能分别采用不同相对分子质量的 HPG 和不同取代 度 的 HPG-MA 作 为 破 乳 剂 ， 在 沉 降 时 间 为40min、温度为60℃的条件下，对含油量为10%的O/W型乳状液进行破乳实验探究。脱油率随破乳剂添加量的变化结果如图7所示。
实验结果表明，在60℃、未添加破乳剂时，乳状液仅仅依靠重力沉降作用，即使沉降时间延伸至120min的条件下，其脱油率也仅为7%，表明该乳状液体系是极其稳定的。当破乳剂 HPG 添加量加到 2000mg/L，不同相对分子质量的 HPG 脱油率分别仅为 17%、19% 和 21%，表明 HPG 不是一类性能良好的破乳剂。但是，通过酯交换反应后，由于引入亲油性酯基，HPG-MA 的脱油率显著提升，不 同 取 代 度 HPG-1-MA 的 脱 油 率 分 别 为 34%、86% 和 45%。其中，HPG-1-MA-2 的破乳效果最佳，足以满足工业需求 （乳状液的脱油率大于85%）。相比于HPG-1-MA-1和HPG-1-MA-3，破乳剂 HPG-1-MA-2 具有合适的取代度，即羟基和甲基丙烯酸缩水甘油酯的比例，进而拥有很高的界面活性。这样独特的核壳结构，有利于破乳剂HPG-1-MA-2 分子有效地替代油水界面的表面活性剂物质，达到高效破乳的需求。HPG-3-MA 和HPG-5-MA的情况与HPG-1-MA类似。
为了更贴近实际应用需求，分别选取三个具有代表性的中国油田温度，即低温油藏温度30℃、大庆油田温度 45℃、长庆油田温度 60℃，沉降时间分别为 10min、20min、30min 和 40min，破乳剂添加量分别为 500mg/L、1000mg/L、1500mg/L 和2000mg/L，进一步评价 HPG-MA-2 破乳剂的破乳性能。
2.2.1 添加量
采用不同相对分子质量的 HPG-MA-2 作为破乳剂，探究了不同破乳剂添加量对含油量为 10%的 O/W 型乳状液破乳效果的影响。乳状液脱油率随不同破乳剂添加量的变化如图8所示。
如图8所示，随着破乳剂添加量的增加，脱油率逐渐增大；当沉降时间为 40min、破乳温度为60℃ 时 ， 破 乳 剂 的 添 加 量 从 500mg/L 提 升 至2000mg/L， HPG-1-MA 的 脱 油 率 从 60% 增 加 至86%；由此可知，破乳剂添加量是影响破乳效果的重要因素之一。究其原因，当破乳剂添加量较低时，破乳剂以单分子形式吸附在油水界面；此时，破乳剂的脱油率与其添加量成正比。当破乳剂的添加量增至临界胶束浓度（CMC）时，破乳剂在油水界面的吸附量吸附趋于饱和，脱油率也达到峰值。
2.2.2 破乳温度
由图8所示，随着破乳温度的升高，破乳剂的脱油率也明显增加；因此，温度是影响破乳效果的另外一个重要因素。采用 HPG-MA 作为破乳剂，探究不同温度对含油量为 10% 的 O/W 型乳状液脱油率的影响，结果如图9所示。
如图 9 所示，随着破乳温度的升高，HPG-3-MA-2的脱油率逐渐增大；当沉降时间为 20min、破乳剂添加量为 500mg/L 时，温度从 30℃升高至60℃，破乳剂HPG-3-MA-2的脱油率增加了19%。
基于分子热动力学机理，破乳剂分子在温度较高的情况下运动更快，促进其加速吸附到油水界面，取代原有的表面活性剂物质，由于新的破乳剂分子自身独特的超支化结构不利于相互靠近，导致新的界面膜结构松散、稳定性较低，加之重力沉降作用，导致乳状液油水分离。特别注意的是，当破乳温度为 60℃、沉降时间为 40min、破乳剂添加量为2000mg/L 时，破乳剂 HPG-3-MA-2 的脱油率达到88%，而且脱出的水色较清。
2.2.3 沉降时间
采用 HPG-MA-2 作为破乳剂，探究了不同沉降时间对含油量为 10% 的 O/W 型乳状液破乳效果的影响，结果如图10所示。
如图 10 所示，当破乳剂添加量为 2000mg/L、破乳温度为 60℃时，沉降时间由 10min 延长至40min，HPG-5-MA-2 脱油率从 82% 提升至 90%。
由此可见，沉降时间是另一个影响破乳效果的重要因素。随着沉降时间的延长，破乳剂的脱油率随之增大，破乳性能也持续增强。但特别注意的是，沉降时间延伸到40min时，破乳剂的破乳过程基本结束，破乳达到平衡状态，其脱油率与沉降时间为90min或者120min时基本保持一致，相比于其他文献报道[13]的传统破乳剂至少需要90min达到破乳平衡，HPG-MA-2是一种相对快速、有效的破乳剂，其在短时间内达到破乳平衡的优点，易于其在工业方面的应用。这一优良特性归结于 HPG-MA-2 破乳剂所特有的超支化结构以及羟基、醚键与水分子的相互作用。一方面，HPG-MA-2 破乳剂分子结构独特的超支化结构有利于其多点吸附在油水界面；另一方面，分子结构中的醚键与水分子相互作用以及独特的双亲性结构，可有效降低界面张力，快速取代原有的表面活性剂物质。除此之外，由于 HPG-MA-2 所特有的超支化结构导致破乳剂分子难以相互靠近形成稳定的界面膜，致使其新形成的界面膜结构松散、强度较低，进而有效缩短液滴和液膜的破裂时间，有利于快速破乳的目的。
2.2.4 相对分子质量
采用 HPG-MA-2 作为破乳剂，探究了不同相对分子质量的破乳剂在添加量为 2000mg/L、破乳温度 60℃的条件下对含油量为 10% 的 O/W 型乳状液破乳效果的影响，结果如图11所示。
如图11 所示，随着破乳剂相对分子质量的增加 （Mn=2300~43000），脱油率也随之增大；在添加量为 2000mg/L、破乳温度 60℃、沉降时间为10min 时，脱油率由 HPG-1-MA-2 的 60% 增加到HPG-5-MA-2 的 82%；这是由于随着破乳剂相对分子质量的增加，破乳剂分子界面膜排水速率加快，有利于破乳剂分子快速迁移到油水界面，加之自身特有的超支化双亲性结构，使其破乳效果也随之提高。
原标题：超支化聚缩水甘油甲基丙烯酸酯作为O/W型乳状液的破乳剂
原作者：张丽锋 詹宁宁 秦立娟 赵新星 周立山 滕厚开 方文军
相关文章
- 隔油-水解酸化-两级 A ／ O 组合工艺处理生猪屠宰废水 2021-04-29
- 龙岩市煤矿废水重金属成分研究 2022-03-21
- 常减压电脱盐工艺技术改造及优化 2023-01-12
- 海水直流冷却机组全厂废水零排放技术优化选择 2022-06-16
- 特钢重金属和氟离子废水循环再利用新技术 2020-05-12
最新文章
- 城镇污水处理厂全流程水质管理方法分析 2023-01-29
- 高排放标准下某高新园区污水处理厂工程实例 2023-01-16
- 一种树状多支化破乳剂的合成与应用 2023-01-14
- 地层注入水悬浮物含量偏高原因分析与治理 2023-01-13
- 浅谈胶印润版液的净化循环使用 2023-01-13
