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原油破乳剂的扩链剂

来源:邵君( 先生,国内国际部经理 ) 发布时间:2018-4-28 15:46:34
目前,国内外对破乳剂的研究主要是以非离子的聚氧乙烯聚氧丙烯嵌段聚合物为主,对其进行改性,其改性的方法主要有:改头、换尾、加骨、扩链、接枝、交联、复配等。其中,采用原油破乳剂的扩链剂扩链方法改性时,一般以二元羧酸或二聚脂肪酸作原油破乳剂的扩链剂,也有用2-丁烯二酸、苯二酸作原油破乳剂的扩链剂,还有用四丙烯琥珀酸酐作原油破乳剂的扩链剂的,都取得了很好的破乳效果。支化破乳剂一般采用含多个活性氢的起始剂和接枝等方法制备。笔者所述采用多胺和多元醇支化方法尚未见报道。

对破乳机理的研究表明,W/O型原油乳状液的界面膜强度较大,这使原油中的水珠在碰撞后不易破裂,乳状液较稳定,所以界面膜的破坏是破乳的关键所在。高分子破乳剂(特别是支链型的高分子破乳剂)在界面上取代原来的乳化剂后形成的吸附膜不紧密,保护作用差,有利于W/O型乳化原油的破乳。

Taylar等认为,破乳剂的主要作用是降低界面膜的粘度。Wasan等认为,破乳剂在液滴中的浓度必须足够高以满足其在界面的分散,破乳剂界面吸附越多,破乳效果越好;破乳剂的界面活性对破乳效果有显著的影响,界面活性应超过界面张力梯度,但降低界面粘度的能力与破乳效果没有一一对应的关系。

Urdahl等认为,相对分子质量低的聚合物对油水界面有强亲和性,不可逆吸附在界面上,完全或部分置换成膜物质;聚合物有絮凝作用。

Berger等提出破乳剂在水相的分配系数(Kp)这一概念,Kp=cw/co,即分配系数为破乳剂在水、油相中的浓度比,Kp>1表明破乳剂亲水性好,Kp<1表明破乳剂亲油性好,Kp=1表明破乳剂界面活性最高,聚集能力最强。

对O/W型乳化原油破乳机理的研究发现,不同破乳剂有不同的破乳机理:

(1)电解质主要是通过减小油珠表面的负电性和改变乳化剂的亲水亲油平衡值而起作用。

(2)低分子醇是通过改变油、水相的极性(使油相的极性增加,水相的极性减小),使破乳剂移向油相或水相,而起破乳作用。



中文名称:2,2-二羟甲基丁酸

中文同义词:扩链剂亲水剂DMBA,2,2-二羟甲基丁酸;2,2-双(羟甲基)丁酸;二羟甲基丁酸;双羟甲基丁酸;二羟甲基丁酸(DMBA);2,2-二羟甲基丁酸(DMBA)

英文名称:2,2-Bis(hydroxymethyl)butyric acid

英文同义词:2,2-Dimethylolbutyric Acid;2,2-Bis(Hydroxymethyl)Butyric Acid;2,2-Bis(Hydroxymethyl)-N-Butyric Acid;2,2-Bis(Hydroxymethyl)Butanoic Acid;Dimethylolbutanoicacid(Dmba);Dimethylolbutanoicacid;

CAS号:10097-02-6    EINECS号:424-090-1

分子式:C6H12O4  分子量:148.16

物化性质:外观为白色晶体,熔点108-115 °C ,可溶于水、甲醇、丙酮等。

2,2-二羟甲基丁酸(扩链剂亲水剂DMBA)用途:DMBA是带有两个活性的羟甲基团的新戊基羧酸,因此可以被用作合成水性高分子体系,可广泛用于水溶性聚氨酯、聚酯、环氧树脂等方面。DMBA在不同溶剂中具有比DMPA更好的溶解性能,因此可以使工作效率得到很大的改善。

DMBA被视为水性聚氨酯用新一代绿色环保型扩链剂和内乳化剂,生产水性聚氨酯胶黏剂,无需使用有机溶剂,有机残留物为零。不存在使用DMPA熔点高、溶解慢、反应时间长、能耗高、产品性能差、需要加入有机溶剂、溶剂残留量大等问题。还可用于水性环氧树脂、聚酯等胶黏剂的制造。目前水性聚氨酯、水性树脂、水性胶粘剂、水性涂料等水性产品多用途改性助剂(亲水扩链剂),作为单体,改性过程中,二羟甲基丁酸(DMBA)无需添加任何有机溶剂(以水代替),生产工艺更加简单,性能稳定,.其中二羟甲基丙酸(DMPA)以优越的性价比使得其在水性领域应用较为普遍!



(3)表面活性剂通过与乳化剂反应(阳离子型表面活性剂),形成不牢固的吸附膜(有分支结构的阴离子型表面活性剂)和抵消作用(油溶型表面活性剂)引起破乳。

(4)聚合物主要通过聚结机理起破乳作用。 笔者研究了线形B61聚醚经扩链并支化改性后对原油的破乳效果。

通过界面张力的测定,分析了B61聚醚结构与破乳活性间的关系和破乳机理。

B61聚醚用己二酸扩链引入羧基官能团,然后用三乙撑四胺、D-山梨醇、D-木糖、季戊四醇等对扩链产物进行支化,合成了若干扩链支化型破乳剂。测定它们的相对分子质量和相关官能团,分析其性能与结构的关系;测定改性产物的界面张力,分析界面张力与破乳性能间的关系。

结果表明,B61聚醚经扩链后,对某些原油的破乳能力有所提高,破乳能力与界面张力间有一定的相关性,但无明显的对应关系;扩链破乳剂支化后破乳能力进一步增强,多胺类支化剂优于多元醇支化剂。

破乳剂是一种能破坏乳状液的表面活性剂。破乳剂主要通过部分取代稳定膜的作用使乳状液破坏。用作脱水剂,能把原油及重油中的水分脱出来,使含水量达到要求;用于油井中可降低原油粘度,使油井不堵。由脂肪醇、环氧丙烷、环氧乙烷聚合而得。易溶于水,淡黄色或乳白色粘稠液体。肥皂气味。凝固点25~ 40℃。羟值≤60毫克氢氧化钾/克。,水溶液呈乳白色。

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