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1、Four short words sum up what has lifted most successful individuals above the crowd: a little bit more.-author-date新型表面活性剂和成及表征新型表面活性剂和成及表征新型表面活性剂和成及表征1. 烷基苯烷基磺酸盐的合成及性能指标分析1 实验部分 实验仪器美国Varian公司Unity-Inova600NMR仪;美国Texa型旋滴界面张力仪;DCAT21表面张力仪, 德国Daata Physics Instruments GmbH ;2151 型罗氏泡沫仪, 长沙化学试剂玻璃仪器有限公
2、司 试剂12碳烷基苯为抚顺洗化剂厂提供,烯磺酸为浙江赞成公司产品,由-烯烃经三氧化硫膜化法磺化得到的,油水为大庆三厂脱水油及矿化水,其他试剂为98%浓硫酸Na2CO3异丙醇石油醚，都是分析纯本文中表面活性剂浓度碱浓度皆以质量百分比浓度表示 实验方法1.3.1 合成方法 在250ml三口圆底烧瓶中加入烷基苯烯磺酸98%浓硫酸,通入氮气开动磁力搅拌器后,缓缓将油浴加热到反应温度保持恒温+/-1,定时测定反应体系的酸值,直到酸值不再上升为止,停止加热,得到暗红色粘稠液态产物,将产物加等体积去离子水，除去未反应的浓硫酸,再用30%NaOH中和,得到浅黄色粘稠液体,再经石油醚和20倍体积的水萃取,取下层
3、萃余液,再用石油醚萃取一次,取下层浅黄絮状液体，烘干。1.3. 2 重结晶在使用乙醇和乙酸乙酯进行结晶和重结晶时，将烘干的产品溶于少量溶解度较大的乙醇中，然后趁热慢慢地分小份加入溶解度较小的乙酸乙酯，直到它触及溶液的部位有沉淀生成但旋即有溶解为止。如果溶液的总体积太小，则可多加一些乙醇，然后重复以上操作。由于产品形成过饱和溶液的倾向很大，要避免这种现象，须用玻璃棒摩擦器壁形成晶核，此后晶体即沿此核心生长。结晶的速度很慢，冷溶液的结晶有时要数小时才能完全。为了降低欲纯化试剂在溶液中的溶解度，以便析出更多的结晶，提高产率，采取冷冻的方法，放入冰箱中冷却。制备好的热溶液必须经过过滤，以除去不溶性的杂
4、质，而且必须避免在抽滤的过程中在过滤器上结晶出来，采用保温漏斗过滤。欲使析出地晶体于母液有效地分离，用布氏漏斗抽滤。为了更好地使晶体和母液分离，用清洁地玻璃塞将晶体在布氏漏斗上挤压，并随同抽气尽量地去除母液。晶体表面地母液，可用尽量少地溶剂来洗涤，这时暂时停止抽气，用玻璃棒将已压紧地晶体挑松，加入少量地溶剂润湿，稍待片刻，使晶体能均匀地被浸透，然后再抽干，这样重复一、二次，使附于浸透表面地母液全部除去为止。并进行红外和C-13NMR波谱分析1.3.2 起泡力和稳泡性用2151 罗氏泡沫仪测定(QB511279)。 称取2. 5 g 合成的表面活性剂,用浓度0. 15 mmol/l的硬水定容至1
5、l,得到起泡液，温度控制在40 。罗氏泡沫仪管壁用起泡液冲洗完全后,注入起泡液并调节液面至50ml刻度处。将装有200ml起泡液的滴液管垂直放在管架上,打开活塞,当滴液管中的溶液流完时立即开动秒表并记录泡沫高度(mm) ,此时的泡沫高度为该表面活性剂的起泡力,5 min 后的泡沫高度为其稳泡力。1.3.3乳化性能用质量分数0. 1 %的试样40 ml与同体积液体石蜡在250 mL 的具塞锥形瓶中相混,剧烈振摇静置,重复此操作5 次,倒入100 ml的量筒中,记录出水相分出10 ml的时间(s) ,作为乳化力的相对比较。1.3.4 硬水稳定性硬水稳定性试验ISO 106321974 (E) ,将
