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新型Gemini季铵盐柴油破乳剂的破乳性能及机理研究

冯彩云  
【摘要】:含环烷酸的直馏柴油在碱洗电精制过程中会发生一定程度的乳化现象,严重影响了柴油的品质。此外,含油污水的排放加剧了环境污染和水污染。因此,研究含环烷酸直馏柴油的破乳过程具有重要的影响意义。本文第一部分主要研究了新型Gemini双头季铵盐表面活性剂5a-c与单头季铵盐典型代表CTAB在柴油/水体系中的破乳性能。实验过程中通过改变浓度、温度和pH值来进一步考察破乳剂结构与破乳性能的关系。结果表明:在50℃时,5a-c与CTAB的最佳破乳浓度均为10 ppm,且破乳效果最好的破乳剂为5c,在30 s后就可实现油水的完全分离;温度对破乳效果有着显著的影响,升高温度有利于破乳,但温度高于50℃时,破乳效率呈现下降的趋势,最佳破乳温度为50℃;随着pH值升高,乳液稳定性增加,四种破乳剂破乳性能随着pH值升高而下降。本文第二部分主要研究了新型Gemini双头季铵盐表面活性剂5a-c与单头季铵盐典型代表CTAB在柴油/水体系中的破乳机理。实验通过界面张力、界面扩张粘弹性等分析手段来获取相关的破乳机理。研究发现,界面张力与破乳性能无确定性关系,表明5a-c与CTAB表面活性剂不是通过界面张力来影响其破乳性能;5a-c与CTAB表面活性剂主要表现弹性膜性质,且弹性模量的变化与破乳性能相关,破乳时间越短,扩张弹性模量越低;5a-c和CTAB阳离子表面活性剂主要通过静电作用致使柴油-水界面膜的原始结构被破坏,从而加速乳液液滴的聚结,此外还可能存在吸附、顶替、架桥等起到协同破乳作用。本文第三部分主要研究了新型Gemini双头季铵盐表面活性剂5a-c与单头季铵盐CTAB在模拟油中的破乳性能。实验以正辛烷为油相,以环烷酸钠为界面活性物质,建立了柴油的模拟油体系,研究了Gemini表面活性剂在不同浓度环烷酸钠的模拟油中的破乳性能,结果表明:浓度为100 ppm的环烷酸钠所形成模拟油的破乳规律与柴油乳液的破乳规律相似,最佳破乳剂为季铵盐表面活性剂5c,最佳破乳浓度为10ppm。


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