石油磺酸盐 表面活性剂

油田污水对磺酸盐表面活性剂临界胶束浓度的影响

周 华，方新湘，聂春梅，白 云

（克拉玛依石化有限责任公司炼油化工研究院， 新疆 克拉玛依，834000）

摘 要：针对油田开采中后期大量污水产生，油气成藏环境变差导致驱油率降低的现状，在实验室以表

面张力法测定磺酸盐表面活性剂临界胶束浓度，根据CMC形成机理，考查了磺酸盐表面活性剂临界胶束形成前后，对应表面张力测定值的变化，通过油田污水对磺酸盐表面活性剂临界胶束浓度的影响实验及结果讨论，得到一些规律，为磺酸盐表面活性剂在复合驱技术中的更好应用提供理论依据。

关键词：油田污水；表面活性剂；临界胶束浓度

随着开采中后期原油产量的递减，地面水侵作用导致油田进入高含水期，产生大量污水，为保护环境实现污水的循环利用，采出的油田污水经处理后，会再次回注地下油藏用于驱替原油。另一方面，油气成藏环境变差导致剩余油被圈闭在岩石孔隙中，形成不连续的油块，

[1]

在油珠的粘滞力和毛细管力作用下，仍约有50%以上的地层原油未采出。

磺酸盐表面活性剂是以石油及其馏份为原料，用磺化剂磺化，再用碱中和而制成的一种阴离子表面活性剂，与其他类型的表面活性剂相比，因其原料来自石油馏分，与原油相似相溶，可剥蚀水流通道中吸附在岩石颗

东北石油大学硕士学位论文

重烷基苯磺酸盐表面活性剂性能研究

摘 要

三元复合驱是颇具发展前景的强化采油技术之一，为老油田的稳产接替和提高采收率展现了广阔的前景。尽管人们对三元复合驱的研究取得了令人满意的成果，部分成果已经进行了工业化试验，取得了一定的经济效益，但它仍有一部分问题有待于进一步加以研究和解决，如驱油机理的进一步深入研究，驱油效率的影响因素，剩余油带或残余油带的预测，驱替剂配方的改善优化，三元复合驱成本的降低，复合体系弱碱化及无碱化，新型廉价表面活性剂:较高相对分子质量耐盐聚合物的研制，地面工艺、注入方式的优化，采出原油的破乳、脱水、脱剂等、后续问题的处理等等。总之， 三元复合驱采油技术在二十一世纪有广泛的应用前景，具有较大的可行性和技术经济性，值得我国各大油田研究实验和推广。

由十二烷基苯精馏副产物—重烷基苯，经磺化、中和后得到重烷基苯磺酸盐表面活性剂是重烷基苯磺酸盐的主要原料。目前己由大庆石油管理局化工集团东昊公司实现工业规模化生产，并且在我国的几个三元复合驱的试验区中投注使用。

但是，由于重烷基苯属于工业产品的副产物，所以其成分相当复杂，性能又不是十分稳定，如果为了进行原料精制，则又会失去成本较低廉的优势。因此，为了生产出质优

（一）.Kraft点，浊点（昙点） 温度对增溶作用的影响：

? ★ Kraft点：对于离子型表面活性剂，温度增加到某个温度，表面活性剂的溶解度

急剧升高，这一温度即Kraft点。 ? ★浊点（昙点）：对于非离子型表面活性剂，温度增加到某个温度，表面活性剂的溶

解度急剧下降，溶液出现浑浊，这一温度即浊点。 ? 表面活性剂的复配：表面活性剂相互间，或与其它化合物配合使用能提高增溶能力，

降低用量。 （二）.CMC

★Def：表面活性剂在水中随着浓度增大，表面上聚集的活性剂分子形成定向排列的紧密单分子层，多余的分子在体相内部也三三两两的以憎水基互相靠拢，聚集在一起形成胶束，这开始形成胶束的最低浓度称为临界胶束浓度。

表面活性剂在溶液中开始形成胶束的最低浓度称为临界胶束浓度。 胶束形状： 球状、棒状、层状

★ 胶束的作用：乳化作用；泡沫作用；分散作用；增溶作用；催化作用

润湿：液体和固体表面接触时，原来的固

－气界面消失，形成新的固－液界面的现象。是溶液表面张力下降，溶液表面具有吸附现象的结果。

增溶:脂溶性强的物质在与本身性质相似的胶束中，溶解度可明显增大，形成透明溶液，这一作用称为增溶。增溶体系为热力学上稳定的各向同性溶液。

一定浓度的表面活性剂溶液中溶

浙江纳美化工科技有限公司MES项目可行性研究报告（草）

1、总论..................................................................................................................... - 1 -

1.1．项目名称及建设方式............................................................................... - 1 - 1.2.项目主办单位.............................................................................................. - 1 - 1.3.项目背景及国内、国际现状..................................................................... - 1 - 1.4.项目规模及范围............................................................

