碱在原油乳化中的作用

中国石油大学油田化学实验报告

实验日期： 2014.12.18 成绩：

班级：学号：姓名：教师：同组者：

碱在原油乳化中的作用

一、实验目的

1. 观察碱与原油混合后的乳化现象。

2. 学会用不稳定系数法确定使原油如花的最佳碱度范围。

二、实验原理

碱（例如NaOH ）可与原油中的酸性成分（例如环烷酸）反应，生成表面活性物质：

这些表面活性物质可使原油乳化形成水包油（O/W ）乳状液。水包油乳状液的形成与稳定性对于碱驱和稠油乳化降粘是重要的，例如碱驱中乳化—携带、乳化—捕集、自发乳化等机理的发生，稠油乳化降粘中原油乳化分散机理的发生都是以水包油乳状油液的形成为前提条件的。

碱浓度是影响碱对原油乳化作用的重要因素。碱浓度低时，碱与原油反应生成的活性物质少，不利于乳状液的稳定。若碱浓度过高，一方面，碱可使原油中碳链较长的弱酸反应生成亲油的活性物质，这些亲油的活性物质可抵消亲水活性物质的作用，不利于水包油乳状液的稳定。同时，过量的碱具有盐的作用，也不利于水包油乳状液的稳定。因此，只有合适的碱浓度范围，碱才能与原油作用形成稳定的水包油乳状液。

乳状液的稳定性可用不稳定系数（USI ）表示。不稳定系数按式4-1定义：

()d t

V t t

USI t

? （4-1）

式中：USI —不稳定系数，ml ；

()V t —乳化体系分出水体积与时间的变化函数；

t —乳化体系静止分离的时间，min 。

从定义式可以看出，不稳定系数越小，乳状液的稳定性越好。

三、仪器与药品

1. 仪器

电子天平（感量0.001g ）、10mL 具塞刻度试管、秒表、滴管、试管架。 2. 药品

氢氧化钠、原油、蒸馏水。

四、实验步骤

1. 取10mL 具塞刻度试管10支，加入质量分数为0.0、1.0×10－4、

2.5×10－4、5×10－4、1.0×10－3、5.0×10－3、1.0×10－2的氢氧化钠溶液各5mL ，分别用滴管准确加入原油5mL ，盖上试管塞子，每支试管上下震荡30次。

2. 将震荡后的试管立即垂直放在试管架上，同时开始计时，每3mL 记录一次试管中分出水体积（若分出水的速度较快，可每隔1min 记录一次），共记录30min 。

五、结果处理

1. 求出碱在不同质量分数下乳化原油的不稳定系数。

（1）在坐标纸上绘制分出水的体积与时间的关系（V-t ）曲线，注意每个碱的质量分数下的V-t 曲线都应在同一规格坐标中绘出。

（2）将V-t 曲线与时间轴所包围面积剪下，在电子天平上称取其质量W1 。（3）在坐标纸上剪下已知面积（A0，单位为mL ·min ）的方框称取其质量W0。

（4）不稳定系数按式4-2求出：

0()d t

V t t W A USI t

W t

?==

?? （4-2）

实验记录数据如表1所示：

表1 不同ω(NaOH)下分出水体积与时间变化记录表

以上数据分别作出下列的图：

拟合得683.0012.010810

2)(2639

-+?-?=--t t t t V

则USI=4.393

拟合得2851.0007.010410)(2639

-+?-=--t t t t V

所以USI=3.1529

拟合得2778.00072.010510)(2639

-+?-=--t t t t V

USI=2.2602

拟合得3356.0001.010107)(26310

+++?-=--t t t t V

USI=1.295

拟合得0896.00074.010510)(2639

++?-=--t t t t V

USI=2.8076

拟合得048.00013.010210)(639

-+?+-=--t t t V

USI=2.994

拟合得5584.00155.010*******)(2538412

++?-?+?-=---t t t t t V

USI=13.67

2. 绘制USI-ω(NaOH)的关系曲线，找出使原油乳化的最佳碱质量分数范围，并解释曲线的变化规律。

USI-ω(NaOH)数据对应表格如表2所示：

表2 USI-ω(NaOH)对应关系

由图可以看到：使原油乳化的最佳碱质量分数范围为：0.001-0.005mol/L。

曲线先降低后升高。加入碱后具有明显的乳化作用，但其浓度应保持在一定范围，浓度过低过高其不稳地系数都偏高不利于乳化液的稳定。

解释：碱浓度低时，碱与原油反应生成的活性物质少，不利于乳状液的稳定，USI值较大；

随着浓度升高，碱与石油酸反应生成的表面活性剂质量增加，亲水性与亲油性逐渐达到充分平衡，降低了表面张力，有利于乳状液稳定，USI值逐渐降低；

当碱浓度升高到某一浓度时，由于碱含量过高，一方面，碱可使原油中碳链较长的弱酸反应生成亲油的活性物质，这些亲油的活性物质可抵消亲水活性物质的作用，不利于水包油乳状液的稳定，同时，过量的碱具有盐的作用，也不利于水包油乳状液的稳定，所以USI值又逐渐增大。

六、思考题

1. 为什么碱质量分数过高或过低都不能形成稳定的水包油乳状液？

答：原油的乳化机理是原油中的酸性成分与碱反应生成表面活性物质，形成稳定的水包油乳状液。若碱浓度过低，碱与原油反应生成的活性物质少，不利于乳状液的稳定。若碱浓度过高，碱可使原油中碳链较长的弱酸反应生成亲油的活性物质，这些亲油的活性物质可抵消亲水活性物质的作用，不利于水包油乳状液的稳定。同时，过量的碱具有盐的作用，也不利于水包油乳状液的稳定。

因此，只有合适的碱浓度范围，碱才能与原油作用形成稳定的水包油乳状液。

2. 原油酸值的高低对碱与原油的乳化作用有何影响？

答：原油的乳化正是原油中的酸性成分与碱反应生成表面活性物质。原油中有足够产生表面活性剂的酸，才能与碱反应形成稳定的水包油乳状液。一定的酸值是进行碱驱的必要条件。酸值过低，形成的乳状液少，不够稳定。酸值过高，会降低活性物质的活性。

3. 综述水包油乳状液的形成与稳定性在碱驱中的作用。

答：水包油乳状液的形成与稳定性对于碱驱和稠油降粘是重要的，例如碱驱中乳化—携带，乳化—捕集，自发乳化等机理的发生，稠油乳化降粘中原油乳化

分散机理的发生都是以水包油乳状油液的形成为前提条件的。

乳化—携带机理：在碱含量和盐含量都低的情况下，有碱与石油酸反应生成的表面活性剂可使地层中的剩余油乳化，并被碱水携带着通过地面。

乳化—捕集机理：在碱含量和盐含量都低的情况下，由于低界面张力使油乳化在碱水相，但油珠直径较大，因此当它向前移动时，就被捕集，增加了水的流动阻力，即降低了水的流速，从而改善了流度比，增加了波及系数，提高了原油采收率。