6、不同浓度的表面活性剂与不同浓度的硬水溶液(按国标ISO2174 配制) 混合,把装有混合溶液的试管在(201) 放置1 h 以上(少于2 h)后,观察其现象,从而确定试样的稳定性等级。1.3.5 临界胶束浓度试验用12碳烷基苯和12-16碳烯磺酸为原料合成的烷基苯烷基磺酸,经提纯中和得到烷基苯烷基磺酸钠,临界胶束浓度测定：用二次蒸馏水配制浓度为0.001mmol/l0.020mmol/l的烷基苯烷基磺酸钠活性剂溶液，控制表面张力测量仪温度为30，再用挂片法测定各种浓度下的稳定表面张力值，测定时间小于或等于10000s。1.3.6 张力试验用12碳烷基苯和12-16碳烯磺酸为原料合成的烷基苯烷基
7、磺酸,经提纯中和得到烷基苯烷基磺酸钠,按以下比例（表1）配成表面活性剂在活性剂浓度0.1%, Na2CO3 0.6%-1.4%时测定此表面活性剂对大庆油水的界面活性。 表1:张力试验用表面活性剂体系的质量百分比构成table 1 Material Charge of the Surfactants烷基苯烷基磺酸钠12碳直链烷基苯磺钠异丙醇50%40%10%2 结果与讨论2.1 C-13NMR波谱分析 最终产物谱像可以看到，反式-2-烯磺酸的峰（139.9，117.9和55.3ppm）和顺式-2-烯磺酸的峰(137.8,117.2和50.2ppm)及磺内酯（83.5和45.9ppm）磺内酯（87
8、.0和47.6ppm）的峰均已消失，出现了代表R-CH2-SO3H的强峰（52.1ppm），表明产物已经生成。2.2 反应温度的影响温度在127-150之间的实验表明,温度越高,反应进行得越快,但温度高也会使反应物发生分解和氧化等副反应,使产物变黑,发出难闻的气味,最佳温度为1382.3 反应进程监控反应进程通过测量反映体系酸值监控,其中AOSACID存在多种同分异构体,这些同分异构体可分为两类:-烯磺酸及磺内酯-烯磺酸能在适当温度和条件下直接与烷基苯反应;磺内酯则需要开环再与烷基苯反应生成烷基苯烷基磺酸,开环中磺内酯转化为烯磺酸,使体系的酸值升高通过检测酸值的变化可以知道反应进行程度图1是1
9、2碳烷基苯和14碳-烯磺酸在137时酸值随时间变化的曲线从图中可以看到,反应后期,酸值趋于稳定, 这时可以认为基本反应基本完成,可以中止反应,而且从理论计算可知，反应体系中-烯磺酸完全反应后，体系酸值应为41.54mgKOH/g,测试酸值已经接近这个水平,可以认为反应终点基本达到，产物的转化率在90%以上。图1:反应体系酸值随时间变化曲线Fig.1 Variation of Acid Value with Time 2.4 反应物摩尔比及催化剂的影响为减少烯磺酸聚合形成没有表面活性的二聚体,需要烷基苯浓度与烯磺酸的浓度比略大于一,但过高的烷烯比会降低反应速度,还使后续提纯更为困难,经过不同浓度
10、比较试验,认为1.05:1是比较好的比例试验中发现浓硫酸的加入，能使反应在较低温度进行反应时间短并提高产率,烯磺酸与催化剂的摩尔比用1:0.1,这是因为浓硫酸有比较强的氧化性,过多的浓硫酸会使产物结焦变黑,控制浓硫酸的比例既能使反应顺利进行又尽量减小了氧化等副反应Berger2等提到一种合成烷基苯烷基磺酸的方法:加入少量水,将烷基苯烯磺酸浓硫酸加热到150,使磺内酯开环转变为-羟基磺酸,而后蒸馏除水,-羟基磺酸转换为-烯磺酸,再与烷基苯反应生成烷基苯烷基磺酸,本文中不用加水,磺内酯在催化剂的作用下,直接与苯环亲电加成生成产物2.5 氮气的影响在油浴开始加热的同时通入氮气可以减少高温时空气中氧气
11、对反应物的氧化作用, 提高产物的质量，同时带走反应体系中的水分，提高烷基化反应的速度2.6 提纯方法的影响本方法产物中主要杂质是烷基苯,采用石油醚萃取,但发现大量长链表面活性剂亦被萃取,这是由于它亲油又亲水,很容易以胶束的形式溶于石油醚,今后有必要使用高效的提纯方法,如针对本产物以烷基苯为主要杂质的特性,可使用减压蒸馏的方法提纯,但为防止产物受热分解,必须使减压蒸馏的温度在150以下2.7 起泡力和稳泡性起泡力和泡沫稳定性取决于表面活性剂在油水界面的排列密度，这又与表面活性剂的结构密切相关，表2显示了C12-12、 C12-14、 C12-16的起泡力和稳泡力，其中C12-16起泡表2 泡沫性