表面活性剂：是一种加入很少即能明显降低溶剂（通常为水）的表面（或界面张力），改变物系的界面状态，能够产生润湿、乳化、起泡、憎溶及分散等一系列作用，从而达到实际应用的要求的精细化学品。在结构上至少存在亲水基和疏水基两种基团，一个分子中可以同时存在多个亲水基，多个疏水基。

分类：（1）按离子类型分类：1）非离子型表面活性剂 2）离子型表面活性剂：阴离子、阳离子、两性（2） 按表面活性剂的特殊性分类：碳氟表面活性剂、含硅表面活性剂、高分子表面活性剂、生物表面活性剂、冠醚型表面活性剂。

常见阴离子、阳离子、两性表面活性剂的中英文名、简写及结构

（1）阴离子：十二烷基苯磺酸钠：Sodium dodecyl benzene sulfonate （SDBS或LAS）

；

（2） 阳离子：苄基三甲基氯化铵：Benzyltrimethylammonium Chloride （TMBAC）

（3）非离子：脂肪醇聚氧乙烯醚： Primary Alcobol Ethoxylate （AE或AEO） R-O-(CH2CH2O)n-H （4）两性：十二烷基甜菜碱：Dodecyl dimethyl betaine （BS-12） C12H25-N+(CH3)2CH2

一、名词解释：

1、界面吸附：指物质由相内部富集与界面的现象；

2、Stern电位ψs:固体表面外侧的Stern面至溶液本体相的电位差为Stern电位ψs 3、Zeta电位ζ：由滑移面至溶液本体相的电位差，称为电位ζ。 4、扩散双电层厚度k-1：k-1为扩散双电层的理论厚度。

5、吸附效率：界面吸附效率为单位浓度所能达到的界面吸附量，用?2/C2。 6、吸附效能：界面吸附效能则为界面所能达到的最大吸附量，即饱和吸附量??

7、界面张力降低效率：表面活性剂的单位本体浓度引起表面张力降低的值，用π/c表示。 8、界面张力降低效能：即表面活性剂降低表面张力的最大值，用?CMC表示。

9、临界胶束浓度CMC：溶液的表面现象（表面张力、临界张力）与其内部性质（摩尔电导、电导率、渗透压、浊度以及密度变化等）存在相互一致的内在关系，即溶液所有的物理性质的变化存在一个范围小、统一的浓度突变点。该突变点即为临界胶束浓度。

10、胶束的聚集数：胶束大小的量度是聚集数，即缔合成胶束的表面活性剂分子（或离子）数。

11、增溶：不溶于水的物质，在使用醇及其他溶剂的情况下，由于添加少量表面活性剂而透明地溶于水的现象称为增溶。

12、离子型表面活性剂的温度TK：离子型

表面活性剂列表

BIODOT 表面活性剂套装

N：非离子表面活性剂 A：阴离子表面活性剂 C:：阳离子表面活性剂 M：两性表面活性剂 编号 商品名 种类 HLB值 分子量 作用

S1 NINATE 411 A 385 溶剂相容性，良好的增溶剂和乳化剂。

S2 Pluronic F68 N ＞24 8400 卓越的增溶剂和去污剂；可能具有非溶血性。 S3 Zony FSN 100 N 低浓度时是卓越的润湿剂，可溶于30％酒精和碱液。

S4 Aerosol OT100% A 445 在溶剂/TMB 系统中具有功效，优良的润湿剂和乳化剂，具有优良的防雾、典型的释放和分散性质。

S5 GEROPON T-77 A 425 具有良好的润湿和扩散性质。 S6 BIO-TERGE AS-40 A 315 温和，溶剂相溶性。

S7 STANDAPOL ES-1 A 345 强阴离子表面活性剂。结构中含有两部分月桂醇硫酸五钠盐。 S8 苯甲胺氯（C8-C18）C 混合物 抗菌，溶剂相容性。 S9 Tetronic 1307 M ＞24 18600 非溶血性，溶剂相容性，抗静电，优良的消泡剂和分散剂。 S10 Surfynol 465 N 13 混合物 非溶血性