七、实验心得

在本实验中，我与小组成员默契配合，分工明确，读表、滴定、摇动、记录，都很清楚，所以实验做得很快，而且数据较符合实验预期，很理想。

乳化剂性质及应用

食品乳化剂的性质及应用一、乳化剂的简介： 1. 乳化剂是一种双亲分子，是有一个亲油端及一个亲水端在体系中，分散相称为不连续相，在食品中，亲油基常是食品级油或脂的长链脂肪酸,亲水基可以是非离子型，如甘油,亲水基可以是阴离子型（带负电如乳酸盐）,亲水基可以是两性（如卵磷脂）,亲水基可以是阳离子型，具有毒性，一般不用。 2.乳化液：常有O/W与W/O型分散液，总的说来，连续相是乳化剂的溶解度较大的一相。 3、HLB 亲水性与亲油性平衡值，理论上，HLB=（亲水性分子量/总分子量）×20=a/b ×20 由此可见，HLB在0~20 较小值代表乳化剂在油相中更易溶解，较大值则相反,常见乳化剂的HLB值：

两种乳化剂混合物的HLB=A×HLBa+B×HLBb 其中A、B表示质量百分数。经研究： HLB在3~6范围内有利于形成W/O型乳化液 HLB在11~15范围内，有利于形成O/W型乳化液 HLB在6~11范围内，无良好乳化性，只有湿润性能 O/W型乳化液在HLB=12最稳定， W/O型乳化液在HLB=3.5最稳定。二、乳化剂的作用： 1、乳化剂最重要的作用是使互不相溶的水、油两相得以乳化形成均匀、稳定的乳状液，保持油和水的两相稳定。 2、与淀粉作用：淀粉在水中形成＠螺旋结构，内部有疏水作用，乳化剂疏水基进入淀粉＠螺旋结构，通过疏水键与之结合，形成复合物或络合物，降低淀粉分子的结晶程度，乳化剂进入淀粉颗粒内部会阻止支链淀粉的结晶程度，防止淀粉老化，使面包、糕点等淀粉类制品柔软，具有保鲜作用。 3、与蛋白络合，改善食品结构及流变特性增强面团强度。蛋白质因氨基酸极性不同具有亲水和疏水性，在面筋中，极性脂类分子以疏水键与麦谷蛋白结合，以氢键与

食品乳化剂的特性及在油脂乳化中的应用

食品乳化剂的特性及在油脂乳化中的应用一、前言随着人们生活水平的提高及饮食结构的变化，在传统追求色、香、味的同时，更加重视食品的功能化、特性化和多样性，无论怎样更新，食品的营养性和安全性是保障和提高人类健康最重要的前提。所以要达到上述目标，正确和科学使用食品乳化剂尤为重要，基于此，我们技术工作者严格按照《中华人民共和国食品卫生法》和《食品添加剂卫生管理办法》研发、生产、推荐使用优质、规范的食品乳化剂，勇担食品安全之重任。二、食品乳化剂的特性及乳化机理食品乳化剂是一类能使两种或两种互不相容构成相（如：油和水）均匀地形成分散或乳状（乳浊）体的活性物质。其特性取决于乳化剂的HLB值（亲水亲油平衡值），而HLB值的大小取决于乳化剂的分子构成，乳化剂分子亲水基团数量多（如：-OH基），表现出强的亲水性，即HLB值偏高，形成水包油（O/W）型乳化剂;若乳化剂分子中碳氢链越长（如：CH3—CH2—CH2—……）,亲油基团大，则亲油性强，HLB值偏低，形成油包水（W/O）型乳化剂，人们规定亲水性100%乳化剂，HLB值为20（以油酸钾为代表）,亲油性100%，HLB 值为零（以石蜡为代表）期间分成20等分，如图一所示： HLB值1～6易形成W/O型乳化体系，其中1～3为消泡剂，3.5～6为油包水型乳化剂。6～20易形成O/W型乳化体系，其中7～8为润湿剂，8～18为油/水型乳化剂，13～15为洗涤剂，15～18为去污、加溶剂。截止2006年《中华人民共和国卫生部公告》我国已批准使用的食品乳化剂为36种，主要为阴离子和非离子，极少量两性离子，据相关资料报道，我国目前年用量4万吨左右，其中单甘酯2万吨左右。现将主要品种及特性列于表一。表一乳化剂主要品种及特性单甘酯（GMS DGMS）特性: 乳化、分散、抗淀粉老化硬脂酰乳酸钠（SSL）特性: 增筋、乳化、防老化、保鲜、增大面包、馒头体积、改善组织结构硬脂酰乳酸钙-钠(CSL-SSL) 特性: 增筋、乳化、防老化、保鲜、增大面包、馒头体积、改善组织结构. 三聚甘油单硬脂酸酯（PGFE）特性: 较强的乳化性，保湿、柔软性、防止淀粉回生老化双乙酰酒石酸单（双）甘油酯（DATEM）特性: 乳化、增加面团弹性、韧性和持气性，增大面包、馒头体积，防止老化. 月桂酸/辛酸单甘酯（GML/GMC）特性: 乳化、分散、防腐、保鲜. 斯盘、吐温系列（S-60 、T-60等）特性: 良好乳化、稳定、分散、

乳化剂介绍

饲料营养—饲用乳化剂在畜禽饲料中的使用乳化剂能够将饲料中的油脂乳化，从而提高其消化吸收率。本文就市场上出现的乳化剂种类和其优缺点进行了比较，认为卵磷脂类和糖苷酯类乳化剂优于其它类型的乳化剂。随着畜牧业的发展，在追求养殖高效应的过程中，为了加快畜禽的生长速度，降低料肉比，饲料中使用油脂的情况越来越普遍。畜禽饲料中添加油脂一般以豆油、玉米油、棉籽油和米糠油为主，也有使用动物油和餐桌剩余油脂的情况。通过合理的使用油脂，畜禽的生产性能大大提高，生长速度加快，料肉比降低。但是在使用油脂的过程中也有一些必需克服的缺点：在幼龄畜禽中使用油脂的效果不明显，许多研究表明仔猪日粮中添加油脂对于仔猪的生长性能影响不显著(Cera等,1988; Li等,1990)。其主要原因就是因为幼龄动物消化道发育不完全，胆汁酸盐和脂肪酶分泌不足以消化吸收饲料中的油脂，造成饲料中油脂的浪费，被幼龄畜禽排出体外。另一方面，仔猪断奶阶段对能量的要求要显著高于生长猪，所以仔猪日粮中的油脂如果能够被充分吸收，仔猪断奶期间的增重将大大提高。现阶段生产实践中，为了提高畜禽的生长速度和生产性能，常常大量添加油脂。肉鸡料后期的日粮中油脂的添加比例常常超过3％，哺乳母猪日粮中的油脂也能够达到3％以上，在这样的添加比例情况下，饲料中添加的油脂常常不能达到我们的期望值，这主要是因为日粮中高比例的油脂所需要的胆汁酸盐量大大超过了畜禽体内能够分泌的量，所以油脂的乳化不彻底，没有乳化的油脂常常导致畜禽的腹泻，从而造成畜禽生产的损失。 1、饲料中乳化剂的使用解决油脂使用上的这些问题，增加油脂的消化吸收率，扩大油脂的使用范围和使用比例是提高畜禽生产的重要手段。提高油脂的消化率，添加乳化剂是一个重要的手段。乳化剂是一种能够溶解于水，又能够溶解于油的两性物质。乳化是把一种液体置于与它互不相混合的液体中,在外力作用下将此液体呈微粒分散的过程,新生成的均匀混合物称为乳浊液.使这两种液体分散,并使乳浊液保持稳定的物质称为乳化剂.乳化剂实质上是一种表面活性剂,在饲料中添加乳化剂后，饲料中的油脂能够溶解在水中，大大加强了油脂的消化吸收性能。饲料中添加乳化剂对畜禽生长性能的影响，许多研究表明当在仔猪含牛油日粮中添加卵磷脂和脑磷脂（添加量为牛油量的10%）时，日粮中脂肪的消化率由80.9%分别提高到88.4%和83.9%。肉鸡饲料中添加卵磷脂作为乳化剂能够减低肉鸡腹脂厚度，提高胴体重。 2、乳化剂的种类现有阶段使用的乳化剂有数十种，但是用于食品和饲料工业上的主要有：磷脂类、脂肪酸酯和糖苷酯类，饲料上也使用胆汁酸盐类乳化剂。通常商品化的乳化剂产品并不是由单一的乳化剂组成，为了更好的乳化性能，几种乳化剂按照合适的比率组成商品乳化剂。复合乳化剂是由两种以上表面活性剂组成的乳化剂。不同乳化剂之间互相配合，加强了乳化剂对油脂的溶水能力。 3、不同乳化剂的优缺点磷酯产品主要用于医药、食品、化妆品工业及饲料中，有精制卵磷酯、改性磷酯、氢化磷酯、复配磷酯、脱色磷酯及粗制磷酯等，品种多达几十种。进一步