12、能Tab. 2 Foaming propertiesmm烷基苯烷基磺酸钠起泡力稳泡力差值C12-1299.574.525C12-1487.760.227.5C12-16724032力和稳泡力最差,C12-14 其次,C12-12最好，但三者地起泡力和稳泡力都比不上常规发泡剂如12C烷基苯磺酸钠、14C烯磺酸钠，这是由于三者的疏水基较大，不利于在气液界面吸附4。2. 8 乳化能力与硬水稳定性乳化能力与硬水稳定性如表3，可以看出在液体石蜡中三者都有极优的乳化能力，以C12-16乳化力最优,C12-14 其次,C12-12最低。因为对于以离子表面活性剂为乳化剂的乳状液,随着亲油基疏水性的增强，表面活
13、性剂与液体石蜡的亲和力增强，在油水界面排列更为紧密5。另外，3种产物中C12-12硬水稳定性最好，C12-14其次， C12-16最差，这是由于亲油基越大亲油性越强，水溶性随之降低。表3 乳化及硬水稳定性Tab. 3 The properties of emulsification , stability in hard water烷基苯烷基磺酸钠乳化力/ s硬水稳定性C12-121123.05C12-141352.79C12-161632.542.9 临界胶束浓度烷基苯烷基磺酸钠溶液的表面张力与浓度的关系见图2。图2 表面活性剂烷基苯烷基磺酸钠的表面张力与浓度的关系曲线Fig.2 Inter
14、facial tensions of dialkybenze sulfonates 临界胶束浓度是表面活性剂的一种主要性能参数，它可作为衡量其活性的一种标准。因为cmc越小，捕收性越强，可能成为优良的捕收剂，另外则表示此活性剂形成胶束所需的浓度越低，达到表面饱和吸附的浓度就越低，因而改变表面性质，起到润湿、乳化、增溶、起泡等作用所需的浓度也越低。通过曲线转折点可以看出C12-16烷基苯烷基磺酸钠表面活性剂的cmc最低，为0.0095mM，表面张力也最低，为26.31mN/m,界面性能优良，C12-14次之，C12-12最高，这是由于磺酸根为亲水基的表面活性剂，由于磺酸根的强亲水性，使表面活性剂
15、整体表现为亲水性大于疏水性。而随着碳链的延长，表面活性剂的疏水性逐渐增强，使表面活性剂疏水性与亲水性趋于相等，这使表面活性剂更易于形成胶束，而且界面活性更佳6。2.10 张力试验结果C12-16表面活性剂浓度为0.2%, Na2CO31.0%时对大庆三厂油水的界面活性为2.3310-3 mN/m此外,在该表面活性剂浓度为0.2%, Na2CO30.6%时也得到类似结果,但C12-14、C12-14在同样条件下界面张力只能达到10-2 mN/m的数量级。说明C12-16其在比较宽的碱浓度范围都能使界面张力达到超低，尤其是在弱碱区域界面张力性能优越，而C12-14、C12-14效果稍差3 结论：1
16、） 烷基苯烷基磺酸最佳合成条件为温度138,烷基苯与-烯烃磺酸硫酸的摩尔比为1.05:1: 0.1，并通入氮气。2) 三种表面活性剂常温起泡和稳泡能力一般，硬水稳定性也一般，乳化能力较优。3) 三种表面活性剂的临界胶束浓度都大大低于常用表面活性剂。4) C12-1烷基苯烷基磺酸盐在降低界面张力上性能最优，尤其在弱碱环境中降低油水界面张力能力最好。2. 双烷基苯磺酸钠的合成及性能指标基本原理：a) MCM-22催化-烯烃（AO）与烷基苯合成双烷基苯： +b) 双烷基苯与氯磺酸反应生成双烷基苯磺酸：+c) 双烷基苯磺酸经提纯中和得到双烷基苯磺酸钠1 实验部分1.1 实验仪器美国Varian公司Un
17、ity-Inova600NMR仪;美国Texa型旋滴界面张力仪;DCAT21表面张力仪, 德国Daata Physics Instruments GmbH ;2151 型罗氏泡沫仪, 长沙化学试剂玻璃仪器有限公司1.2 试剂烷基苯为抚顺洗化剂厂提供, AO为浙江赞成公司产品,油水为大庆三厂脱水油及矿化水,其他试剂为纯氯磺酸Na2CO3异丙醇石油醚，都是分析纯试剂在文中表面活性剂浓度碱浓度采用质量百分比浓度表示1.3 实验方法1.3.1 双烷基苯磺酸钠合成1.3.1.1 MCM-22催化-烯烃与烷基苯合成双烷基苯： 根据Olah George A5的方法，在压力400 psig ，温度 140，
