1∶1型和1∶2型，分別稱為Ninol（尼諾爾）6501、Ninol 6502。因其反應(yīng)原料椰油酸是由不同結(jié)構(gòu)脂肪酸同系物組成，故本文將此類由組成復(fù)雜原料制備所得烷醇酰胺，稱為混合型烷醇酰胺。
雖然椰油酸二乙醇酰胺具有諸多優(yōu)點，但也存在某些不足。本文作者課題組在對不同批次市售1∶1型混合烷醇酰胺（GYD）與原油油/水界面性質(zhì)研究及配方篩選時發(fā)現(xiàn)其界面活性有較大差異，分析認為可能是由于GYD組成不同所致，究竟何種組分對降低油/水界面張力貢獻大，何種貢獻小或起副作用，是否能通過調(diào)節(jié)組成比例來改善體系界面性能？基于上述現(xiàn)狀，本文通過測定自制系列1∶1型不同碳鏈脂肪酸二乙醇酰胺及其復(fù)配體系與原油動態(tài)界面張力，詳細地研究了GYD各組分對油/水界面張力的影響規(guī)律。
1實驗部分
1.1試劑及儀器
主要試劑：正辛酸、正癸酸、月桂酸、豆蔻酸、棕櫚酸，碳鏈長度依次為8、10、12、14、16，天津市光復(fù)精細化工研究所；甘油、二乙醇胺（DEA）、氫氧化鉀等，成都市科龍化工試劑廠，所用試劑均為分析純；GYD為一種混合型烷醇酰胺，工業(yè)級。
實驗用油：大慶采油二廠脫水原油（45℃黏度為29.87mPa·s，密度為0.8596g/cm3）。
實驗用水：大慶采油二廠污水，總礦化度為3883.52mg/L，水質(zhì)分析見表1。
主要儀器：7890A-5975C氣相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用儀，美國安捷倫公司；旋轉(zhuǎn)液滴法界面張力儀，芬蘭Kibron公司。
表1大慶采油二廠污水水質(zhì)分析
1.2烷醇酰胺的制備
將脂肪酸加入四口燒瓶中，通入氮氣，加熱融化后加入適量二乙醇胺，繼續(xù)升溫至預(yù)設(shè)溫度，反應(yīng)至游離酸含量小于1.5%后，降溫至一定值，加入剩余的二乙醇胺和催化劑（用量為原料的1.5%），保溫反應(yīng)至游離胺值不再改變?yōu)橹?，得到琥珀色黏稠液體或淡黃色固體。
1.3 GYD組分及含量分析
使用GC-MS聯(lián)用對GYD進行組分及含量分析，具體測試條件如下。
色譜條件：HP-5MS色譜柱（30m×0.25mm×0.25μm），進樣口溫度280℃，接口溫度280℃，柱溫起始溫度50℃，以20℃/min升至220℃，保留2min，再以10℃/min升至280℃，保留1min，載氣為He（99.999%），不分流進樣，恒流1mL/min，進樣量1μL。
質(zhì)譜條件：接口溫度280℃，四級桿溫度150℃，離子源溫度230℃，溶劑延遲時間2min，電離方式EI，電離能量70eV，全掃描。
1.4界面張力的測定
在45℃、5000r/min測試條件下，用旋滴界面張力儀測定表面活性劑與大慶采油二廠脫水原油的動態(tài)界面張力。其基本原理是通過旋轉(zhuǎn)使油滴處于一定離心場中，利用系統(tǒng)圖像處理軟件，實時記錄油滴的形狀和尺寸，每1min或3min計算一次界面張力值，從而可得到動態(tài)界面張力曲線，并取20min時所測數(shù)據(jù)為界面張力穩(wěn)定值。