碱在原油乳化中的作用

碱在原油乳化中的作用一、实验目的 1.观察碱与原油混合后的乳化现象。 2.学会用不稳定系数法确定原油乳化的最佳碱浓度范围。二、实验原理碱（如NaOH）可与原油中的酸性成分（如环烷酸）反应，生成表面活性物质。这些表面活性物质可使原油乳化形成水包油（O/W）。水包油乳状液的形成与稳定性对于碱驱和稠油乳化降粘是重要的，例如碱驱中乳化-携带、乳化-捕集、自发乳化等机理的发生，稠油乳化降粘中原油乳化机理的发生都是以水包油乳状液的形成为条件的。碱浓度是影响碱对原油乳化作用的重要因素。碱浓度低时，碱与原油反应生成的活性物质少，不利于乳状液的稳定。若碱浓度过高，一方面，碱可使原油中碳链较长的弱酸反应生成亲油的活性物质，这些亲油的活性物质可抵消水活性物质的作用，不利于水包油乳状液的稳定，同时，过量的碱具有盐的作用，也不利于水包油乳状液的稳定，因此，只有合适的碱浓度范围，碱才能与原油左右形成稳定的水包油乳状液。乳状液的稳定性可用不稳定系数（USI）表示。不稳定系数按式1定义： (1) 式中USI —不稳定系数，ml； V(t)—乳化体系分出水体积和时间的变化函数； t —乳化体系静止分离的时间，min。从定义式可以看出，不稳定系数越小，乳状液的稳定性越好。三、仪器与药品 1.仪器电子天平（感量0.001g）、10ml具塞刻度试管7支、秒表、滴管、试管架 2.药品氢氧化钠、原油、蒸馏水。四、实验步骤

1. 取10ml具塞刻度试管7支，分别加入质量分数为0.0、1.0×10-4、 2.5×10-4、5.0×10-4、1.0×10-3、5.0×10-3、1.0×10-2的氢氧化钠溶液各5ml，分别用滴管准确加入原油5ml，盖上试管塞子，每支试管各上下振荡30次。 2. 将振荡后的试管立即垂直放在试管架上，同时开始计时，并每隔 3 min 记录一次试管中分出水的体积（若分出水的速度较快，可每隔1 min记录一次），共记录30次。 3. 去乳化最稳定的试管重新振荡30次，用分散法判别乳状液的类型。五、结果处理 1. 求出碱在不同质量分数下乳化原油的不稳定系数。答：取氢氧化钠的质量浓度为1.0×10-4 的数据进行分析，数据如表1所示：表1 ω（NaOH）为1.0×10-4的V（t）-t数据表 t/min 0 3 6 9 12 15 18 21 24 V/ml 0.0 0.1 0.3 0.4 0.6 0.8 0.9 1.0 1.0 t/min 27 30 V/min 1.2 1.4 所以，可得其V（t）-t曲线图如下：图1 ω（NaOH）为1.0×10-4的V（t）-t关系曲线图所以，由其曲线函数，积分可得：USI=0.7545 ml 同理，可得图、及其USI值如下：

食品中常用乳化剂的优缺点及使用范围

食品中常见乳化剂的优缺点和适用范围一、硬脂酰乳酸钠／钙（ssl／csl） 1.优点：具有强筋的保鲜的作用。一方面与蛋白质发生强烈的相互作用，形成面筋蛋白复合物，使面筋网络更加细致而有弹性，改善酵母发酵面团持气性，使烘烤出来的面包体积增大；另一方面，与直链淀粉相互作用，形成不溶性复合物，从而抑直链淀粉的老化，保持烘烤面包的新鲜度。ssl／csl在增大面包体积的同时，能提高面包的柔软度。 2.缺点：与其他乳化剂复配使用，其优良作用效果会减弱。 3.适用范围：根据《食品添加剂使用卫生标准》GB2760-1996中规定：硬脂酰乳酸钠可用于面包、糕点，最大用量为2.0g/kg。二、双乙酰酒石酸单甘油酯（datem） 1.优点：能与蛋白质发生强烈的相互作用，改进发酵面团的持气性，从而增大面包的体积和弹性，这种作用在调制软质面粉时更为明显。如果单从增大面包体积的角度考虑，datem在众多的乳化剂当中的效果是最好的，也是溴酸钾替代物一种理想途径。 2.缺点：吸湿性大，细粉在夏季高温潮湿（或储存不当）时特别容易结块 3.适用范围：用于植脂性粉末，5.0g/kg。氢化植物油、搅打过的奶油、面包、糕点，10g/kg。三、蔗糖脂肪酸酯（se） 1.优点：在面包品质改良剂中使用最多的是蔗糖单脂肪酸酯，它能提高面包的酥脆性，改善淀粉糊黏度以及面包体积和蜂窝结构，并有防止老化的作用。采用冷藏面团制作面包时，添加蔗糖酯可以有效防止面团冷藏变性。 2.缺点：