18、烷基苯AO摩尔比为4：1进行反应，产物经减压蒸馏除去烷基苯得到双烷基苯，并进行1H NMR检测。1.3.1.2 双烷基苯与氯磺酸反应生成双烷基苯磺酸: 双烷基苯与氯磺酸摩尔比为1：1.05，在三口烧瓶中加入双烷基苯，开通磁力搅拌器，冰浴至5以下缓缓滴加氯磺酸，速度每分钟加10-20滴，加完后上升至20搅拌反应20分钟，再上升至25搅拌反应20分钟，最后上升至30搅拌60分钟完成反应。1.3.1.3 双烷基苯磺酸经提纯中和得到双烷基苯磺酸钠:用30%NaOH中和双烷基苯磺酸至PH7-8,得到浅黄色粘稠液体,用石油醚和20倍体积的水萃取,取下层萃取液,再用石油醚萃取一次,取下层,烘干并重结晶最终产
19、物1.3.2反应进程监控：使用薄层层析的方法，点样尽量用小的点样管。如这样，点的斑点较小，展开的色谱图分离度好，颜色分明。样品溶液的含水量越小越好，样品溶液含水量大，点样斑点扩散大。点好样的薄层板用电吹风的热风吹干或放入干燥器里晾干。 展开剂配制 选择1：1的乙醇和氯仿，各组成溶剂移入分液漏斗，强烈振摇使混合液充分混匀，绝对不应该把各组成溶液倒入展开缸，振摇展开缸来配制展开剂。混合不均匀和没有分液的展开剂，会造成层析的完全失败。把待展开的板放入斜架着，盖上展开缸的盖子。让展开剂的蒸气充满展开缸，并使薄层板吸附蒸气达到饱和，防止边沿效应，饱和时间在半个小时左右。展开时难免要打开盖子把薄层板放入展
20、开剂中，不过对薄层板与蒸气的吸附平衡影响不大，当然动作应该尽量轻、快。温湿度对薄层影响都很大。不冻结的前提下，通常温度越低分离越好，较难的分离需在低温下分离。 反应2h 后，中间产物斑点不再增加，说明反应基本完成。1.3.3 重结晶，起泡力和稳泡性，乳化性能，润湿性能，临界胶束浓度试验方法同烷基苯烷基磺酸盐。1.3.3 张力试验DC12-6、 DC12-10、 DC12-14双烷基苯磺酸钠和12碳直链烷基苯磺酸钠、异丙醇按5：4：1配成表面活性剂原液，用大庆矿化水配制含表面活性剂原液浓度0.1%, Na2CO3浓度0.6%-1.2%的表面活性剂溶液，测定此表面活性剂溶液对大庆三厂原油的界面活性
21、。2 结果与讨论2.1 检测结果：1H NMR检测结果显示，所有的双烷基苯1H NMR谱图都是相似的，有着相似的化学位移，因为双烷基苯结构对称，苯环上的氢只出现一个双重峰，末端的CH3出现一个三重峰。两相滴定显示最终产物的纯度在80%以上。2.2 磺化反应的时间控制：双烷基苯的磺化比烷基苯的磺化困难，正是由于连接了两条长烷基链后，空间位阻增大，阻碍磺化进行，如果反应时间或温度不够则反应不能进行完全，最终产物会发生分层现象，这是未完全反应剩余的未磺化油产生的现象，经试验确定磺化的最后阶段，即30磺化必须在60分钟才能完全磺化，但反应时间不能过长，否则会发生黑化、结焦等副反应。2.3 反应物摩尔比
22、及催化剂的影响为减少多烷基化，烷基苯和AO比值要大于1，但过高的烷烯比会降低反应速度,还使后续提纯更为困难,经过试验,我们认为4：1是比较好的比例试验中发现MCM-22能有效降低反应温度反应时间并提高产率,而且分离容易，对环境也不会造成污染。2.4 起泡力和稳泡性表1泡沫性能Tab.1Foaming propertiesmm双烷基苯磺酸盐起泡力稳泡力差值DC12-613011218DC12-101149321DC12-141017625DC12-14起泡力和稳泡力最差, DC12-10 其次, DC12-6最好（表2），但三者地起泡力和稳泡力都比不上常规发泡剂如12C烷基苯磺酸钠、14C烯磺酸
