表面活性剂化学

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1、第二篇采油化学采油化学是研究如何用化学方法解决采油过程中遇到的问题。采油中出现的问题有:油层的问题，集中表现在采收率不高。油井的问题，砂、蜡、水、稠、低。水井的问题，主要有出砂、水注不进去和注水剖面不均匀造成注水效率低。第三章表面活性剂一、表面现象1、界面、表面和相界面是指物质的相与相之间的交界面。通常将有气相组成的气-固、气-液等界面称为表面。相（phase）是指体系中物理和化学性质均匀的部分。2、表面张力（surfacetension）表面张力的产生，从简单分子引力观点来看，是由于液体内部分子与液体表面层分子(厚度约10-7cm)的处境不

2、同。液体内部分子所受到的周围相邻分子的作用力是对称的，互相抵消，而液体表面层分子所受到的周围相邻分子的作用力是不对称的，其受到垂直于表面向内的吸引力更大，这个力即为表面张力。二、表面活性剂及其结构特点1、表面活性剂：使用浓度在0.01-0.1%，就能使表面性质如表面张力发生明显变化的物质。2、表面活性剂的结构特点：表面活性剂有一个共同的基本结构，是由具有易溶于油的亲油基和易溶于水的亲水基组成的。同时亲水基和亲油基的对立作用必须比较相称，有一种相当平衡的关系。三、表面活性剂的分类以亲水基团是否是离子型及其类别为主要依据，分为：（一）阴离子型活性

3、剂它可以在水中电离，起活性作用的是阴离子。阴离子活性剂还可以细分成：1、盐类型。由有机酸根负离子与金属离子组成。羧酸盐型磺酸盐型十二烷基苯磺酸钠十六烷基磺酸钠2、酯盐类型：分子中既有酯的结构，又有盐的结构十六烷基硫酸酯钠十六烷基磷酸酯钠（二）阳离子活性剂在水中电离以后，起活性作用的是阳离子。1、胺盐型：高级伯胺、仲胺、叔胺与酸中和形成的胺盐，总称为胺盐型阳离子表面活性剂。这类表面活性剂的疏水基的碳原子数在12~18之间，中和脂肪胺所用的酸有盐酸、甲酸、乙酸、氢溴酸、硫酸等。高级伯胺(或仲胺)的加氢法将高级伯胺在甲醛存在下加氢制取叔胺，反应如下

4、：叔胺以酸中和即得叔胺盐。高级叔胺盐阳离子表面活性剂易溶于水，具有良好的乳化、柔软、杀菌性能。2、季铵盐型十二烷基三甲基氯化铵3、吡啶盐型十二烷基氯化吡啶盐（三）非离子型活性剂在水中不电离，极性基部分大多由聚氧乙烯基构成，所含的聚氧乙烯基的数目决定它的亲水性能。氧乙烯氧丙烯1、酯型（1）失水山梨糖醇脂肪酸酯（司盘型）（2）聚氧乙烯脂肪酸酯2、醚型（1）聚氧乙烯烷基醇醚（平平加型）聚氧乙烯辛基醇醚-10（2）聚氧乙烯烷基苯酚醚：OP型聚氧乙烯辛基苯酚醚-10（3）胺型：二聚氧乙烯基脂肪胺（4）酰胺型：二聚氧乙烯脂肪酰胺（5）吐温型吐温型非离子活

5、性剂属于混合型的，聚氧乙烯失水山梨糖醇醚脂肪酸酯：非离子活性剂性质稳定，不受pH值和盐的影响，应用范围广，是具有发展前途的活性剂。（四）两性活性剂1、非离子-阴离子型聚氧乙烯烷基醇醚硫酸酯钠2、非离子-阳离子型二聚氧乙烯基烷基甲基氯化铵3、阴离子-阳离子型烷基二甲基铵丙酸内盐（五）高分子活性剂分子量通常在几千甚至高达数十万。如聚氧乙烯聚氧丙烯丙二醇醚：（是目前广泛使用的原油破乳剂）四、表面活性剂的HLB值1、HLB值的含义表面活性剂是由亲水基团和亲油基团组成，每一种活性剂亲水基团的亲水能力和亲油基团的亲油能力具有一定的平衡关系。这种平衡关系称

6、为亲憎平衡值，HLB值。C16H33OH不具乳化性能。C16H33OSO3Na表现出良好的乳化性能。HLB值是一个相对值，规定亲水性弱的油酸HLB值为1，而亲水性强的油酸钠HLB值为18，以这两个为标准可以相对地定出每个活性剂的HLB值。HLB=7亲水性和憎水性相近HLB>7亲水性大于憎水性HLB<7亲油性大于亲水性2、活性剂的HLB值与其作用的关系HLB值用途1~33~68~1812~1513~1515~18消泡剂油包水型乳化剂水包油型乳化剂润湿剂洗涤剂增溶剂五、表面活性剂在泥浆的功用1、乳化作用一种液体以细小液滴分散在另一种互不相溶的液体

7、中形成的分散体系，称为乳状液。分散相和分散介质均是液体。分类：水包油型乳状液；油包水型乳状液。（1）乳状液暂时稳定的原因：a.乳化剂吸附在油-水界面上，大大降低表面张力和表面能，有利于乳状液的稳定。b.液滴表面形成保护膜。c.液滴表面带电。（2）对乳化剂分子结构的要求a.非极性烃链具有足够的长度C10-C20，同时非极性的R-部分要求是正构的。C10-C20使非极性基之间的吸引力大，可以提高吸附层的强度。同时非极性的R-部分要求是正构的。使分子间排列得紧密，吸附层的强度高，液滴表面的保护膜牢固。b.对于水包油型的乳状液，要求活性剂的HLB为8

8、~18，对于油包水型乳状液，要求活性剂的HLB为3.5~6。常用的水包油型乳化剂有：烷基磺酸钠（AS）；烷基苯磺酸钠(ABS);聚氧乙烯烷基醇醚（平平加型）等。常用