Page 202 - 《精细化工》2021年第5期

·1056· 精细化工 FINE CHEMICALS 第 38 卷

由表 1 可知，合成的聚合物破乳剂的各种相对 CMC 为 0.5 g/L。这是因为浓度增加，聚合物分子
分子质量均在 1000 以上，相对分子质量较高，在油 结构中苯环的强疏水性大于聚氧乙烯链的亲水
水界面上占据的表面积较大 [16] ，更容易加速界面膜 性，使得聚氧乙烯链开始转移到胶束内核 [20] ，破
的破裂，促进液滴的絮凝和聚结。 乳剂分子形成聚集体均匀分散在油水界面，显著
2.2 CMC 的测定 降低水的表面张力，且 CMC 测试结果与荧光光谱
聚合物破乳剂的芘荧光光谱图如图 4 所示。 法一致。

图 5 聚合物破乳剂的 γ 与 lgρ 关系图
Fig. 5 Relationship between γ and lgρ of bipolymer
demulsifier

2.4 应用性能研究
2.4.1 各因素对破乳性能的影响
在破乳时间 3.0 h、破乳剂用量 0.4 g/L 时，破
乳温度对稠油乳液破乳性能的影响见表 2。

表 2 温度对破乳性能的影响
Table 2 Effect of temperature on demulsification performance
图 4 聚合物破乳剂的芘荧光光谱图
Fig. 4 Pyrene fluorescence spectrum of bipolymer demulsifier 温度/ 脱水率/ 脱出水中含油量/ 油水 脱出
℃ % （mg/L） 界面 水质
图 4a 的荧光强度随着聚合物浓度的增加而增 40 61.5 387.5 不齐 浑浊
强，在 375、380、385、390、395 nm 处出现了 5 45 70.9 307.4 较齐 较浑
个特征电子振动峰 [17] ，第一发射峰（375 nm）与 50 79.8 223.1 齐 较清
第三发射峰（385 nm）的荧光强度之比（I 1 /I 3 ）对 55 84.7 197.7 齐 较清
微环境极性变化极为敏感，会随着微环境极性降 60 81.0 201.3 较齐 较清
低而减小。图 4b 中，随着聚合物质量浓度增大， 65 78.4 204.6 较齐 较浑
I 1 /I 3 逐渐减小，意味着越来越多的芘分子开始从
水相环境转移到疏水微区内，增溶到聚合物形成 由表 2 可知，在 40~55 ℃，随着温度的不断升
的胶束内核中；继续增大聚合物浓度，I 1 /I 3 变化 高，脱水率持续增大，脱出污水含油量逐渐下降，
幅度较小，基本保持不变，说明聚合物破乳剂在 油水界面开始变整齐，脱出水色逐渐变清，破乳效
溶液中从分子状态形成了胶束，对应的突变点为 果变好。这是因为温度过低时，稠油中的胶质沥青
聚合物破乳剂的 CMC 值 [18] ，即 0.5 g/L。 质凝析，破乳脱水效果差；温度逐渐升高，油水乳
2.3 表面张力的测定 液体系黏度降低，界面膜稳定性变差，破乳脱水效
采用吊片法 [19] 测定不同浓度聚合物破乳剂水溶 果较佳。当温度超过 55 ℃后，脱出污水含油量增
液的表面张力与 CMC，表面张力 γ 与质量浓度 ρ 的 多，脱水率减小。这是因为温度升高分子热运动加
对数图中，切线拐点处即为 CMC 和 γ CMC ，结果见 剧 [21] ，油水密度差减小，影响水滴絮凝，导致破乳
图 5。 效果变差。因此，最佳破乳温度为 55 ℃。
由图 5 可知，随着聚合物浓度的增加，表面 破乳剂用量 0.4 g/L、破乳温度 55 ℃时，破乳
张力先减小后保持不变，γ CMC 为 25.684 mN/m， 时间对稠油乳液破乳性能的影响见表 3。