23、钠，这是由于三者的疏水基较大，不利于在气液界面吸附6。2. 5 乳化能力与润湿性能乳化能力与润湿性能如表2，可以看出无论是乳化能力还是润湿能力都以DC12-14最优, DC12-10 其次, DC12-6最低，这是由于随着阴离子表面活性剂疏水链的延长，其亲油性增强，对非极性固体或液体表面吸附能力增强，而且作为双尾型表面活性剂在极性/非极性界面排列更为紧密，对界面张力的降低更为明显，这使双烷基苯磺酸盐作为驱油剂时更易于使岩石润湿，也更易于乳化原油，提高了驱油效率7。表2乳化及润湿性能Tab.2The properties of emulsification , wettability双烷基苯磺酸
24、盐乳化力/ s润湿性/sDC12-683115DC12-1010492DC12-14122782.6 临界胶束浓度双烷基苯磺酸盐溶液的表面张力与浓度的关系见图1。图1 表面活性剂双烷基苯磺酸盐的表面张力与浓度的关系曲线Fig.1 Interfacial tensions of dialkybenze sulfonates 临界胶束浓度是表面活性剂的一种主要性能参数，它可作为衡量表面活性剂活性的一种标准。因为cmc越小，作为矿物浮选捕收剂时捕收性越强，可能成为优良的捕收剂，另外则表示此活性剂形成胶束所需的浓度越低，达到表面饱和吸附的浓度就越低，因而改变表面性质，起到润湿、乳化、增溶、起泡等作用所
25、需的浓度也越低。通过曲线转折点可以看出DC12-14双烷基苯磺酸盐表面活性剂的cmc最低，为0.014mM/l，界面性能优良，DC12-10次之，DC12-6最高，这是由于磺酸根为亲水基的表面活性剂，由于磺酸根的强亲水性，使表面活性剂整体表现为亲水性大于疏水性。而随着碳链的延长，表面活性剂的疏水性逐渐增强，使表面活性剂疏水性与亲水性趋于平衡，这使表面活性剂更易于在油水界面吸附，而且排列更为紧密，因而界面活性更佳8。2.7 张力试验结果表3 张力性能Table.3 Interfacial tensions of dialkybenze sulfonates mN/m双烷基苯磺酸盐碱浓度（Na2C
26、O3）0.60.81.01.2DC12-62.5210-17.5410-24.2210-23.2910-1DC12-103.3110-25.8910-33.5810-31.4410-2DC12-146.4510-32.6010-35.4010-43.2210-3从表三可见DC12-14这个表面活性剂复配体系去测大庆三厂原油,在 Na2CO3 0.6%-1.2%范围内都能使界面张力在10-3 mN/m数量级,这说明新表面活性剂在比较宽的碱浓度范围都能使界面张力达到超低，尤其是在弱碱区域界面张力性能优越DC12-10和 DC12-6则性能稍差，这是由于碳链稍短，不能使油水界面达到超低界面张力。但是
27、否亲油基越大弱碱界面张力性能越好还有待进一步研究。3 结论：双烷基苯磺酸盐作为一种新型双尾表面活性剂,在本研究中DC12-14已经表现出弱碱条件下的较佳的界面张力性能, DC12-10 、DC12-6稍差，今后需要进一步研究不同碳链的双烷基苯磺酸盐的界面张力性能，进行比较研究,及其与其他类型表面活性剂的复配,以适应不同油水及其他环境因素的变化3. 烷基苯烷基磺酸盐发泡性能测试 Keijzer113等在研究高温发泡剂的时候,发现长链烷基苯磺酸盐在高温时能有效地降低蒸汽的流动性,而且这一类的表面活性剂是热稳定的,并且,少量电解质气体能增加泡沫的稳定性,而表面活性剂的浓度和分子量是降低蒸汽流动性的最
28、主要的因素 C12-16烷基苯烷基磺酸盐疏水基较大，而与同样大的烷基苯烷基磺酸盐相比，它的水溶性又更高，从而一定程度上减少了常用高温发泡剂因为水溶性较低引起的性能下降，所以选用它做耐高温发泡剂进行了以下试验。1 实验仪器及试剂1.1 实验仪器Waring blender,美国；不锈钢瓶，耐温耐压耐酸碱，定制；350可调烘箱，无锡实验仪器厂。1.2 实验试剂各种试剂皆为分析纯，原油及配制发炮液的水为大庆三厂原油及矿化水，发泡液pH值调节为7.0(0.1MNaOH)。2 实验方法2.1 泡沫性能随浓度变化试验方法 使用Waring blender法测试发泡剂性能，取100ml发泡剂加入Waring
