沥青乳化剂及沥青乳液性能研究

测定了 4种沥青乳化剂的临界胶束浓度、临界胶束浓度下的表面张力以及沥青乳液的油水界面张力和 ζ电位。考察了胜华 10 0 # 道路沥青的最佳乳化工艺条件以及水中阴、阳离子对油水界面 ζ电位的影响。研究结果表明 ,乳化剂的性质是决定乳化效果及沥青乳液基本性质的主要因素 ,乳化剂水溶液 pH值对乳化效果的影响比乳化剂浓度和乳化温度的影响大。乳化沥青油水界面张力越低 ,ζ电位越高 ,乳状液的稳定性越好     

分子模拟技术在乳化沥青研究中的应用

利用分子模拟技术对乳化沥青的乳化和稳定机制进行研究。选用结构不同的基质沥青,基于改进的B-L法,构建三维无定型平均结构;利用分子模拟软件构建水/乳化剂/沥青体系进行分子动力学模拟;通过界面形成能、界面层厚度、扩散系数等参数研究沥青与乳化剂相互作用对油水界面性质的影响。结果表明:分子模拟技术能够有效表征乳化沥青乳化和稳定机制;随着乳化剂用量的增加,界面形成能增大、界面层厚度增加、分子扩散系数变小,乳化剂单层膜的稳定性增加,降低油水界面张力的能力增强;对于不同的沥青体系,具有高芳碳率、高环烷碳率、高芳香环缩合度、低烷基碳率的沥青与乳化剂的相互作用越强,界面形成能绝对值越大、界面层厚度越大、扩散系数越小,乳化剂降低沥青/水界面能量的能力越强。     

沥青乳化剂及沥青乳液性能研究

测定了4种沥青乳化剂的临界胶束浓度，临界胶束浓度下的表面张力以及沥青乳液的油-水界面张力和ζ电位，考察了胜华100#道路沥青的最佳乳化工艺条件以及水中阴，阳离子对油-水界面ζ电位的影响。研究结果表明，乳化剂的性质是决定乳化效果及沥青乳液基本性质的主要因素，乳化剂水溶液pH值对乳化效果的影响比乳化剂浓度和乳化温度的的影响大。乳化沥青油-水界面张力越低，ζ电位越高，乳状液的稳定性越好。     

固体颗粒对油田采出水性质的影响

通过试验研究了固体颗粒对油水界面张力、界面剪切粘度、悬浮液体系zeta电势等的影响,进而考察了不同条件（如矿化度、pH值等）对胜利油田坨四采出水悬浮液稳定性的影响。结果表明：含固体颗粒的体系,油水界面张力、zeta电势增加;固体颗粒浓度增加,水中油含量降低,固含量增加,界面剪切粘度增大,悬浮液稳定性增强。     

集料化学成分/乳化沥青体系传质吸附

为了探究集料化学成分、乳化剂含量、集料固含量对乳化沥青传质吸附的影响程度,测试了集料主要化学成分(SiO_2、MgO、Al_2O_3、Fe_2O_3、CaO、CaCO_3)的比表面积、表面能、pH值和碱值;应用正交设计法,设计了皂液/集料、乳化沥青/集料化学成分2个体系进行对比,测试了2种体系溶液的电导率,分析影响乳化沥青传质吸附的集料特性和电导率比值间的关联性。结果表明:就集料化学成分特性而言,各个特性值差异显著,可用于区分集料化学成分;就乳化沥青制备材料而言,乳化剂十二烷基苯磺酸钠(SDBS)溶液的电导率大于十八烷基三甲基氯化铵(STAC)溶液的电导率,稳定剂氯化钙溶液的电导率远大于聚乙烯醇溶液,pH调节剂溶液的电导率数值都比较大,随着乳化剂、稳定剂、pH调节剂溶液浓度的增加,三者电导率增幅明显;皂液在经过胶体磨剪切及离心机离心作用后,阳离子型(STAC)和阴离子型(SDBS)皂液的电导率较剪切和离心前变化幅度不大,推荐皂液离心时间15 min;皂液/集料体系的电导率总体上是大于乳化沥青/集料体系的电导率。集料化学成分是影响乳化沥青/集料体系传质吸附的显著因素,在阳离子型(STAC)乳化沥青中,Al_2O_3对其电导率比值影响最大,其集料化学成分特性pH值与电导率比值关联度明显;在阴离子型(SDBS)乳化沥青中,CaO、CaCO_3对其电导率比值影响较大,其集料化学成分特性碱值与电导率比值关联明显。     

