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碱是如何影响重烷基苯磺酸盐体系的界面张力的？（二）
来源： 《日用化学工业》 浏览 14 次 发布时间:2026-04-01
结果与讨论
NaOH与聚合物对大庆原油/水界面张力的影响：
以矿化度为4046 mg/L的大庆模拟地层水（组成见表1）配制HAB、HPAM与NaOH的三元复合体系，用界面张力仪测试三元体系与大庆原油间的界面张力。固定HAB的质量分数为0.3%，考察HPAM与NaOH用量对界面张力的影响，实验结果见表2。
表2 碱和聚合物用量对油/水界面张力的影响
| ρ(HPAM)/(mg·L-1) | w(NaOH)/% | |||||
|---|---|---|---|---|---|---|
| 0 | 0.3 | 0.6 | 0.8 | 1.0 | 1.2 | |
| 0 | 3.33 | 1.34×10-1 | 4.38×10-2 | 3.44×10-3 | 2.40×10-3 | 6.77×10-3 |
| 600 | 2.58 | 1.21×10-1 | 4.07×10-2 | 3.19×10-3 | 4.30×10-3 | 5.02×10-3 |
| 800 | 3.73 | 1.26×10-1 | 4.37×10-2 | 4.45×10-3 | 3.52×10-3 | 5.43×10-3 |
| 1000 | 3.41 | 1.30×10-1 | 4.76×10-2 | 3.89×10-3 | 3.52×10-3 | 5.72×10-3 |
| 1200 | 2.62 | 1.16×10-1 | 4.65×10-2 | 4.23×10-3 | 3.71×10-3 | 5.36×10-3 |
由表2可知，聚合物质量浓度一定时，随着碱用量的增加，油/水界面张力先明显下降后又上升，且在碱的质量分数达到0.8%时，体系的界面张力才达到超低状态（10-3 mN/m数量级）；在NaOH用量一定时，聚合物质量浓度的变化对界面张力没有明显的影响。
原油中石油酸的含量通常用酸值（每克油滴定消耗KOH的毫克数）间接表示。大庆油田原油为低酸值的石蜡基原油（0.06 mg/g），依据中国科学院兰州化学物理研究所对大庆原油进行分离分析的结果可知，一般的烷烃对降低油/水界面张力并无贡献，酸性组分中，正构酸对降低界面张力的贡献也很小，异构酸则是界面张力降低的主要贡献者，而异构酸在酸性组分中所占的比例很小。利用旋转滴法测定界面张力时，通常需要在0.3 mL的表面活性剂溶液中加入约0.002 mL的原油进行测定，在这种情况下，原油中的异构酸即使全部溶出进入水相并与碱反应生成自表面活性剂，其生成量与溶液中原有的表面活性剂用量相比也是微乎其微的。因此，如此低浓度的异构酸与碱反应生成的自表面活性剂是否能够决定体系最终的界面张力值需进一步研究。
NaOH对无酸油/水界面张力的影响：
以质量分数为0.3%的HAB溶液为水相，无酸直馏柴油为油相，考察改变NaOH的用量对油/水界面张力的影响，实验结果见图1。
由图1可知，随着碱用量的增加，直馏柴油/水的界面张力逐渐降低，NaOH质量分数为0.8%时，界面张力达到超低值，质量分数为1.2%时界面张力仍保持在超低值。以往文献报道，含有碱的表面活性剂驱油体系能使油/水界面张力降低，是因为碱可以与原油中酸性物质反应，生成自表面活性剂，可以辅助溶液中原有的表面活性剂使界面张力降低甚至达到超低，这种说法已经得到广泛地认可。实验中脱酸直馏柴油几乎不含酸性组分，并没有自表面活性剂生成，但随着碱用量的增加，油/水界面张力逐渐降低，最后达到超低值，可以初步判断，原油中的酸性组分与碱反应生成自表面活性剂辅助降低油/水界面张力并不是油/水界面张力达到超低的唯一原因，还有其他因素能够促使界面张力达到超低。
NaOH对表面活性剂体系碳数最低值的影响：
图2为不同比例混合表面活性剂的Nmin值。由图2可知，HA的Nmin值为13，HB的Nmin值小于或等于6，当HA与HB的质量比为7:2、2:1、1:1、1:2、2:5和1:7时，相应的混合表面活性剂的Nmin值分别为12、11、10、9、8和7。
在测定直馏柴油与HA和HB的比值不同的表面活性剂体系间的界面张力时发现，HA与HB的比值为1:2时，油/水界面张力最低，因此可以判断出直馏柴油的EACN值为9。
Nmin与EACN的比值越接近1，油/水体系的界面张力越容易达到超低，此方法通常用来筛选能够形成超低界面张力的表面活性剂体系。图3为具有代表性的3个碱用量的HAB溶液与一系列烷烃间的界面张力，研究碱的加入对所配制HAB体系的Nmin的影响，通过不同的Nmin与EACN的比值的对比，考察碱用量对烷烃/水界面张力的影响。
由图3可知，随着碱用量的增加，HAB溶液的Nmin值从13变为9，Nmin与EACN的比值从13/9变到1，即Nmin与EACN的比值更接近1，相应的界面张力也变得更低。对于混合表面活性剂体系来说，Nmin值虽然宏观上表现出一个值，而实质上是通过组成此混合表面活性剂体系中几种表面活性剂的Nmin值通过计算平均值得到的。实验中所用到的重烷基苯磺酸钠是一种混合表面活性剂，主要是由单烷基苯磺酸钠、二烷基苯磺酸钠、多烷基苯磺酸钠以及烷基萘磺酸钠等几种磺酸盐表面活性剂组成的，因此可以推断出，碱的加入改变了实验中表面活性剂HAB中每种表面活性剂的Nmin值，HAB溶液的Nmin值也就发生了变化，当碱的质量分数为0.8%时，HAB溶液的Nmin值变为9，如图1所示，HAB溶液与直馏柴油间的界面张力达到超低。
结论
研究了碱对重烷基苯磺酸盐体系的界面张力的影响。结果表明，NaOH的加入可使重烷基苯磺酸盐体系/脱酸直馏柴油间的界面张力降低，它通过改变重烷基苯磺酸盐体系的最小烷烃碳数，从而影响界面张力。