29、 blender搅拌器，5000转/分钟搅60秒后，测发泡体积v,然后观察泡沫下方析出的液体体积，当液体体积达到50ml时记录时间t0.5,即泡沫半衰期。v反映了发泡剂的发泡能力，t0.5则反映了泡沫的稳定性。配制的发泡剂浓度分别为1，2，3，4，5，6，7，8，9，10g/l的发泡剂100ml,按上述方法测试发泡体积及半衰期。 2.2 耐温性能测试方法把100ml发泡剂装入不锈钢瓶密封，在150、175、200、225、250、275不同设定温度下保存48h后按2.1中叙述方法测试发泡性能，比较耐温试验前后发泡剂的发泡能力及泡沫稳定性的差异，可以看出发泡剂的耐温性能。另外，分别配制5组100
30、mlpH8.5和pH11的浓度8%的发泡剂，在275保存12h、24h、36h、48h、60h后分别取出按2.1中叙述方法测试发泡性能,比较不同起始Ph值对发泡剂高温性能的影响。2.3 耐油试验方法配制含8%发泡剂及20%原油的发泡剂100ml按2.1中叙述方法测试发泡性能，与不含原油的发泡剂进行比较研究。2.4 沙对高温性能的影响 将100ml8g/l的发泡液与100g沙一起装入不锈钢瓶，300恒温，分五组分别在12h、24h、36h、48h、60h取出，两相滴定法测试活度，与不加沙的对照组比较研究。3 结果与讨论3.1 C12-16浓度性能试验发泡剂浓度实验是为了确定最佳的发泡剂浓度值，试
31、验结果发泡体积随浓度变化曲线如图1，半衰期随浓度变化曲线如图2。 从图1看到，随着发泡剂浓度的升高，发泡体积随之升高，到6g/l达到顶点，随后达到一个平稳的阶段，发泡体积基本不变。图2中可见，随着发泡剂浓度的升高，从1-4g/l发泡液的半衰期缓慢增长，从4-7g/l增长加快，7g/l以后达到一个近似平台的区域，半衰期增长缓慢。综合发泡体积和半衰期的试验，最佳的发泡剂浓度在8g/l左右。从试验结果可知，1-4g/l浓度的发泡剂虽然能产生一定体积的泡沫，但半衰期很短，即泡沫的稳定性很差，易于破裂，这样的泡沫不能形成有效的压力梯度，驱油效果很差；4-7g/l的阶段发泡体积和半衰期都有一个稳定的提升，
32、驱油能力也随之提高；到8g/l时泡沫体积和半衰期都达到平台期，进一步提高发泡剂浓度并不能显著提高发泡剂的发泡体积和半衰期，所以最佳发泡剂浓度约为8g/l。3.2 C12-16耐温性能：随着温度的升高，特别是达到200时，很多发泡剂都会发生分解，为了测试 C12-16的耐温性能，进行了150、175、200、225、250、275不同温度阶段48h耐温试验，由于磺酸盐类发泡剂受热分解的机理为磺酸根的解离，生成未磺化油和磺酸盐3，而未磺化油对发泡性能会有所影响，所以试验采用发泡体积和半衰期更能准确反映发泡剂的耐温性能。试验结果如表2，试验结果可以看出，从150到250发泡体积和半衰期都有所降低，特
33、别是温度越高下降的越多，但总体来说还在可接受的范围内，对驱油效果影响不大，但高于250时发泡剂的分解加快，两相滴定的结果验证了这一假设（250和27548h耐温试验后测得的分解率分别为15%和40%）。表2 C12-16的48h耐温试验（发泡剂浓度：8g/l）温度v(ml)t0.5(s)25460288150450283175450277200440268225400256250380237275320180高温条件下发泡液的起始pH值对其耐高温性能的实验结果如下（图3）：275条件下起始pH8.5和pH11比较实验表明，发泡液的起始pH值对发泡剂的热稳定性有显著作用，随着时间的延长，两种发泡
34、液中的发泡剂都发生了分解，但起始pH值8.5的发泡液中发泡剂分解较快，体系的pH值也降低至5-6，快于起始pH值11的发泡液中的发泡剂的分解，这可能是由于OH-对发泡剂中磺酸根解离的抑制作用。两相滴定的结果也印证了这一推论：起始pH11的发泡剂中活性物含量在60h后降低至66%，而起始pH8.5的则降低至55%。3.3 C12-16耐油性能原油对发泡剂发泡体积的影响试验结果如图4，由于原油具有一定的消泡作用，图4中可以看出加入20%原油后，发泡体积稍有下降。图5中则显示加入20%原油后，泡沫的半衰期大大增加。这是由于原油中的沥青质和胶质的稳泡作用，稳泡剂也是影响发泡体系性能的重要因素，泡沫的稳
