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含氟表面活性剂在油田中的广泛应用

来源:石家庄市海森化工有限公司  日期:2016-07-15 08:20:03  属于:产品技术
文章摘要:主要介绍了含氟表面活性剂的分类与特性及其在油田中的应用,包括:驱油添加剂、原油破乳剂和助排剂等,提出了今后我国油田用含氟表面活性剂研究的努力方向。普通碳氢表面活性剂中碳氢链的氢原子被氟原子取代,形成具有碳氟链憎水基的表面活性剂。碳氢链中的氢原子被氟原子全部取代,称为全氟表面活性剂;也可被部分取代,称为部分含氟表面活性剂,统称为含氟表面活性剂。
油田化学品在石油勘探开发中占有重要的地位,关系到石油勘探开发能否顺利进行;研究开发新型高效价廉的油田化学品是当务之急。含氟表面活性剂是油田化学品的新浪潮,备受关注。
含氟表面活性剂在油田中的广泛应用
1、含氟表面活性剂的分类。
阳离子型含氟表面活性剂:阳离子型含氟表面活性剂在溶液中解离后,含有表面活性的基团呈阳离子状态,主要包括胺盐型和季铵盐型两大类。季铵盐型用途最广,因其不受pH影响,在酸、碱介质中均可使用。阳离子含氟表面活性剂的主要缺点是对某些阴离子敏感,因而不宜与带负电荷的离子如阴离子表面活性剂混合使用。目前已研制成功的阳离子型含氟表面活性剂中,其亲水基部分主要是含氮元素的化合物。

阴离子型含氟表面活性剂:在溶液中解离后,含有表面活性的基团呈阴离子状态。根据阴离子的不同,又可分为羧酸盐型、磺酸盐型、硫酸酯盐型和磷酸酯盐型等几大类。有些阴离子含氟表面活性剂含有非离子聚氧乙烯基嵌段,以增加含氟表面活性剂的水溶性及其与阳离子或两性表面活性剂的兼容性。氟碳非极性基团可以是全氟的氟碳烷基或部分含氟烷基。

两性型含氟表面活性剂:两性型含氟表面活性剂亲水基部分同时含有碱性阳离子和酸性阴离子。阳离子可以是胺基阳离子,也可以是季铵、吡啶阳离子。阴离子多是羧酸基、磺酸基或硫酸酯基。两性含氟表面活性剂易溶于水,在较浓的酸、碱及无机盐溶液中也能溶解,不与Ca2+、Mg2+及其他重金属离子作用,与其他类型表面活性剂相容性好,而且既可以被带正电荷的表面吸附,又可被带负电荷的表面吸附,因此它的应用比较广泛。

非离子型含氟表面活性剂主要是聚乙二醇型,可以根据使用的介质不同分为水溶液中使用型和碳氢非极性溶剂中使用型。非离子含氟表面活剂与阴离子、阳离子及两性表面活性剂的相容性好,但由于分子中的聚氧乙烯亲水基比羧酸盐、磺酸盐等阴离子基团的化学稳定性差,因而不能在含强氧化剂的溶液中使用。
2、含氟表面活性剂在油田中的应用
驱油添加剂:含氟表面活性剂成本十分昂贵,仅仅把它作为添加剂驱油并不现实。然而,由于其既有高表面活性又有优良的复配性能,可以采用石油磺酸盐、石油羧酸盐、天然羧酸盐等相对廉价的表面活性剂作为主要添加剂,复配极少量的含氟表面活性剂作为驱油体系,这样的体系也会有较好的驱油效果。

原油破乳剂:开采出来的原油绝大部分都含水,而且水中溶有盐类等杂质,这会加大输油管线及设备的负荷,腐蚀管道以及造成结垢等危害。原油中的水是以油包水型乳状液形式存在的,其所以稳定是因为原油中含有的沥青质、胶质等吸附在油-水界面形成一定强度的界面膜所致。由于含氟表面活性剂的表面活性高,它与普通碳氢表面活性剂复配,可以显著地降低油-水界面张力,达到比普通碳氢表面活性剂更优良的破乳效果。目前,随着破乳剂技术的发展,复配型的破乳剂越来越受到重视,含氟表面活性剂也发挥着越来越重要的作用。

酸液缓蚀剂:含氟表面活性剂具有高化学稳定性,即使在强酸性条件下,也能相当地稳定,而普通碳氢表面活性剂则在酸性条件下不稳定,易分解。因此,具有缓蚀性能的含氟表面活性剂是优良的酸液缓蚀剂。
除此之外还可用作派助剂、原油降凝剂、原油降凝剂、 油罐防腐剂、原油蒸发抑制剂、石油灭火剂 、燃油增效剂等。

由于碳氟链的特殊结构特征,含氟表面活性剂具有高表面活性、高化学稳定性、高热稳定性、憎水憎油性及优良的复配性等优异的性能,在油田应用中显示出强大的生命力。然而,目前我国含氟表面活性剂的开发、表面化学性质研究、扩大应用范围等方面与国外相比尚有较大差距。今后我国油田用含氟表面活性剂的研究应从以下几个方面努力。
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