由于乳化剂的协同效应，单独使用蔗糖酯远不如与其他乳化剂合用，适当复配后乳化效果更佳。在酸性或碱性时加热可被皂化。 3.适用范围：可用于肉制品、香肠、乳化香精、水果及鸡蛋保鲜、冰淇淋、糖果、面包， 1.5g/kg；乳化天然色素，10g/kg。四、松香甘油酯 1.优点：质脆，无臭或微有味。不溶于水、低分子醇，溶于芳香族溶剂、烃、萜烯、酯、酮、橘油及大多数精油。具有稳定饮料的作用。 2..适用范围：可用于胶姆糖基础剂，最大量1.0g/kg。乳化香精，最大量100g/kg。可用作饮料的稳定剂，用量在成品中不超过0.05%，在口香糖基础剂用量不超过01% 五、改性大豆磷脂 1.优点：用于人造黄油(氢化油)，起乳化、防溅、分散等作用；用于油脂乳化剂，起油水乳化作用，乳化油可以代替纯油脂，有改进食品质量、节约食品加工用油的效果。在巧克力中起保形、润湿作用，能防止因糖分的再结晶而引起的发花现象。糖果中特别是对含有坚果及蜂蜜的糖果，能防止渗油及渗液作用，对口香糖能起留香作用。 2.缺点：在水中很容易形成乳浊液，比一般的磷脂更容易分散和水合。极易吸潮，易溶于动植物油，部分溶于乙醇。 3.适用范围：用于人造黄油、巧克力，0.2%~0.3%；糖果，0.5%；口香糖，0.2~0.3%、蛋制品等。六、木糖醇酐单硬脂酸酯

碱在原油乳化中的作用

中国石油大学（华东）油田化学实验报告实验日期： 2015.04.17 成绩：班级：石工12- 学号： 12021356 姓名：善人教师：同组者：碱在原油乳化中的作用一、实验目的 1. 观察碱与原油混合后的乳化现象。 2. 学会用不稳定系数法确定使原油乳化的最佳碱浓度范围。二、实验原理碱（例如NaOH ）可与原油中的酸性成份（例如环烷酸）反应，生成表面活性物质： CH 3 (CH 2)n COOH +NaOH CH 3(CH 2)n COONa + H O 2 这些表面活性物质可使原油乳化形成水包油(O/w)乳状液。水包油乳状液的形成与稳定性对于碱驱和稠油乳化降粘是重要的,例如碱驱中乳化-携带、乳化-捕集、自发乳化等机理的发生,稠油乳化降粘中原油乳化分散机理的发生都是以水包乳状油液的形成为前提条件的。碱浓度是影响碱对原油乳化作用的重要因素。碱浓度低时,碱与原油反应生成的活性物质少,不利于乳状液的稳定。若碱浓度过高,一方面,碱可使原油中碳链较长的弱酸反应生成亲油的活性物质,这些亲油的活性物质可抵消亲水活性物质的作用,不利于水包油乳状液的稳定,同时,过量的碱具有盐的作用,也不利于水包油乳状液的稳定,因此,只有合适的碱浓度范围,碱才能与原油作用形成稳定的水包油乳状液。乳状液的稳定性可用不稳定系数（USI ）表示。不稳定系数按式6-1定义: ()t dt t V USI ?= t 0 (6-1) 式中：USI —不稳定系数，ml ； V(t)—乳化体系分出水体积与时间的变化函数；

t—乳化体系静止分离的时间，min。从定义式可以看出,不稳定系数越小，乳状液的稳定性越好。三、实验仪器与药品 1. 仪器电子天平（感量0.001g）、10ml具塞刻度试管、秒表、滴管、试管架。 2. 药品氢氧化钠、原油、蒸馏水。四、实验步骤 1. 取10ml具塞刻度试管10支，分别加入质量分数为0.0、1.0×10-4、5×10-4、1.0×10-3、5.0×10-3、1.0×10-2的氢氧化钠溶液各5ml，分别用滴管准确加入原油5ml，盖上试管塞子，每支试管各上下震荡30次。 2. 将震荡后的试管立即垂直放在试管架上,同时开始计时,并每隔3min记录一次试管中分出水的体积(若分出水的速度较快,可每隔lmin记录一次),共记录30min。 3. 取乳化最稳定的试管重新振荡30次，用分散法判别乳状液类型。五．实验结果处理 1. 求出碱在不同质量分数下乳化原油的不稳定系数。表一分出水的体积随时间变化的原始记录表

沥青乳化剂乳化原理

沥青乳化剂乳化原理武城县博斯特筑路机械有限公司沥青乳化剂定义：沥青乳化剂是表面活性剂的一种类型。它是能吸附在沥青颗粒与水界面，从而显著降低沥青与水界面的自由能，使其构成均匀而稳定的乳浊液的一种表面活性剂。在水中加入沥青乳化剂以后，乳化剂的亲水基与水分子之间有很强的吸引力，乳化剂分子在液体表面上基本是无一定方向的，多处于平躺状态。由于溶液中乳化剂的浓度由小变大，亲油基的烃基部分，因憎水性排斥于水体系之外，产生疏水效应。这样就使乳化剂产生了一个方向性，水面上溶解的是亲水基，水面最远方向为亲油基，形成了乳化剂定向排列于界面上，使自由能趋于最小，保持了最稳定位置。这样乳化剂与空气界面上形成了一层单分子膜。这种有规则的分子排列现象称作分子定向排列或配位。这种单分子定向排列现象称为单分子吸附膜。沥青乳化剂分子在水溶液中定向排列的吸附现象，不仅在空气和水相之间，也可发生在空气以外的沥青相中。这种吸附现象有物理吸附和化学吸附，以化学吸附为主，随着亲油基碳链长度增加吸附速度加快，分子定向排列的吸附速度加快，最后水的表面形成单分子层，使水的表面张力下降。在乳化剂水溶液中加入过量的乳化剂，不仅可以形成单分子定向的吸附膜，而且能形成复杂的多层吸附膜和乳化剂分子集束，以尽量保持最小的自由能。如果沥青液经高速剪切成细小微粒（0.01mm-0.001mm）而均匀的分散在水中，溶入水中的乳化液分子会立即在沥青微粒界面被吸附，从而产生新的吸附排列，亲油基一段吸附于沥青内部，亲水基一端吸附于水中，以钳形固定于界面上，从而降低了沥

青与水的界面张力。当吸附的乳化剂分子达到饱和状态时，在沥青微粒表面形成一层被乳化剂分子包封的有一定机械强度的坚固的分子薄膜，使沥青微粒具有亲水性，而均匀稳定地分散在水中，形成乳化沥青。沥青乳液是一个多相分相体系，沥青是以微粒形式均匀分散于水中的稳定乳状液，其稳定度因乳化剂大大加强。其中沥青为分散相，为不连续相或称内相；水为分散介质，为连续相或称外相，为水包油（O/W）型乳化沥青。也就是我们平时使用的乳化沥青。阴离子乳化剂阴离子乳化剂在水中溶解后，其活性部分倾向离解成负电离子的表面活性物质，其特征表现为具有一个大的有机阴离子，能与碱作用生成盐。根据带负电离子部分的结构不同，可分为羧酸盐型、磺酸盐型及硫酸盐型三大类。阴离子乳化剂的缺点是抗硬水能力较差；优点是来源广、种类多、价格便宜。可用于碱性矿物集料。一、羧酸盐型乳化剂，它是由大分子链的羧酸与碱作用而生成的阴离子沥青乳化剂。常用的有脂肪酸盐和环烷酸盐。其化学结构为：RCOOM R为憎水烃基，为长烃脂肪烃或环烷烃基，碳原子个数为9-21. M为金属离子，包括K+Na+ 在羧酸盐型沥青乳化剂中应用最多的为油酸钠、松香酸钠、月桂酸钠、环烷酸钠等。脂肪酸的碳链越长，亲油性越强，凝固点越高，制成的脂肪酸皂越硬，在水中的溶解性越差。脂肪酸的碳链越短在水中的溶解性越好，亲油性越差，对沥青的乳化效果越差。选择脂肪酸盐乳化剂一般选择碳数为12-20之间，其中应用最多的碳原子为12-18. 环烷酸存在于很多沥青中，可以从沥青中提取。用作沥青乳化剂的环烷酸的酸值应在75-175之间，沥青酸值在0.75KOH/g左右或更高的环烷酸沥青，可简单的用碱性乳化剂所乳化，可获得较满意的环烷皂乳化沥青。（一）油酸皂油酸皂是用天然油脂与氢氧化钠进行化学反应而生成的一种阴离子型乳化剂，学名为顺-9-十八碳烯酸盐，是含一个双键的不饱和脂肪皂。其化学式为：CH3(CH2)7-CH=CH-(CH2)7COONa 油酸是橄榄油、牛脂的主要成分，碳数均为18，由于分子中含有双键，增加了亲水性，在水中溶解性增强，具有极强的表面活性，是乳化沥青中常用的沥青乳化剂。但在硬水中与铝、镁等离子形成不溶性的铝皂、镁皂，影响乳化效果。（二）硬脂酸钠硬脂酸钠是由硬脂酸和碱作用而生成的硬脂酸皂。其化学式为CH3(CH2)16Na 硬脂酸钠多数是含有十八碳的饱和脂肪酸皂。其碳链越长，憎水性越强，亲水性羧酸基仅为一个，亲水性不足，顾在冷水中溶解性较差，易溶于热水。