35、定性与液膜的强度密不可分,而液膜的强度与液膜的表面粘度、表面张力和表面电荷等密切相关。其中,液膜的表面粘度是决定泡沫稳定性的关键,表面粘度越大,则液膜越不易受到外界扰动而破裂,同时也将减缓液膜的排液速度和气体透过膜的扩散速度,增加泡沫的稳定性。现阶段原油开采大都进入中后期沥青质和胶质增多，可以看出原油中的沥青质和胶质发生了稳泡作用，使C12-16半衰期延长。 3.4 沙对高温性能的影响 原油在岩隙中，驱油及驱油过程中受到岩石沙粒的影响不容忽视。300时沙对C12-16热稳定性的影响见图6，从图中可见，在这种高温环境下，两相滴定表明，C12-16降解的速率在沙砾存在时明显降低，沙明显对发泡剂分子
36、起了稳定的作用。时间（h）wt%（不加沙）Wt%（加沙）01001001284852468743652644834586023534 结论C12-16较佳的使用条件是浓度0.8%， pH11。在150-250区间发泡剂性能略有下降，而且温度越高下降约明显，超过250时发泡剂分结束率明显加快。所以C12-16发泡温度最好控制在250以内。C12-16发泡液加入原油后，发泡体积略有下降，但半衰期大大延长，耐油性能极佳。1 邹文华,崔正刚,张天林.重烷基苯磺酸盐驱油剂中试产品的应用性能J.日用化学工业 2002，32(6)P16-192 沈平平，俞家镛.大幅度提高石油采收率的基础研究C2002，P1
37、1-16 3 Cayias J L, Schechter R S, Wade W H. Modeling crude oils for low interfacial tensionJ. Soc Petrol Eng J, 1976, 16: 351-357.4 Hou ,J.et al.Study of the effect of ASP solution viscosity on displacement efficiency.paper SPE 71492 present at the 2001 SPE Annual Technical Conference and Exhibition
38、 ,New Orleans ,LA ,Sept.30 Oct.35 Olah George A. Selective isopropylation of cumene to meta-diisopropylbenzene. United States Patent 4547604, 1985-10-156 Muijs, H. M. (Koninklijke/Shell Lab, Amsterdam, Neth); Keijzer, P. P. M.; Wiersma, R. J. Surfactants for mobility control in high-temperature stea
39、m-foam applications. Source: Society of Petroleum Engineers of AIME, (Paper) SPE17361, 1988, p 905-9147 韩 冬, 沈平平. 表面活性剂驱油原理及应用M. 北京: 石油工业出版社, 20018 Cambridge VH, Wolcott J M , Constant W D. An investigation of the factors influencing transient interfacial tension behavior in crude oil alkaline water
