通过使用 Physica MCR301 流变仪、TurbiscanLAb 稳定性分析仪、TX550A 型全量程界面张力测定仪等仪器开展了多乙烯多胺类破乳剂对两亲聚驱采出乳状液破乳影响研究。结果表明：多分支的多乙烯多胺类破乳剂随着破乳剂 EO 基百分数的减少，加入到两亲聚合物溶液后体系的弹性特点和变形恢复能力明显减弱。同时破乳剂的疏水 PO 基团以多点吸附的方式平躺在油水界面，使得分子在界面上的覆盖面积增加，有利于界面吸附。随着破乳剂 EO 基百分数的减少，油水界面黏度下降，形成的新的油水界面膜弹性特征减弱，表现为随着多乙烯多胺类破乳剂 EO 基百分数的减少，其对两亲聚驱乳状液的脱水能力逐渐增强。
关 键 词：
多乙烯多胺类破乳剂；乳状液；两亲聚合物；油水界面
常规聚合物驱油使用的部分水解聚丙烯酰胺不具有界面活性，而两亲聚合物由于其独特的结构特征，既亲水又亲油，具有一定的表面活性作用，也称为高分子表面活性剂或聚表剂。所以相比常规聚合物驱来说，两亲聚合物驱采出乳状液更加稳定。
而过去针对常规聚驱乳状液的研究以及常规聚驱采出乳状液破乳研究开展得较多，目前针对两亲聚合物驱乳状液的研究和两亲聚驱采出乳状液的破乳研究也越来越受到重视，也取得了一定的成果。笔者通过多乙烯多胺类破乳剂，考察了乳状液的脱水率、动态稳定性参数、乳状液的体相流变和界面性质等，对两亲聚驱采出乳状液破乳开展了一系列研究。
1 实验部分
1.1 材料和试剂
大庆采油一厂脱水原油；航空煤油；两亲聚合物（相对分子质量 720 万），大庆采油一厂提供；多 乙 烯 多 胺 类 破 乳 剂 （ A ）， 结 构 式 为D(PO)x(EO)y(PO)zH，D 为多乙烯多胺，EO 为聚氧乙烯，PO 为聚氧丙烯， x、y、z 代表聚合度；A25、A35、A45、A55 中的数字表示聚氧乙烯基所占百分数。
1.2 主要仪器
FM200 型分散乳化机，Fluko 流体机械制造有限公司；恒温水浴锅，江苏金怡仪器科技有限公司；TurbiscanLAb 稳定性分析仪，法国 Formulaction 公司；高级旋转流变仪（MCR301），奥地利安东帕公司；界面张力仪（TX550A 型），美国彪维工业公司。
2 结果与讨论
2.1 多乙烯多胺类破乳剂对乳状液脱水率的影响
在研究破乳剂对乳状液脱水率的影响（见图 1）时发现，对于多乙烯多胺类破乳剂来说，其加入到乳状液中后，随着破乳剂结构中 EO 基即聚氧乙烯基百分数的增加，乳状液脱水率逐渐下降。所研究的破乳剂的 EO 基百分数从 25%增加到 55%，乳状液加入破乳剂后脱水率的从 70%降到 20%。
2.2 Turbiscan Lab 分析仪研究破乳剂对乳状液破乳的影响
利用 Turbiscan Lab 分散稳定性分析仪研究了 A系列破乳剂结构对乳状液的动态稳定性的影响，结果如图 2 所示。
由图 2 可知，破乳剂加入后，乳状液的稳定参数值随时间的延长都呈逐渐上升趋势，说明乳状液的稳定性随时间的推移逐渐变差。破乳剂的 EO 基百分数对乳状液动态稳定性参数的影响见图 3。
从图 3 可以看出，对于多乙烯多胺类破乳剂来说，随着 EO 基百分数的增加，乳状液加入破乳剂后其动态稳定参数值逐渐降低，稳定性参数越小，乳状液稳定性越强。其结果与图 1 破乳剂 EO 基百分数对乳状液脱水率的影响（60 min）呈现的变化规律一致，多乙烯多胺类破乳剂含 EO 基百分数越高，破乳效果越差。
2.3 多乙烯多胺类破乳剂对乳状液水相流变行为的影响
运用流变仪考察了破乳剂加入聚合物溶液后，破乳剂对体系的流变曲线的影响，结果如图 4 所示。
在稳态剪切条件下，多乙烯多胺类破乳剂和聚合物混合溶液发生了连续形变，体系的黏度随剪切速率的增加逐渐降低。破乳剂的 EO 基百分数越高其加入聚合物溶液后，整个体系的黏度越高。两亲聚合物配成溶液后，两亲聚合物的疏水基团在体相中会形成许多疏水微区，聚合物的亲水基团则在疏水微区的外面伸展，形成胶束聚集体。