大庆减压渣油馏分油水界面张力的研究

采用超临界萃取分离技术 ,将大庆减压渣油按相对分子质量分割为 17个馏分 ,并对各馏分进行了化学组成分析和紫外光谱测定。在此基础上 ,采用吊环法对各馏分在不同条件 (馏分质量分数、油相组成、盐的种类及质量分数、水相 pH值 )下的油水界面张力进行了研究。结果表明 ,大庆减渣馏分相对分子质量逐渐增大 ,氢碳原子比逐渐下降 ,芳香共轭结构逐渐增多 ;随着馏分在油相中质量分数的增大 ,界面张力下降 ,且下降趋势相似 ,总体降幅不大 ;随着油相中庚烷的增多 ,界面张力降低。水相中CaCl2 使得油水界面张力上升 ,而NaCl或KCl对油水界面张力影响较小。水相 pH值在酸性范围内变化时 ,基本不影响油水界面张力 ,pH值在碱性范围内增大时 ,界面张力降低。     

辽河稠油组分间相互作用对油水界面张力的影响

考察了辽河稠油脱沥青质油、胶质、沥青质及胶质与沥青质混合物对水包稠油乳状液油水界面张力的影响。结果表明：在不同的水包稠油乳状液体系中，辽河脱沥青质油中饱和分、芳香分的存在能够促进胶质与乳化剂的相互作用，降低体系的油水界面张力；辽河胶质与沥青质两者之间相互作用较弱，对油水界面张力影响很小；沥青质的界面活性高于胶质和脱沥青质油，在水包稠油乳状液的形成过程中，沥青质起主要稳定作用；具有高芳碳率、低烷基碳率、高芳香环缩合程度的组分在水包稠油乳状液中界面活性较高。     

分子沉积膜驱剂在原油/水中的分配及油水界面张力

考察了pH值、温度和时间对分子沉积膜驱剂在大庆原油和孤岛原油/水中的分配及油水界面张力的影响。结果表明,pH值增加,分子沉积膜驱剂在油水相中的分配系数增加,界面张力降低,但总体上分配系数较低;温度升高,分子沉积膜驱剂在原油/水中的分配系数和界面张力均有所降低;在约196h后,分子沉积膜驱剂在原油/水中的分配达到平衡。分子沉积膜驱剂向界面扩散和吸附的动力学过程缓慢;随着时间的增加,分子沉积膜驱剂溶液与孤岛原油界面张力先迅速降低后缓慢降低,并没有出现象表面活性剂那样的低界面张力;NaCl浓度对油水界面张力的影响不大;分子沉积膜驱剂在孤岛原油中的溶解度大于在大庆原油中的溶解度,且相同条件下的界面张力更低。     

乳胶基质体系油-水界面张力实验

 采用接触角张力仪测定乳胶基质体系油-水两相的界面张力。实验研究了温度对碳质燃料、乳化剂的表面张力的影响,以及乳化剂对乳胶基质中油-水界面张力的影响,结果表明,随着温度升高,碳质燃料、乳化剂的表面张力降低;而随着乳化剂质量分数的增加,油-水界面张力首先显著下降,随后趋向恒定值;乳胶基质体系中加入不同的乳化剂,高分子乳化剂形成的体系界面张力值相对较高。     

大庆减压渣油馏分油水界面张力的研究

采用超临界萃取分离技术，将大庆减压渣油按相对分子质量分割为17个馏分，并对各馏分进行了化学组成分析和紫外光谱测定。在此基础上，采用吊环法对各馏分在不同条件(馏分质量分数、油相组成、盐的种类及质量分数、水相pH值)下的油水界面张力进行了研究。结果表明，大庆减渣馏分相对分子质量逐渐增大，氢碳原子比逐渐下降，芳香共轭结构逐渐增多；随着馏分在油相中质量分数的增大，界面张力下降，且下降趋势相似，总体降幅不大；随着油相中庚烷的增多，界面张力降低。水相中CaCl2使得油水界面张力上升，而NaCl或KCl对油水界面张力影响较小。水相pH值在酸性范围内变化时，基本不影响油水界面张力，pH值在碱性范围内增大时，界面张力降低。     

壬基酚聚氧乙烯醚型阳离子沥青乳化剂的合成及在线红外光谱研究

以壬基酚聚氧乙烯醚(NP-10)、三乙胺和环氧氯丙烷为原料,反应合成出新型N-(3-壬基酚聚氧乙烯醚(10)-2-羟基)丙基-N,N,N-三乙基氯化铵阳离子沥青乳化剂.确定最佳反应条件为:反应时间8 h,反应温度70℃,Na OH与NP-10的摩尔比1.0,环氧氯丙烷与NP-10的摩尔比1.2,三乙胺与NP-10的摩尔比1.2.在最佳工艺条件下产物收率可达48.72%.采用红外光谱(FTIR)对产物结构进行了鉴定.采用在线红外光谱(online FTIR)手段对反应进程进行跟踪,检测出生成了中间体.基于相关实验数据,合理地提出了反应机理.产物的临界胶束浓度(CMC)为1.19×10-3mol/L,该数值较小,在CMC下的表面张力为40.13 m N/m.该乳化剂对沥青的乳化能力良好,得到的乳化沥青有良好的储存稳定性,归属于慢裂型产品.     

