表面活性剂/渣油/盐水乳化体系分散机制研究

【摘要】： 本文在由渣油、表面活性剂和水溶性盐所组成的乳化分散体系制备条件固定的情况下,分别考察了表面活性剂单剂、复配、浓度以及亲水亲油平衡值(HLB)对无机盐水溶性催化剂在渣油中分散性的影响。采用光学显微镜观察、Winner99粒度分析仪分析法研究各渣油-盐水乳化体系分散性能的优劣,并采用Sauter平均粒径和粒径分布跨度函数(Span)相结合建立分散性能参数Dp来表征渣油-盐水乳化体系分散性能的差异,Dp越大,分散性越好。试验结果表明,不同类型的表面活性剂对体系分散性能的影响不同,不同盐在同一渣油中的分散性也存在差异。因此,影响该体系分散性的因素比较复杂。本研究还在高压釜上考察了在渣油中分散性不同的水溶性催化剂的催化反应效果,试验结果表明,渣油的加氢裂化反应效果与催化剂种类和其在渣油中的分散性能有关,在同一渣油中,对于同一种催化剂而言,分散性越好,加氢效果也越好。 采用密度法计算克拉玛依渣油、大庆渣油和辽河渣油中胶质组分的结构参数,利用NMR法和改进的Brown-Ladner(B-L)法计算三种渣油中沥青质组分的结构参数,并且采用改进的B-L法计算三种渣油的其它平均结构参数,发现蒸馏水在不同渣油中的分散性与渣油中胶质和沥青质的平均链长呈正相关关系。 采用傅里叶红外光谱(FT-IR)的分析方法,揭示了表面活性剂与渣油中活性组分之间的相互作用机理。表面活性剂与渣油活性组分之间存在物理吸附和化学吸附,它们发生作用的红外区间,主要波数大于3000cm-1和芳香化合物红外吸收峰的位置。添加表面活性剂能改变渣油红外谱图的峰形,峰位和峰的强度,其主要作用力为氢键、静电和离子与偶极等作用力。 采用动态光散射技术在室温下,通过测定表面活性剂胶团的平均流体力学半径,发现水溶性Co、Mo、Ni盐能够降低表面活性剂的CMC和增加胶束聚集数,使胶束的平均粒径和体积增大。