乳化油破乳及除油

污水的物理处理 -隔油和破乳一、一、含油废水的来源、油的状态及含油废水对环境的危害二、隔油池三、乳化油及破乳方法一、含油废水的来源、油的状态及含油废水对环境的危害 1．来源含油废水的来源非常广泛。除了石油开采及加工工业排出大量含油废水外，还有固体燃料热加工、纺织工业中的洗毛废水、轻工业中的制革废水、铁路及交通运输业、屠宰及食品加工以及机械工业中车削工艺中的乳化液等。其中石油工业及固体燃料热加工工业排出的含油废水为其主要来源。石油工业含油废水主要来自石油开采、石油炼制及石油化工等过程。石油开采过程中的废水主要来自带水原油的分离水、钻井提钻时的设备冲洗水、井场及油罐区的地面降水等。石油炼制、石油化工含油废水主要来自生产装置的油水分离过程以及油品、设备的洗涤、冲洗过程。固体燃料热加工工业排出的焦化含油废水，主要来自焦炉气的冷凝水、洗煤气水和各种贮罐的排水等。 2．状态含油废水中的油类污染物，其比重一般都小于1，但焦化厂或煤气发生站排出的重质焦油的比重可高达1.1。油通常有三种状态： (1)呈悬浮状态的可浮油如把含油废水放在桶中静沉，有些油滴就会慢慢浮升到水面上，这些油滴的粒径较大，可以依靠油水比重差而从水中分离出来，对于石油炼厂废水而言，这种状态的油一般占废水中含油量的60％～80％左右。 (2)呈乳化状态的乳化油这些非常细小的油滴，即使静沉几小时，甚至更长时间，仍然悬浮在水中。这种状态的油滴不能用静沉法从废水中分离出来，这是由于乳化油油滴表面上有一层由乳化剂形成的稳定薄膜，阻碍油滴合并。如果能消除乳化剂的作用，乳化油即可转化为可浮油，这叫破乳。乳化油经过破乳之后，就能用沉淀法来分离。 (3)呈溶解状态的溶解油，油品在水中的溶解度非常低，通常只有几个毫克每升。 3．对环境的危害油污染的危害主要表现在对生态系统、植物、土壤、水体的严重影响。油田含油废水浸入土壤孔隙间形成油膜，产生堵塞作用，致使空气、水分及肥料均不能渗入土中，破坏土层结构，不利于农作物的生长，甚至使农作物枯死。为此，我国在1985年颁布的“B5084—1985”农田灌溉水质标准”规定，在一、二类灌区对水质的要求，石油类含量均不得大于10mg／L。含油废水(特别是可浮油)排入水体后将在水面上产生油膜，阻碍大气中的氧向水体转移，使水生生物处于严重缺氧状态而死亡。在滩涂还会影响养殖和利用。有资料表明，向水面排放一吨油品，即可形成5*106m2的油膜。含油废水排人城市沟道，对沟道、附属设备及城市污水处理厂都会造成不良影响，采用生物处理法时，一般规定石油和焦油的含量不超过50mg/L。二、隔油池 1．隔油池的型式与构造常用的隔油池有平流式与斜流式两种型式。 (图2-19)为典型的平流式隔油池。从图中可以看出，它与平流式沉淀池在构造上基本相同。废水从池子的一端流人池子，以较低的水平流速(2～5mm/s)流经池子，流动过程中，密度小于水的油粒上升到水面，密度大于水的颗粒杂质沉于池底，水从池子的另一端流出。在

乳化剂在食品中的作用原理

○食品添加剂○ 乳化剂在食品中的作用原理张佳程　周浩摘要:本文简要介绍了乳化剂在食品中的三方面作用:降低界面张力;与淀粉和蛋白质相互作用;改进脂肪和油的结晶。阐述了乳剂与食品中各成分的相互作用的基本原理。关键词:乳化剂作用原理一、引言早在1921年,在人造黄油工业中,就应用了单双甘油酯,不过直到15—20年后,食品乳化剂的生产才有较大的工业规模。随着食品生产的工业化发展,对食品乳化剂提出了新的要求。食品乳化剂的世界总需求量约25万吨,其中单甘油酯约占总消费量的2 3,其次是蔗糖酯。我国单甘油酯产量约2200吨,也已开发了乳化能力强的高纯度(90%以上)的分子蒸馏单甘酯。蔗糖酯我国从80年代开始开发,近来发展很快。大豆磷酯是使用很普遍的乳化剂,兼有一定的营养价值。但目前由于纯度不够,利用价值不高,有较大应用潜力。二、食品乳化剂的概念乳化剂一词,仅仅指凭借界面作用,能够促进乳状液或泡沫的乳化作用或稳定作用。不过,表面活性剂一词也常用在这些产品上。在食品中,乳化剂一词有时易产生误解,因为有些产品中所谓乳化剂的实际功能,只能与淀粉蛋白质等成分相互作用,完全与乳化作用无关。但是根据传统习惯,我们仍称它们为乳化剂。通常食品乳化剂必须具有两种性质:表面活性和可食性。因而,通常食品乳化剂定义为能改善乳化体中各种构成相互之间的表面张力,使之形成均匀的分散体或乳化体,从而改进食品组织结构、口感、外观,以提高食品保存性的一类可食性的具有亲水和亲油双重性的化学物质。乳化剂一般分为油包水型和水包油型两类,以亲水亲油平衡值(H ydroph ilty and L i poph ilyty Balance,简称HLB)表示其特性。规定100%亲油性的乳化剂HLB为0,100%亲水性的HLB为20,其间分20等分,以表示其亲水亲油性的强弱情况和不同的作用(如图1)。在食品乳化剂中,一般亲油性占上风,但根据化学成分的不同,HLB值有相当大的变化。按Griffin 提出的公式可以计算出HLB值。 HLB 值各乳化剂的适用性各主要单酯的适用范围图1、HLB值与乳化剂的关系 HLB=20(1-S A)　S=酯的皂化值　A=脂肪酸的酸值三、食品乳化剂的作用食品乳化剂的作用主要分三方面: 11乳化剂降低油—水界面的张力,促进乳化作用,在油—水、乳化剂界面上形成相平衡稳定乳状液。油水两相之所以不相容,是由于两相间存在界面张力(或称表面张力),即油和水的接触面上有相互排斥和各自尽量缩小彼此接触面积的两种作用力。只有当油浮于水面分为两层时,其接触面积最小,最稳定。牛奶是奶油及水的乳化体系,一般奶油表现为细微的小滴分散于水中,但长期静置后由于界面张力关系,奶油小滴便聚集成小球,并长大成凝聚团块,浮于水面,若加入乳化剂,其亲油基与奶油结合,在奶油微滴表面形成一层物理膜,可以防止油滴相互聚集。此时