丙烯酸系交联缔合型增稠剂的制备及表征

以甲基丙烯酸（MAA）、丙烯酸乙酯（EA）和亲水性聚氧化乙烯长链末端连有疏水性烷基长链的功能单体（BEM）为原料,采用半连续乳液聚合方法,合成交联剂邻苯二甲酸二烯丙酯（DAP）的质量分数不同的憎水改性交联缔合型增稠剂乳液。测定乳液基本性能,对其碱溶液黏度和透光率随 pH 值的变化进行表征。结果表明,随 NaOH 溶液的加入,乳液的 pH 值升高,其透光率迅速增大达到最大值后基本不变;而其黏度随 pH 值的变化趋势是先迅速升高后缓慢下降;交联剂用量对增稠剂碱溶液的以上行为有明显影响;聚合时加入少量交联剂可提高增稠剂的增稠效果及其抗剪切性能,但其使用量超过单体质量 0. 1%时则会明显降低其增稠效果。     

表面活性剂对长庆超低渗砂岩油藏化学渗吸的影响

以长庆油田超低渗储层Y284区块为研究对象,通过静态渗吸、油水界面张力、润湿性以及油水黏度比测量等实验,研究了表面活性剂性能对化学渗吸采收率的影响。结果表明:在超低渗Y284砂岩储层中,阴离子型表面活性剂的渗吸效果最好,并且阴离子亲油基碳链长度的增加可以增强渗吸作用;溶液p H大于两性离子等电点时,甜菜碱型表面活性剂可促进渗吸作用;阳离子表面活性剂不适用于砂岩油藏的化学渗吸采油中;当界面张力处于10-1m N/m数量级时,界面张力下降,渗吸采收率升高,当界面张力处于10-2m N/m数量级时,界面张力上升,渗吸采收率升高;表面活性剂可以改善岩石表面润湿性,增强渗吸作用;给出了油砂静态渗吸的毛管数表达式,润湿相黏度的适当增加或非湿相黏度的降低有利于毛管数的增加,可以增大渗吸采收率。     

一种新型甜菜碱型沥青乳化剂的合成及在线红外光谱分析

以月桂醇、环氧氯丙烷、二甲胺、氯乙酸经三步反应合成出一种新型甜菜碱型沥青乳化剂.确定了第一步合成2-(十二烷氧基亚甲基)环氧乙烷的最佳反应条件,其收率为75.7%.利用红外光谱对3种产物结构进行了表征,利用在线红外光谱技术对第一步合成2-(十二烷氧基亚甲基)环氧乙烷的反应进行追踪分析,检测出中间体.基于以上实验数据,提出了合理的反应机理.最终产物的临界胶束浓度为8.8×10-5mol/L,在临界胶束浓度下的表面张力为21.2 mN/m.该乳化剂属于中裂型沥青乳化剂.     

季铵盐乳化剂对透层乳化沥青存储稳定性的影响

采用激光粒度仪、Zeta电位测试仪等对制备的季铵盐乳化沥青的粒度分布和Zeta电位情况进行测试,分析了季铵盐乳化剂对乳化沥青粒度分布和Zeta电位的影响机理,探讨了乳化剂用量和pH值对透层乳化沥青存储稳定性的影响.结果表明:当乳化剂质量分数为1.6％、乳液pH值为4时,透层乳化沥青的存储稳定性最好.     

Modeling of mass transfer characteristics of bubble column reactor with surfactant present

Danckwert‘s method was used to determine the specific interfacial area, a, and the individual mass transfer coefficient, κL, during absorption of CO2 in a bubble column with an anionic surfactant in the carbonate-bicarbonate buffer solution and NaAsO2 as catalyst, the presence of which decreases the specific interracial area and the individual mass transfer coefficient. The specific interfacial area and the individual mass transfer coefficient increase with increasing superficial gas velocity. The specific interfacial area decreases whereas the individual mass transfer coefficient increases with increasing temperature. The results of experiments were used to determine the dependence of a, κL, and κLa on the surface tension, the temperature of the absorption phase, and the superficial velocity of the gas. The calculated results from the correlation were found to be within 10% deviation from the actual experimental results.