多乙烯多胺类破乳剂分子链长且有较多分支，其加入聚合物溶液后，多分支链上亲油的 PO 基团进入疏水微区内， 同时其亲水的长链 EO 基团深入水相，并在水相中呈卷曲状，致使整个体系所形成的混合胶束的疏水缔合作用减弱，导致破乳剂和聚合物混合溶液的结构黏度下降。破乳剂 EO 基百分数的减少，则意味着破乳剂 PO 基百分数的增加，破乳剂支化程度加大，加入多乙烯多胺类破乳剂的两亲聚合物溶液，所含破乳剂 EO 基百分数的越少整个体系的黏度越低。加入多乙烯多胺类破乳剂后，破乳剂对聚合物溶液的储存模量和损耗模量的影响见图 5。
从图 5 可以看出，随着振荡频率的增大，溶液的储存模量和损耗模量逐渐增大，而在同一振荡频率下，破乳剂的 EO 基百分数越大，加入聚合物溶液后体系的储存模量和损耗模量越大。破乳剂加入聚合物溶液后，在溶液中形成的混合胶束及胶束聚集体结构松散，体系的弹性特点和变形恢复能力明显减弱。随着加入的破乳剂 EO 基百分数的减少，破乳剂支化程度加大，混合胶束聚集体的结构更加松散，体系的储存模量和损耗模量降低。
2.4 多乙烯多胺类破乳剂对乳状液油水界面性质的影响
破乳剂 EO 基百分数对油/水（聚合物溶液）界面张力的影响如图 6 所示。
由图 6 可以看出，多乙烯多胺类破乳剂含 EO基百分数越多，加入到两亲聚合物溶液后体系油水界面张力越高。多乙烯多胺类破乳剂为多分支结构，加入到溶液后，会顶替部分吸附在油水界面上的聚合物分子，破乳剂的 PO 链节以多点吸附的方式平躺在油水界面，使得分子在界面上的覆盖面积增加，有利于界面吸附。随着破乳剂 EO 基百分数的增加，破乳剂分子中 PO 基所占比重下降，顶替油水界面上的聚合物分子的能力下降，界面活性降低。破乳剂对油水界面流变曲线的影响如图 7 所示。
由图 7 可以看出，随着剪切速率的增大体系油水界面黏度逐渐上升，在同一剪切速率下，随着破乳剂 EO 基百分数增加，油水界面黏度逐渐增大。多乙烯多胺类破乳剂加入后，其疏水的 PO 链替换了界面上部分两亲聚合物疏水基团，以多点吸附的方式平躺在油水界面上，其亲水的 EO 链呈卷曲状分布在体相，破乳剂分子中 PO 基所占比重越大，顶替油水界面上的聚合物分子就越多，形成的新界面膜的结构就越松散，从而表现为在相同剪切速率下，随着破乳剂 EO 基百分数的减少，油水界面黏度依次下降。破乳剂对油水界面的储存模量和损耗模量的影响如图 8 所示。
由图 8 可知，随着振荡频率的增加体系油水界面的储存模量和损耗模量逐渐增大，而在同一振荡频率下破乳剂的 EO 基百分数越大，体系油水界面的储存模量越大，而损耗模量变化不大。多乙烯多胺类破乳剂 EO 基百分数减少，其 PO 基所占百分数增加，其顶替吸附在油水界面上的聚合物分子的能力增强，形成的新的油水界面膜以弹性为主的特征减弱，黏性特征变化不大。
3 结 论
多乙烯多胺类破乳剂为分子链长且多支链结构破乳剂，加入到两亲聚驱采出乳状液后，随着破乳剂 EO 基百分数的减少，破乳剂支化程度加大，体系所形成的混合胶束聚集体的结构更加松散，体系的弹性特点和变形恢复能力明显减弱。随着加入的破乳剂 EO 基百分数的减少，即破乳剂分子中疏水的 PO 基所占比重增加，其会替换吸附在油水界面上的更多的聚合物分子，从而使油水界面黏度下降,界面活性增强，形成的新的油水界面膜以弹性为主的特征减弱，表现为随着加入的多乙烯多胺类破乳剂 EO 基百分数的减少，其对两亲聚驱乳状液的脱水能力逐渐增强。
原标题：多乙烯多胺类破乳剂对两亲聚驱采出乳状液破乳影响研究
原作者： 张红艳
相关文章
- 面向工业废水处理的催化电极及燃料电池耦合体系 之一 2021-07-27
- 除油过滤设备的改进及其在油田污水处理中的应用 2020-11-18
- 环境工程水处理中超滤膜技术的应用措施 2019-10-25
- 多通道电渗析应用于高盐废水处理的试验研究 2022-07-09
- a 层矿磷尾矿浓缩工艺试验研究 2020-12-27
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