现代助剂化学结课论文

表面活性剂在纳米材料上的应用

2013年6月

引言

纳米材料被公认是21世纪最具研究前途和潜力的科研领域。作为一门新的学科，纳米材料的研究现已成为国内外材料科研的一大热点。纳米材料又称超微细粉材，颗粒的尺寸一般在1～100nm之间，因具有较大的表面能、较难稳定存在、易发生自发的团聚等特点，所以在生物工程、光电领域、医学、化工等多个领域都有着广泛的应用。而表面活性剂有工业味精之称，具有湿润、乳化、分散、增溶、发泡、消泡、渗透等一系列优异性能，几乎已经渗透到眼下生活中的所有技术经济部门。表面活性剂具有独特的双亲结构，其结构分为亲水基和亲油基两大部分，有着良好的吸附性，易形成胶束，因此在纳米材料的制备中有着广泛的应用。表面活性剂独特的结构决定了它分散机制的独特性，实际在纳米材料制备中主要是通过控制纳米微粒大小和形态，改善纳米微粒表面性能，控制纳米材料结构等三种重要的作用途径来实现的。下面将介绍表面活性剂的分散机制及其在纳米材料制备中的三种主要途径的对应方法。

1.表面活性剂在纳米材料制备中的应用

表面活性剂具有独特的双亲结构，决定了其在纳米材料制备中作用机理的独特性。下面分别介绍不同作用机理所对应的纳米材料的制备方法

芳基油酸类表面活性剂的性能研究

摘要 芳基烷基磺酸盐表面活性剂以优异的性能在三次采油测试中得到了较好的实验结果。本实验室以简单的路线合成了这一类表面活性剂。它的结构特点是亲水基团连在的烷基链的端部而不是芳环上，增加了分子的热稳定性和水溶性。但是这类表面活性剂的合成需要a—烯烃为原料，目前石油价格上涨，a—烯烃价格昂贵。根据原料的结构特点，结构类似且在我国有较大产量的可再生资源油酸为原料，合成了具有类似烷基链结构的芳基油酸类表面活性剂，探讨结构和性能的关系，为这类表面活性剂的实际应用奠定基础。

关键词：芳基油酸类 表面活性剂 性能

1.概述

随着我国国民经济的迅速发展，对石油的需求量正逐年增加。在目前世界石油价格大幅攀升的局势下，大量的石油进口无疑成为了我国经济发展的沉重负担。经过传统的一次采油和二次采油，目前我国油田主要进入了三次采油阶段。如今，化学驱中，表面活性剂驱被认为是最有效的驱油方式。但是使用表面活性剂驱油的注入费用较高，而且技术复杂，生产见效慢，风险性较大，因此需要进行大量的基础研究工作为实际应用提供技术支持。

芳香族经过烷基化磺化一步法得到的新型阴离子表面活性剂芳基烷基磺酸盐，其磺酸基团连接在烷基链端部而不是连接在芳环上，因此比

第一章 表面活性剂绪论

1 基本概念： (1)表面张力

表面张力是指作用于液体表面单位长度上使表面收缩的力（N/m） (2)表面活性物质

能使水的表面张力明显降低的溶质称为表面活性物质。 (3)表面活性剂

表面活性剂是指在加入少量时就能显著降低溶液表面张力并改变体系界面状态的物质 。 (4)表面活性剂有效值

能够把水的表面张力降低到的最小值。显然，

能把水的表面张力降得愈低，该表面活性剂愈有效。 (5) C20

C20 ：降低溶液表面张力 20mN·m-1 时所需的表面活性剂浓度, 该值愈小表明表面活性剂在界面的吸附能力愈强。 (6)cmc

临界胶束浓度简称CMC

表面活性剂在溶液中开始形成胶束的最低浓度称为临界胶束浓度。 (7)胶束

两亲分子溶解在水中达一定浓度时，其非极性部分会互相吸引，从而使得分子自发形成有序的聚集体，使憎水基向里、亲水基向外，减小了憎水基与水分子的接触，使体系能量下降，这种多分子有序聚集体称为胶束。 随着亲水基不同和浓度不同，形成的胶束可呈现棒状、层状或球状等多种形状。 (8)胶束聚集数

胶束聚集数：指缔和成胶束的表面活性剂分子或离子的数量，可度量胶束的大小。 疏水性↑，胶束聚集数↑

胶束聚集数=胶束量（胶束