食品添加剂

第十章食品添加剂一、概述： 1.食品添加剂的定义食品添加剂是为改善食品色、香、味等品质，以及为防腐和加工工艺的需要而加入食品中的化学合成物质或者天然物质。 2.食品添加剂的分类目前我国食品添加剂有22个类别，2000多个品种，包括酸度调节剂、抗结剂、消泡剂、抗氧化剂、漂白剂、膨松剂、着色剂、护色剂、乳化剂、酶制剂、增味剂、营养强化剂、防腐剂、甜味剂、增稠剂、香料等。 3.食品添加剂的使用要求 1）在规定使用限量范围内对人体无害； 2）严格的质量标准，有害杂质不得检出或不能超过容许限量； 3）对食品的营养成分不能有破坏作用，也不应影响食品的质量与品质。 4）用量小、功效明显； 5）使用安全、方便； 6）添加于食品后能分析鉴定出来。 4.食品添加剂的使用标准日允许摄入量(ADI）；安全系数；半致死量（LD50); 5.食品添加剂的毒性学评价目的：确定安全性或毒性；确定准用量，提出对有害物质禁用或放弃

的理由，为制定食品添加剂使用的卫生标准及有关法规提供依据。主要内容： 1）食品添加剂的化学结构、理化性质、纯度、及其存在形式、降解过程和降解产物。 2）食品添加剂进入机体后，在组织器官内的储存分布、代谢转变及排泄情况。 3）食品添加剂及其代谢产物在机体内引起的生物学变化，即对机体可能造成的毒害及其机理。包括急性毒性、慢性毒性、对生育繁殖的影响、胚胎毒性、致畸性、致突变性、致癌性、致敏性等。 6. 食品添加剂的管理二、乳化剂、增稠剂、膨松剂 1.乳化剂的定义及分类定义:是指添加于食品后可显著降低油水两相界面张力，使互不相溶的油（疏水性物质）和水（亲水性物质）形成稳定乳浊液的食品添加剂。分类: 按来源分天然乳化剂（磷脂、蛋白、胶质、藻类）合成乳化剂（酯类、环糊精、甾类、卤代油）按离子的类型结构分 1 、离子型乳化剂（阴、阳、两性） 2 、非离子型乳化剂根据亲水、亲油相对强弱分为

原油预处理

原油预处理 1 原油预处理的目的脱水、脱盐处理 1）原油含水过多会造成蒸馏塔操作不稳定，严重时甚至造成冲塔事故，含水多增加了热能消耗，增大了冷却器的负荷和冷却水的消耗量。 2）盐类沉积在管壁上形成盐垢，降低传热效率，增大流动压降，严重时甚至会堵塞管路导致停工。 3）造成设备腐蚀 4）原油中的盐类在蒸馏时，大多残留在渣油和重馏分中，将会影响石油产品的质量。要求在加工前原油含水量达到0.1%～0.2%，含盐量<5毫克/升～10毫克/升。 2 预处理的基本原理及工艺原理：原油中的盐大部分溶于水中，所以脱水的同时，盐也被脱除。常用的脱盐脱水过程是向原油中注入部分含氯低的新鲜水，以溶解原油中的结晶盐类，并稀释原有盐水，形成新的乳状液，然后在一定温度、压力和破乳剂及高压电场作用下，使微小的水滴，聚集成较大水滴，因密度差别，借助重力水滴从油中沉降、分离，达到脱盐脱水的目的，称为电化学脱盐脱水，简称电脱盐过程。 3 影响脱盐、脱水的因素 a、温度：温度升高可降低原油的黏度和密度以及乳化液的稳定性，水的沉降速度增加。若温度过高（＞140℃），油与水的密度差反而减小，同样不利于脱水。原油脱盐温度一般选在105～140℃。

b、压力：脱盐罐需在一定压力下进行，以避免原油中的轻组分汽化，引起油层搅动，影响水的沉降分离。一般为0.8～2MPa c、注水量及注水的水质：入一定量的水与原油混合，将增加水滴的密度使之更易聚结，同时注水还可以破坏原油乳化液的稳定性，对脱盐有利。注水量一般为5％～7％ d、破乳剂和脱金属剂 e、电场梯度：我国现在各炼油厂采用的实际强电场梯度为500～l000V／cm，弱电场梯度为150～300V／cm。

破乳剂

破乳剂概述摘要：原油化学破乳剂的应用范围广泛，具有很好的发展前景。本文对各种类型的破乳剂性能和作用机理进行了概括的说明，介绍了破乳剂的选用原则和影响因素，并指出了目前破乳剂研究的总趋势。关键词：破乳剂机理种类选用原则影响因素应用发展方向1．引言随着三次采油（尤其是碱驱、表面活性剂驱）在油田的广泛使用，采出的乳化原油多是O/W乳化原油。形成稳定乳状液的主要因素是原油中含有沥青质、胶质等天然表面活性剂物质，他们吸附在油-水界面上形成具有一定强度的界面膜。由于乳化原油含水会增加泵、管线和储罐的负荷，引起金属表面腐蚀和结垢，因此乳化原油外输前，都要破乳，将水脱出。破乳的方法[1]有电法、热法和化学法，这几种方法常常联合起来使用。但是使用最多的是化学法。化学破乳法需要的化学剂即破乳剂，目前我国油田年需破乳剂大约2万吨。 2．原油乳状液乳状液是一种液体分散于另一种不相混溶液体形成的多分散体系，分散的液珠一般大于0.1μm。通常把乳状液以液珠形式存在的一相称为分散相(亦称为不连续相)，另一相称为分散介质(或连续相)。油和水形成乳状液必须具备三个条件[2]： (1)存在两个不相溶液体，即原油和水。 (2)存在一种乳化剂，以形成和稳定乳状液。形成乳状液的类型依赖于存在的乳化剂。若乳化剂在油中具有比在水中更好的溶解性、分散性或润湿性，会有利于油作为连续相的形成，即有利于形成W/O型乳状液。反之，则有利于形成O/W型乳状液。原油乳状液中发现的乳化剂[3]有沥青质、树脂类物质、油溶性有机酸(如环烷酸)、晶态石蜡、微型碳酸盐、硅石、粘土、磺酸盐、硫酸盐或因开采过程加入的化学添加剂，如表面活性剂和碱等。 (3)应具有使油水混合物中一种液体分散到另一种液体充足的混合能(mixing energy)或搅拌。亿万年形成的原油在地层是油水分离的[4]，只有开采、集输过程

