兩相滴定法在石油羧酸鹽表面活性劑體系中的應(yīng)用

發(fā)布日期：2011-06-27 瀏覽次數(shù)：592

核心提示：兩相滴定法在石油羧酸鹽表面活性劑體系中的應(yīng)用

1 前言

三次采油作為提高原油采收率的有效手段,已受到人們普遍重視。其中,表面活性劑驅(qū)油是最有效､廣泛的應(yīng)用方法。目前國(guó)內(nèi)外在三次采油中普遍應(yīng)用的表面活性劑為石油磺酸鹽。這種活性劑有很多的弊端,如原料來源困難､對(duì)設(shè)備的腐蝕及酸渣的處理等諸多技術(shù)經(jīng)濟(jì)和環(huán)保問題。近年來,國(guó)內(nèi)以大慶原油的幾種餾份油為原料合成了石油羧酸鹽。這種新型驅(qū)油劑,顯示出了巨大的應(yīng)用潛力。

在石油羧酸鹽中非離子表面活性劑物質(zhì)的研究至關(guān)重要。已經(jīng)證明,石油羧酸鹽活性體系中的非離子活性物質(zhì)為POE系非離子表面活性劑。但其測(cè)定難度很大。通過建立測(cè)定石油羧酸鹽表面活性劑體系中非離子表面活性劑的方法—兩相滴定法。對(duì)非離子表面活性劑進(jìn)行定量的測(cè)定,取得了良好的效果。

2儀器與試劑

(1)儀器

3ml微量滴定管､25ml 酸式滴定管､分液漏斗､萬(wàn)分之一光電分析天平､真空恒溫烘箱､長(zhǎng)頸漏斗､定量濾紙､100ml具塞量筒､各種體積移液管､容量瓶､調(diào)溫電爐､離子交換柱。

(2)試劑

四苯硼鈉(NaTPB)､海明1622､二氯甲烷(CH₂Cl₂)､溴酚藍(lán)(BPB)､鹽酸(HCl)､氯化鋇(BaCl₂·2H₂O),氯化鉀(KCl),氧化鋁(Al₂O₃)､緩沖溶液,以上均為分析純。

(3)溶液的配制及標(biāo)定

①四苯硼鈉溶液的配制及標(biāo)定

配制:稱取9gNaTPB溶于純水中,并稀釋至1L,在此溶液中加入10gAl₂O₃充分?jǐn)嚢?/SPAN>,過濾后取澄清液標(biāo)定。

標(biāo)定:用移液管移取20ml上述溶液,加入50ml0.2NKCl,攪拌后用預(yù)先稱重的定量濾紙過濾沉淀。在100℃干燥3h稱重。四苯硼鈉溶液的當(dāng)量濃度按下式計(jì)算:

N=KTPB/7167.2

標(biāo)定結(jié)果為 2.42×10^-2mol/L

②海明溶液的配制及標(biāo)定

將約1.2g海明(對(duì)-叔-辛基苯氧基乙氧基乙基二甲基芐基氯化銨)溶于水中,轉(zhuǎn)入容量瓶加水至500ml。

標(biāo)定:用移液管取2ml制得NaTPB溶液,置100ml具塞量筒中。加20ml緩沖溶液､20mlCH₂Cl₂及BPB指示劑。用上述海明溶液進(jìn)行滴定,上層無色為終點(diǎn),同時(shí)做空白實(shí)驗(yàn)。

海明溶液濃度為4.786×10^-3mol/L

3實(shí)驗(yàn)

3.1非離子表面活性劑的分離

通過皂化反應(yīng)和抽提得到的羧酸鹽活性體系為O/W型乳狀液,實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)如不除去其油份,將直接影響非離子表面活性劑的測(cè)定。加入無機(jī)酸后,羧酸鹽被破壞,生成自由羧酸即可失去乳化作用。

另外,羧酸鹽陰離子表面活性劑對(duì)非離子表面活性劑的測(cè)定有干擾。采用陰離子交換樹脂柱將其中的羧酸鹽陰離子分離掉。根據(jù)文獻(xiàn)報(bào)導(dǎo),陰離子交換樹脂在酸性､中性甚至堿性條件下都有很好的交換功能。考察樹脂對(duì)羧酸根陰離子的分離效果,用月桂酸鈉溶液進(jìn)行分離實(shí)驗(yàn)。結(jié)果見表1。

表1說明該法分離羧酸根是徹底的。實(shí)驗(yàn)中用干凈的150ml分液漏斗,裝入約20ml濕樹脂,放出水分,將破乳后的樣液移入,1h后緩慢放入燒杯中,用丙酮溶液淋洗兩次。

3.2富集

由于非離子活性物質(zhì)濃度太低,不利于定量測(cè)定。考察加熱對(duì)其的破壞性。結(jié)果表明沒有影響。因此采用加熱濃縮法對(duì)非離子表面活性物質(zhì)進(jìn)行富集。

3.3測(cè)定原理

兩相測(cè)定:

終點(diǎn):

據(jù)報(bào)導(dǎo),非離子活性劑-鋇-TPB絡(luò)鹽沉淀不含結(jié)晶水。TPB與鋇的結(jié)合比為2:1,TPB與EO的結(jié)合比為1:(5.5±0.5)。故在非離子活性劑樣品的鹽酸溶液中,在 Ba²⁺共存下,加入一定過量的NaTPB生成沉淀。再采用兩相滴定法,以溴酚藍(lán)為指示劑,用標(biāo)準(zhǔn)海明反滴定過量NaTPB,以溴酚藍(lán)的藍(lán)色從上層轉(zhuǎn)至下層二氯甲烷中,上層無色為終點(diǎn)。同時(shí)做空白實(shí)驗(yàn)。

根據(jù)消耗的NaTPB量和生成的絡(luò)鹽重量測(cè)定非離子表面活性劑的絕對(duì)濃度,公式如下:

式中 a—實(shí)驗(yàn)的海明滴定數(shù),ml;

b—空白實(shí)驗(yàn)的海明滴定數(shù),ml;

e—試樣毫升數(shù),ml;

NQA —標(biāo)準(zhǔn)海明溶液的當(dāng)量濃度;

P—絡(luò)鹽沉淀重量,mg;

x—非離子活性劑有效成份含量,mg/ml;

3.4測(cè)定方法

將上述經(jīng)分離和富集的非離子活性劑溶液加1ml 10%氯化鋇水溶液,以0.1N鹽酸調(diào)解 pH=3 后,加入10ml標(biāo)準(zhǔn)NaTPB溶液。沉淀過濾后在60℃真空干燥3h稱重。濾液在100ml容量瓶中定容。取2ml,加入二氯甲烷､緩沖溶液及2滴溴酚藍(lán)指示劑,用標(biāo)準(zhǔn)海明溶液進(jìn)行兩相滴定。