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1、中国石油大学（油田化学）实验报告 实验日期： 2015.4.15 成绩： 班 级： 石工1201 学号： 12021011 姓名： 郭了之 教师： 孙铭勤 同组者： 刘俊宇 褚洪杨 实验六 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
2、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-1定义: （-1）式中： 不稳定系数，ml；乳化体系分出水体积与时间的变化函数；乳化体系静止分离的时间，min。从定义式可以看出,
3、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、1.010-4、2.510-4、510-4、1.010-3、5.010-3、1.010-2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
4、定的试管重新振荡30次，用分散法判别乳状液类型。五实验数据处理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曲线与时间轴所包面积剪下，在电子天平上称其质量W1。(3) 在坐标纸上剪下已知面积(A0,单位为mlmin)的方框称取其质量W0。(4) 不稳定系数按式-2求出: （-2）2. 绘制USI(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。00.0001
5、0.000250.00050.0010.0050.01TminV mlT minV mlTminVmlTminVmlTminVmlTminVmlTminVml0000000000000022.051.010.331.0100.50100.8100.41.530.82.583.07.152.018.732.0150.70151.2150.72.351.444.09.13.0252.4200.80201.4201.23.152.05.355.014.55.0302.6251.2251.6251.54.732.6305.0305.0301.6302.0301.98.103.413.874.0304.
6、6(1)(NaOH)= 0.0曲线和X轴包围的面积大约为137=137/30=4.6 (2)(NaOH)= 0.0001曲线和X轴包围的面积大约为47.2=47.2/30=1.57(3) (NaOH)= 0.00025=42.5/30=1.42(4) (NaOH)= 0.0005=20/30=0.67(5) (NaOH)= 0.001 =29.5/30=0.98(6) (NaOH)= 0.005=25.5/30=0.85(7) (NaOH)= 0.01=117.975/30=3.93根据图形面积求得USI值并列表如下(NaOH)00.00010.000250.00050.0010.0050.0
7、1USI/ml4.61.571.420.670.980.853.93由上图可知：碱浓度较低时，碱与原油反应生成的活性物质少,不利于乳状液的稳定。乳状液分水量大，USI值大。随着碱浓度的增加生成的表面活性物质增多，乳状液越稳定，失水量越少，USI值也随之变小。当碱浓度过高时，碱可使原油中碳链较长的弱酸反应生成亲油的活性物质，这些活性物质可抵消亲水活性物质的作用,因而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。由USI-关系曲线可以看出来，使原油乳化的最佳碱质量分数范围在0.05%到0.5%左
8、右。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：要想形成水包油的乳状液，需要有一定量的表面活性物质，碱浓度过低的话，无法与原油反应生成足够的表面活性物质，所以乳状液不稳定；如果碱的浓度过高，多余的碱会影响乳状液的稳定，同时碱可使原油中碳链较长的弱酸反应生成亲油的活性物质，这些活性物质可抵消亲水活性物质的作用。因此适量的碱浓度才能形成稳定的乳状液。2. 原油酸值的高低对碱与原油的乳化作用有何影响?答：如果原油的酸值过低，碱就无法与石油酸反应生成表面活性剂或者生成的表面活性剂的量过少，很难起到提高采收率的作用。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
9、包油乳状液的形成需要一定量的表面活性剂，碱可以与原油中的酸性成分反应生成表面活性剂，将油乳化，形成乳状液。形成稳定的乳状液对碱驱很重要的，因为乳化-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。七实验总结这次的实验主要研究不同碱浓度对原油乳化的形成乳状液稳定性的影响。进行实验的时候，我们小组有些贪心，想要很快测出所有组的数据，用了5个计时器。而前面乳状液很快分离，组员却没能在2min前读取数据，导致我们组的数据点有些少，做出的图有些不精确。我觉得我们测得的碱浓度为0.005时的数据有问题，不稳定系数应该比0.001时的低才合理吧。所以实验不能贪心，应该不急不躁地得出数据才合适。
