摘摘要:乳液因其在配制、生产、使用等方面具有操作简单、过程可控、安全可靠的优点受到广大科技工作者的重视。通过分步乳化法配制的乳液,抗外界干扰能力更强,可延长存储时间,提高目标产物的作用效果。重点讨论了分步乳化法在乳化石蜡配制过程中的应用情况,并通过对比评价了其化学稳定性、机械稳定性、稀释稳定性、耐温稳定性。结果表明:分步乳化法比常规乳化更能得到稳定的乳液,为现场使用或后续处理提供了保障。
关关键词:分步乳化法;乳化石蜡;乳化方法
中图分类号:TE254.4 文献标识码:A
乳化石蜡以石蜡及其改性蜡为基本工业原料,根据最终用途不同加入符合的乳化剂及助剂,在最佳的工艺条件下制得。目前采用的乳化工艺包括表面活性剂相(D相)乳化法、转相温度(PIT)乳化法以及低能乳化法等。据文献显示,乳液的稳定性不仅与乳液组成相关,并且与温度、乳化时间、搅拌速度等有着密切联系。经本文长期试验和生产,总结出了分步乳化法,用于乳化石蜡、反相乳液、乳化沥青等乳液的配制中。
1 机理分析
常规乳化方法是将乳化剂在油中或水中,连续将水加入预定油相进行乳化,会导致水分散不均,水滴间聚集的概率增加,乳液稳定性降低;而分步乳化法对水的温度、加入速率、批次、搅拌方式等进行了严格控制,使得每一批水的加入都能完全分散于乳液中,且脉冲式搅拌使得乳化更加充分,将存储期限延长50~200%。
2 实验部分
2.1 主要实验设备、仪器及试剂
GJ-1型高速搅拌机、万用加热炉、极压润滑仪、NP-01页岩膨胀仪、高温滚子炉、离心机(普通、高速、超速)、恒温水浴锅。
氧化石蜡,兰州石化;SP-80、OS-10、OP-10,江苏省海安石油化工厂;26#基础油,克石化;烧碱,新疆天业。
2.2 乳液的配制
经过试验,最佳乳化石蜡配方为:40%氧化石蜡+ 8%26#基础油+ 4%SP-80+ 2%OS-10+ 2%OP-10+1%烧碱+43%去离子水
配制方法如下: 将预定比例的氧化石蜡、26#基础油及其他乳化剂混匀升温至80~90℃得油相,将配方中E的去离子水控温为A,分三批加入以速度为B进行搅拌的油相,待温度降至F时,调整去离子水温度为C,进行脉冲式搅拌,频率为D,搅拌速度为G,以每批次5%的量将剩余的去离子水加入。每一批间隔时间均为H分钟。
2.3 分步乳化工艺控制
将E、F、G、H暂定为10%、40℃、40r/min、2min,以破乳分层时所需离心速率为评价指标(越大越好)对上述方法中的A、B、C、D 等四个工艺参数进行正交试验,并对E、F、G进行单因素评价,确定分步乳化法制备乳化石蜡的最佳工艺。
表1 正交试验结果
实验号 |
A,℃ |
B,r/min |
C,℃ |
D,min/次 |
破乳时离心速率,r/min |
1 |
50 |
60 |
25 |
1 |
15000 |
2 |
50 |
70 |
35 |
3 |
32000 |
3 |
50 |
80 |
45 |
5 |
19000 |
4 |
60 |
60 |
35 |
5 |
28000 |
5 |
60 |
70 |
45 |
1 |
6000 |
6 |
60 |
80 |
25 |
3 |
22000 |
7 |
70 |
60 |
45 |
3 |
16000 |
8 |
70 |
70 |
25 |
5 |
30000 |
9 |
70 |
80 |
35 |
1 |
11000 |
K1 |
66000 |
59000 |
67000 |
32000 |
|
K2 |
56000 |
68000 |
71000 |
70000 |
|
K3 |
57000 |
52000 |
41000 |
77000 |
|
k1 |
22000 |
19666.67 |
22333.33 |
10666.67 |
|
k2 |
18666.67 |
22666.67 |
23666.67 |
23333.33 |
|
k3 |
19000 |
17333.33 |
13666.67 |
25666.67 |
|
R |
3333.333 |
5333.333 |
10000 |
15000 |
通过表1我们可以直接看出最佳工艺为A1B2C2D2,计算得知,最佳工艺为A1B2C2D3,经验证,该工艺产s品破乳时离心速率为35000r/min,优于直接看出的工艺。
对其余工艺影响因素进一步进行单因素评价法,我们确定出以下工艺,可将产物性能最优化:
将预定比例的氧化石蜡、26#基础油及其他乳化剂混匀升温至80~90℃得油相,将配方中14%的去离子水控温为55℃,分三批加入以速度为70r/min进行搅拌的油相,待温度降至42℃时,调整去离子水温度为35℃,进行脉冲式搅拌,频率为5min/次,搅拌速度为55r/min,以每批次5%的量将剩余的去离子水加入。每一批间隔时间均为2分钟。
3 结论
1.通过正交实验并应用极差分析法,以及单因素评价实验,确定出分步乳化法在乳化石蜡中的应用工艺。
2.与同类方法相比较,采用分步乳化法进行石蜡乳化的产品具有难破乳,存储时间久,稳定性好的优势。
3.该乳化方法在其他乳液中的应用需进一步实践证明。
参考文献:
[1] 李光辉,申金伟,蒋平.乳化石蜡的优化制备及其降滤失作用[J].钻井液与完井液,2012,29(2):8-11.
[2] 王宝峰,张裕丁,孙德军.乳化石蜡的研制及应用[J].山东化工,2004,33(2):14-17,21.
[3] 代礼杨,李洪俊,苏秀纯.纳米石蜡乳液的研究及应用[J].钻井液与完井液,2012,29(2):5-7,11.
[4] 欧阳瑞华.石蜡乳化工艺的研究[J].当代化工,2010,39(3):23.229-232.
[5] 赵金,陈文艺,曹月坤,等.特种乳化石蜡的制备及应用进展[J]. 化工科技,2012,20(5):60~03.
[6] 付雪,张明,刘娟,等. 石蜡乳液的研制[J]. 重庆科技学院学报(自然科学版),2012,14(1):106-108.
[7] 王笃政,冯国琳,李仕强,等.乳化蜡的研究及应用[J].精细石油化工进展,2012,13(6):52-55.
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