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1、原油乳化率影響因素探究 摘要：分散劑在溢油應(yīng)急處理中起重要作用，但其使用受多方面因素影響。本文以輕質(zhì)原油和重質(zhì)原油為研究對(duì)象，探討了溫度、分散劑投加量和原油風(fēng)化程度對(duì)原油乳化率的影響。結(jié)果表明：輕質(zhì)原油比重質(zhì)原油更容易被乳化；增加分散劑的投加量可以提高原油乳化率；原油乳化率隨著溫度的增加而增大；風(fēng)化程度的增加大大降低了乳化率，當(dāng)風(fēng)化程度增加到20%時(shí)，兩種原油基本不被乳化.關(guān)鍵詞：原油，分散劑，分散度中圖分類(lèi)號(hào)：TU99文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A隨著海洋石油開(kāi)采業(yè)和航運(yùn)業(yè)的發(fā)展，海上溢油事故不斷發(fā)生[1]。據(jù)統(tǒng)計(jì)，我國(guó)海上溢油事故年均50
2、07起，大片石油漂浮在海面，并隨波浪和海風(fēng)向海岸漂移，威脅著人類(lèi)生活和海洋生態(tài)環(huán)境。分散劑能將大片浮油乳化成細(xì)小粒子分散于水中，減少其粘附海岸帶的幾率，同時(shí)增大了微生物與原油接觸的表面積，更有利于生物降解。2010年，墨西哥灣深水地平線漏油事件中已成功應(yīng)用分散劑處理溢油，并經(jīng)生態(tài)研究表明，適當(dāng)使用分散劑對(duì)人類(lèi)生活和海洋生態(tài)均產(chǎn)生良好環(huán)境效應(yīng)[2]。由此看來(lái)，分散劑已在溢油應(yīng)急處理中得到很好的應(yīng)用。但實(shí)際上人們經(jīng)常為了提高處理效果而過(guò)量投加分散劑，這有可能?chē)?yán)重影響生態(tài)環(huán)境。而且，溢油后何時(shí)投加分散劑最有利于溢油處理，以及受什么條件
3、制約，都有待進(jìn)一步研究。本文主要研究分散劑投加量、溫度、原油風(fēng)化程度對(duì)原油乳化率的影響，為今后分散劑的使用提供參考。1實(shí)驗(yàn)材料和方法儀器和藥品1）儀器：FA2004N型電子天平；KS4000i型控溫?fù)u床；722S可見(jiàn)分光光度計(jì)。2）藥品：三氯甲烷（AR），無(wú)水硫酸鈉（AR）。實(shí)驗(yàn)材料1）海水：由蒸餾水與海水素配制，pH=7.9，鹽度30‰，經(jīng)高溫滅菌處理后使用。2）油品：油品參數(shù)如表1所示。表1油品參數(shù)油品來(lái)源密度（20℃，g/cm3）運(yùn)動(dòng)粘度（20℃mm2/s）API值輕質(zhì)原油青島石化廠0.85625.5733.8重質(zhì)原油黃島
4、油庫(kù)0.98786.5511.93）分散劑：所用分散劑經(jīng)國(guó)家海洋局北海分局化學(xué)消油劑核準(zhǔn)公告。測(cè)定方法1）乳化率測(cè)定原理和方法7原理：乳化率的測(cè)定依據(jù)《溢油分散劑技術(shù)條件》[3]（GB18188.1-2000）。測(cè)定方法：向125mL分液漏斗內(nèi)加入50mL人工海水，1.0g原油及20%分散劑（分散劑的質(zhì)量為原油質(zhì)量的20%），振蕩乳化后靜置10min，取20mL下層乳化液，用等體積三氯甲烷振蕩萃取后靜置30min，可見(jiàn)分光光度計(jì)下測(cè)定并計(jì)算乳化率，所有實(shí)驗(yàn)一式三份，取平均值。2）標(biāo)準(zhǔn)曲線準(zhǔn)確稱(chēng)取500mg標(biāo)準(zhǔn)油，溶于25mL三氯
5、甲烷中，得到20000mg/L原油儲(chǔ)備液。分別取儲(chǔ)備液1、2、3、4、5ml，稀釋至10mL，對(duì)應(yīng)濃度為2000、4000、6000、8000、10000mg/L，測(cè)定650nm處的吸光度。以吸光度為橫坐標(biāo)，濃度為縱坐標(biāo)，繪制標(biāo)準(zhǔn)曲線，如圖1。圖1標(biāo)準(zhǔn)曲線2實(shí)驗(yàn)結(jié)果與討論2.1分散劑投加量對(duì)乳化率的影響分別取分散劑投加量為15%，20%，25%，30%，35%和40%。其他條件不變，按測(cè)定方法進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，結(jié)果如圖2。圖2分散劑投加量對(duì)乳化率的影響由圖2知，分散劑投加量增加的初始階段，兩種原油的乳化率均隨著分散劑投加量的增加而迅速增
6、大，但投加量達(dá)到30%以后，對(duì)乳化率的影響不再顯著。7分散劑主要作用是將油乳化成粒徑很小的油粒，其中的表面活性劑成分附著在油滴表面，使親水基團(tuán)向外，從而避免了油重新結(jié)合成大?；蛘掣降綉腋∥锷?，也增大了原油與微生物接觸的表面積，更有利于后續(xù)的生物降解。固然，分散劑用量的增加會(huì)提高乳化率，但并不是沒(méi)有限度的。用量不足達(dá)不到處理效果，用量過(guò)多效果不明顯，且易造成二次污染，加重海洋生態(tài)環(huán)境的破壞。1967年，托里峽谷號(hào)油輪溢油事故過(guò)量使用分散劑，導(dǎo)致海洋生物大量死亡，生態(tài)環(huán)境嚴(yán)重受到破壞。因此，使用分散劑時(shí)要慎重。而分散劑只對(duì)中低粘度油
7、有效，對(duì)蠟質(zhì)及高粘度油幾乎不起作用，本實(shí)驗(yàn)中所用重質(zhì)原油性質(zhì)偏向于后者，因此乳化效果較差。由此看來(lái)，油的物理性質(zhì)也是影響乳化率的一個(gè)重要因素。2.2溫度對(duì)乳化率的影響參照青島海水水溫變化情況，確定四個(gè)實(shí)驗(yàn)溫度14℃、19℃、24℃和29℃。其他條件不變，按測(cè)定方法進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，結(jié)果如圖3。圖3溫度對(duì)乳化率的影響7由圖3知，兩種原油的乳化率均隨著溫度的增加而增大，且重質(zhì)原油的乳化率小于輕質(zhì)原油的。海水的溫度直接影響原油的粘度，從而改變油水界面張力[4]，即：溫度越低，原油粘度和油水界面張力越大，反之則越小。而重質(zhì)原油粘度比輕質(zhì)原油大，
8、受溫度的影響更大。因此，當(dāng)溫度比較低時(shí)，可適當(dāng)提高分散劑的用量。2.3風(fēng)化程度對(duì)乳化率的影響不同風(fēng)化程度原油制備：將原油倒入燒杯中，70℃加熱直至減少最初量的5%、10%、15%和20%，密封備用。其他條件不變，按測(cè)定方法進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，結(jié)果如圖4。圖4原油風(fēng)化程度對(duì)