表面活性剂作用机理

表面活性剂作用机理表面活性剂具有湿润、乳化、去污、分散等作用，主要是因为： 1、表面活性剂能降低接触界面的表面张力纯液体的表面张力在恒温下是定值，而溶液的表面张力则随溶液的组成不同而不同。通过实验人们发现，各种物质的水溶液的表面张力与浓度的关系主要有以下三种情况： 1、稍有上升，无机盐（氯化钠、硫酸钠）及多羟基有机物（蔗糖、甘露醇） 2、逐渐降低，低分子极性有机物（醇、醛、酮、脂、醚等） 3、低浓度时，显著降低，后变化不大（含有8个碳以上的碳氢链的羧酸盐、磺酸盐等）通常把2、3类物质称为表面活性物质，而把第1类物质称为非表面活性物质。而第3类称为表面活性剂，即加入少量即能大幅降低溶液的表面张力，而随着浓度继续增大表面张力降低不再明显的物质。表面活性剂能够降低溶液的表面张力主要是由其结构的特殊性决定的。它具有两性基团：亲水性基团和亲脂性基团，它能显著降低接触界面的表面张力，增加污染物特别是憎水性有机污染物在水相的溶解性。 2、表面活性剂能形成胶束当表面活性剂达到一定浓度时，其单体急剧聚集，形成球状、棒状或层状的“胶束”，该浓度称为临界胶束浓度（critical micelle concentration,CMC），胶束是由水溶性基团包裹憎水性基团核心构成的集合体，当胶束溶液达到热力学稳定时可以形成微乳溶液。根据“相似相容”原理，憎水性有机物有进入与它极性相同胶束内部的趋势，因此将表面活性剂达到或超过CMC时，污染物分配进入胶束核心，大量胶束的形成，增加了污染物的溶解性，同时NAPLs从含水层介质上大量解析，溶解于表面活性剂胶束内，表面活性剂对NAPLs溶解性增加的程度可以由胶束——水分配系数和摩尔增溶比（MSR）来表示。

碱驱在原油中的乳化作用资料

中国石油大学（油田化学）实验报告实验四碱在原油乳化中的作用一、实验目的 1.观察碱与原油混合后的乳化现象。 2.学会用不稳定系数法确定使原油乳化的最佳碱浓度范围。二、实验原理碱（例如NaOH）可与原油中的酸性成分（例如环烷酸）反应，生成表面活性物质。这些表面活性物质可使原油乳化形成水包油（O/W）乳状液。水包油乳状液的形成与稳定性对于碱驱和稠油乳化降粘是重要的，例如碱驱中乳化-携带、乳化-捕集、自发乳化等机理的发生，稠油乳化降粘中原油乳化分散机理的发生都是以水包乳状液的形成为前提条件的。碱浓度是影响碱对原油乳化作用的重要因素。碱浓度低时，碱与原油反应生成的活性物质少，不利于乳状液的稳定。若浓度过高，一方面，碱可使原油中碳链较长的弱酸反应生成亲油的活性物质，这些亲油的活性物质可抵消亲水活性物质的作用，不利于水包油乳状液的稳定，同时，过量的碱具有盐的作用，也不利于水包油乳状液的稳定，因此，只有合适的碱浓度范围，碱才能与原油作用形成稳定的水包油乳状液。乳状液的稳定性可用不稳定系数（USI）表示。不稳定系数： USI= 式中：USI——不稳定系数，ml V（t）——乳化体系分成水体积与时间的变化函数 t——乳化体系静止分离的时间，min 从定义式可以看出，不稳定系数越小，乳化液的稳定性越好。三、仪器与药品仪器：10ml具塞刻度试管、秒表、滴管、试管架。

药品：氢氧化钠、原油、蒸馏水四、实验步骤 1、取10ml具塞刻度试管7支，分别加入0.01、0.008、0.005、0.001、0.0005、0.0001的氢氧化钠溶液5ml，分别用滴管准确加入原油5ml，盖上试管塞子，每支试管各上下震荡30次。 2、将震动后的试管立即垂直放置在试管架上，同时开始计时，并每隔30min 记录一次试管中分出水的体积（若分出水的速度较快，每隔1min记录一次），共记录30min。五、实验数据处理分出水体积随时间变化的原始记录表

原油破乳剂的应用现状

原油破乳剂的应用现状综述课题名称：原油破乳剂的应用现状综述学院：化学化工学院专业：化学工程与工艺姓名：禹荣飞学号：33 指导老师：王治红二零一五年十一月二十五号

摘要本文回顾了原油破乳剂的发展历程，综述了国内外原油破乳剂的产品类型、结构、国内外现状及研发情况, 提出了目前原油破乳剂存在的问题，探讨了破乳剂的发展趋势以及今后的研发情况。关键词：乳状液；破乳剂；发展历程；新进展；发展方向前言近年来，随着原油的不断开发，原油储量越来越低，促使采油技术和合成乳化液技术不断发展，大量高级乳化液的应用，使原油乳状液变得更加稳定，导致采出的原油含水量逐年上升，加重了乳化原油破乳脱水的任务，这也加大了原油存储、运输、精炼过程中的设备负荷，增大了加热过程中的燃料消耗量，含有盐类、硫化物和其它物质的水会对管线设备造成腐蚀和结垢，这使得原油的破乳脱水任务大大加重。所以，这就要求我们要更加深入地研究和考察影响原油乳状液稳定的原因及破乳机理，并不断开发新的破乳剂。

1原油乳状液与原油破乳剂 1.1原油乳状液乳状液性质乳状液是一种或多种液体以液滴形式分散在与它不相溶的液体中形成的多分散体系，分散的小液滴一般在～100μm 之间，以液滴形式存在的一相称为分散相（内相或不连续相）；另一种相称为分散介质（外相或连续相）。原油中含有沥青质、胶质、石蜡、脂肪酸、环烷酸、有机氮和硫、粘土等天然乳化剂，其中大部分乳化剂对形成油-水乳状液有促进作用。原油在地层内是油水分离的，当油-水混合物沿油管向地面流动时，压力不断降低，原油中溶解的气体陆续析出，导致气体体积膨胀得越来越大，进一步对油、水产生混合和搅拌作用。通过井口的油水气混合物，压力迅速下降，而流速急剧飙升，使油和水充分混合，形成稳定的乳状液。此外，随着采油技术的发展，聚合物驱、三元复合驱等技术的广泛应用，原油乳化现象更加严重。原油乳状液具有一定的物理性质、热力学性质、流变学性质、电性质和稳定性，其中原油乳状液的稳定性对于破乳剂的研究显得尤为重要。而影响原油乳状液稳定性的因素主要有界面张力、界面膜的强度、界面电荷、原油粘度与分散度、原油中的天然表面活性剂、固体颗粒、温度、无机盐、pH 值等。原油乳状液中含有的水、有机物、无机盐等对原油的开采、原油输送、存储和精炼过程有很大影响，具体表现如下：（1）使液流的体积增加，存储设备和输送管道的有效利用率降低；（2）使加热过程中的燃料消耗大量增大；（3）使输送过程中的动力消耗大幅增加；（4）对金属管道、换热器等设备造成腐蚀和结垢；（5）影响炼化加工过程因此在实际生产中必须对原油进行破乳脱水处理，而且越彻底越好，以保证油田开发和后续炼化加工过程的正常进行。乳状液类型原油乳状液是指以原油作为分散相或分散介质的乳状液，分为油包水型乳状液