40、 systems J. Chem. Eng, Commun. ; 1989, 84 (1) : 97 111.1 Moore, D. et. al. Evaluating a Steam Flood Performance Over a 7-10 Year Period Using 4D Seismic Attributes and Production Data. paper SPE 54269 presented at 1999 SPE Asia Pacific Oil & Gas Conference, Jakarta, Indonesia, April 20-22 Novosad, J
41、. (Petroleum Recovery Inst); Maini, B. B.; Huang, A. Retention of foam forming surfactants at elevated temperatures. Source: Preprints - Annual Technical Meeting of the Petroleum Society of CIM, v 1, 317-325, 1985, 85p3 Maini, B. B. (Petroleum Recovery Inst); Ma, V. Relationship between foam stabili
42、ty measured in static tests and flow behavior of foams in porous media. Source: Society of Petroleum Engineers of AIME, (Paper) SPE, 1984, 10p4烷基苯烷基磺酸钠同系物界面张力研究C12-12/C12-16 复配体系相互作用参数* Mixtures ratio (Wt)C12-12:C12-16 =1: 8*C12-12:C12-16 =1:4*Oil phasedecanedodecanetetradecanedecanedodecane tetrade
43、caneX1X1M-C10,cmcC20,cmc (102nm2)(102nm2) 0.730.75-4.6-4.3-0.37.2410-72.5110-40.1448.444.40.740.76-4.5-4.2-0.37.2410-72.5710-40.1447.943.20.760.77-4.5-4.1 -0.47.4110-72.8810-40.2346.745.70.760.78-5.1-4.8-0.37.2410-72.4010-40.0947.542.80.770.79-5.1-4.8-0.37.0810-72.5110-40.1446.5 41.90.780.79-5.1-4.7
44、-0.47.4110-72.8810-40.2345.645.2* 在界面张力等于5mN/m时计算C12-12/C12-16及其混合物分子几何排列参数及最低界面张力，模拟地层水, 45C*. Hydrocarbon phasedecanedodecanetetradecaneSurfactants and their mixturePacking parameterIFTmin mN/mPacking parameterIFTmin mN/mPacking parameterIFTmin mN/mC12-121.501.41.421.31.141.2C12-160.640.120.710.24
45、0.830.31C12-12/C12-16 mixture1:8(wt)1:4(wt)0.990.985.910-36.210-31.010.996.510-37.310-31.031.017.510-38.110-3表6、C12-12/C12-16 (weight ratio is 1:20)相互作用参数Hydrocarbon phasesdecanetetradecaneX10.660.69X1M0.680.69-4.8-4.7-4.5-4.3-0.3-0.40.160.25(102nm2)51.752.6Packing parameters0.920.90IFTmin (mN/m)3.610-25.810-2