碱在原油乳化中的作用实验报告+班++

中国石油大学（油田化学）实验报告实验日期：2014.03.25 成绩：班级：班学号：姓名：教师：同组者：碱在原油乳化中的作用一．实验目的 1. 观察碱与原油混合后的乳化现象。 2. 学会用不稳定系数法确定使原油乳化的最佳碱浓度范围。二．实验原理碱（例如NaOH）可与原油中的酸性成份（例如环烷酸）反应，生成表面活性物质。这些表面活性物质可使原油乳化形成水包油(o/w)乳状液。水包油乳状液的形成与稳定性对于碱驱和稠油乳化降粘是重要的,例如碱驱中乳化-携带、乳化-捕集、自发乳化等机理的发生,稠油乳化降粘中原油乳化分散机理的发生都是以水包乳状油液的形成为前提条件的。碱浓度是影响碱对原油乳化作用的重要因素。碱浓度低时,碱与原油反应生成的活性物质少,不利于乳状液的稳定。若碱浓度过高,一方面,碱可使原油中碳链较长的弱酸反应生成亲油的活性物质,这些亲油的活性物质可抵消亲水活性物质的作用,不利于水包油乳状液的稳定,同时,过量的碱具有盐的作用,也不利于水包油乳状液的稳定,因此,只有合适的碱浓度范围,碱才能与原油作用形成稳定的水包油乳状液。乳状液的稳定性可用不稳定系数（USI）表示。不稳定系数按下式定义: 式中： USL—不稳定系数，ml； V(t)—乳化体系分出水体积与时间的变化函数； t—乳化体系静止分离的时间，min。从定义式可以看出,不稳定系数越小，乳状液的稳定性越好。三．实验仪器与药品 1. 仪器电子天平（感量0.001g）、10ml具塞刻度试管、秒表、滴管、试管架。 2. 药品

氢氧化钠、原油、蒸馏水。四．实验步骤 1. 取10ml具塞刻度试管7支，分别加入质量分数为0.0、1.0×10-4、5×10-4、1.0×10-3、5.0×10-3、8.0 ×10-3、1.0×10-2的氢氧化钠溶液各5ml，分别用滴管准确加入原油5ml，盖上试管塞子，每支试管各上下震荡30次。 2. 将震荡后的试管立即垂直放在试管架上,同时开始计时,并每隔3min记录一次试管中分出水的体积(若分出水的速度较快,可每隔lmin记录一次),共记录30min。五．实验结果处理 1. 求出碱在不同质量分数下乳化原油的不稳定系数。作图，用网格法求出。不稳定系数按式求出: 2. 绘制USI—ω(NaOH)的关系曲线，找出使原油乳化的最佳碱质量分数范围，并解释曲线的变化规律。 3. 将实验记录、数据处理结果以表格或图的形式表达，写出实验报告。六．数据处理（一）表一 0 mol/L时数据表 t\min01234568910152530 V\ml00.20.6 1.8 2.8 3.4 3.8 4.4 4.6 5.0 5.0 5.0 5.0 表二 0.0001mol/L时数据表 t\min036912151821242730 V\ml00.2 1.0 2.6 4.4 4.8 4.8 4.8 4.84.8 4.8 表三 0.00025 mol/L时数据表 t\min036912151821242730 V\ml000000.10.10.10.10.180.18 表四 0.0005 mol/L时数据表 t\min036912151821242730 V\ml0000000.10.10.10.10.1表五 0.001 mol/L时数据表

超声波原油破乳

超声波原油破乳现状原油含水是油气田开发过程中的普遍现象。含水原油在加工之前必须进行脱水脱盐处理。主要采用电脱盐的方法来实现油水分离，一般还需加入破乳剂以提高脱水效果。但有些原油采用以上传统方法却无法顺利实现油水分离，如三次采油采出的水包油(o/w)乳化原油、污水回收油老化油及某些进扣油等，由于其化学成分及乳状液结构的复杂性，难以用电场法和化学法破乳脱水。针对这种情况，必须研究开发其它方法来实现破乳。国内外研究表明，超声波破乳是一种能有效解决这类问题的新型破乳方法。超声波是一种在媒质中传播的弹性机械波，具有机械振动、空化及热作用。理论推导与可视化实验证明超声波破乳的声强必须在空化阈之下。]因此，超声波原油破乳主要是利用超声波的机械振动作用和热作用。作用的机理 1.振动作用促使水“粒子”凝聚。当超声波通过有悬浮水“粒子”的原油介质时，造成悬浮水“粒子”与原油 2.一起振动。由于大小不同的水“粒子”具有不同的相对振动速度，水“粒子”将相互碰撞、黏合，使粒子的体积和质量均增大，最后沉降分离。 3.振动作用可使原油中的石蜡、胶质、沥青等天然乳化剂分散均匀，增加其溶解度，降低油水界面膜的机械强度，有利于水相沉降分离。热作用降低油水界面膜的强度和原油黏度。一方面：边界摩擦使油一水分界处的温度升高，有利于界面膜的破裂。另一方面：原油吸收部分声能转化成的热能，可降低原油的黏度，有利于水“粒子”的油一水的重力沉降分离。

1.超声波破乳的因素很多，如声强、超声波频率、辐射时间、温度、沉降时间、原油黏度等。 2，强及其分布是影响超声波破乳的重要因素之一。声强必须控制在空化阈之下,由于各原油的性质差异较大，破乳时所需的最优声强不同。 3.波频率的大小在一定量级的范围内只影响“粒子”向波腹或波节运动所走的距离，对破乳效果在一定量级内影响不是很明显。Kotyusov从理论上导出频率对“粒子”凝聚有影响，并导出了粒子在声波作用下产生凝聚的最佳频率约在21～25kHz以内。 4.乳化与破乳实际上是一个动态平衡过程。选择合适的处理时间就可以破乳，但是如果超声波处理时间过长，又有可能将分离出来的油水两相乳化，从而形成更加稳定的乳化液。所以，声波辐射时间并非越长越好。 5,.原油破乳脱水的影响比较明显，原油破乳后水的质量分数随温度的升高而降低，但随温度升高而降低的幅度越来越小。超声波和其他方法相比，能降低破乳脱水温度，从而降低了能耗，同时又可以取消复杂的高压电脱水设备。因此使用超声波破乳脱水可以降低成本，提高经济效益。超声波还能大大地减少破乳荆用量。经超声处理过后的原油其流动性大大增加，且长时间放置后黏度不恢复。但仍有许多问题有待解决，这也是今后研究发展的方向。 1.乳化机理研究有待进一步深入，理论分析困难。 2.条件控制比较困难，不同的原油由于其物理化学性质的不同，需要不同的反应条件。 3化程度不高，许多应用仅在实验室完成，没有大规模运用到工业生产。 4.适合工业化的超声波破乳设备。