原油乳化率影响因素研究Word格式文档下载.docx

1、TU99 文献标识码：A随着海洋石油开采业和航运业的发展，海上溢油事故不断发生1。据统计，我国海上溢油事故年均 500 起，大片石油漂浮在海面，并随波浪和海风向海岸漂移，威胁着人类生活和海洋生态环境。分散剂能将大片浮油乳化成细小粒子分散于水中，减少其粘附海岸带的几率，同时增大了微生物与原油接触的表面积，更有利于生物降解。2010年，墨西哥湾深水地平线漏油事件中已成功应用分散剂处 理溢油，并经生态研究表明，适当使用分散剂对人类生活 和海洋生态均产生良好环境效应2。由此看来，分散剂已在溢油应急处理中得到很好的应用。但实际上人们经常为 了提高处理效果而过量投加分散剂，这有可能严重影响生 态环境。而且

2、，溢油后何时投加分散剂最有利于溢油处理， 以及受什么条件制约，都有待进一步研究。本文主要研究分散剂投加量、温度、原油风化程度对原油乳化率的影响，为今后分散剂的使用提供参考。1 实验材料和方法仪器和药品1） 仪器：FA2004N 型电子天平；KS4000i 型控温摇床；722S 可见分光光度计。2） 药品：三氯甲烷（AR），无水硫酸钠（AR）。 实 验 材 料 1）海水：由蒸馏水与海水素配制，pH=7.9，盐度30，经高温灭菌处理后使用。2） 油品：油品参数如表 1 所示。表 1 油品参数油品 来源 密度（20，g/cm3） 运动粘度（20mm2/s） API 值轻质原油 青岛石化厂 0.856

3、 25.57 33.8重质原油 黄岛油库 0.987 86.55 11.93） 分散剂：所用分散剂经国家海洋局北海分局化学消油剂核准公告。测定方法1） 乳化率测定原理和方法原理：乳化率的测定依据溢油分散剂 技术条件3（GB18188.1-2000）。测定方法：向 125mL 分液漏斗内加入 50mL 人工海水， 1.0g 原油及 20%分散剂（分散剂的质量为原油质量的 20%），振荡乳化后静置 10min，取 20mL 下层乳化液，用等体积三氯甲烷振荡萃取后静置 30min，可见分光光度计下测定并计算乳化率，所有实验一式三份，取平均值。2） 标准曲线准确称取 500mg 标准油，溶于 25mL

4、 三氯甲烷中，得到20000mg/L 原油储备液。分别取储备液 1、2、3、4、5ml，稀释至 10mL，对应浓度为2000、4000、6000、8000、10000 mg/L，测定 650nm 处的吸光度。以吸光度为横坐标，浓度为纵坐标，绘制标准曲线，如图 1。图 1 标准曲线2 实验结果与讨论2.1 分散剂投加量对乳化率的影响分别取分散剂投加量为 15%，20%，25%，30%，35%和40%。其他条件不变，按测定方法进行实验，结果如图 2。图 2 分散剂投加量对乳化率的影响由图 2 知，分散剂投加量增加的初始阶段，两种原油的乳化率均随着分散剂投加量的增加而迅速增大，但投加量达到 30%以

5、后，对乳化率的影响不再显著。分散剂主要作用是将油乳化成粒径很小的油粒，其中的表面活性剂成分附着在油滴表面，使亲水基团向外，从而避免了油重新结合成大粒或粘附到悬浮物上，也增大了原油与微生物接触的表面积，更有利于后续的生物降解。固然，分散剂用量的增加会提高乳化率，但并不是没有限度的。用量不足达不到处理效果，用量过多效果不明显， 且易造成二次污染，加重海洋生态环境的破坏。1967 年， 托里峡谷号油轮溢油事故过量使用分散剂，导致海洋生物大量死亡，生态环境严重受到破坏。因此，使用分散剂时要慎重。而分散剂只对中低粘度油有效，对蜡质及高粘度油几乎不起作用，本实验中所用重质原油性质偏向于后者，因此乳化效果较

6、差。由此看来，油的物理性质也是影响乳化率的一个重要因素。2.2 温度对乳化率的影响参照青岛海水水温变化情况，确定四个实验温度 14、19、24和 29。其他条件不变，按测定方法进行实验， 结果如图 3。图 3 温度对乳化率的影响由图 3 知，两种原油的乳化率均随着温度的增加而增大，且重质原油的乳化率小于轻质原油的。海水的温度直接影响原油的粘度，从而改变油水界面张力4，即：温度越低，原油粘度和油水界面张力越大，反之则越小。而重质原油粘度比轻质原油大，受温度的影响更大。因此，当温度比较低时，可适当提高分散剂的用量。2.3 风化程度对乳化率的影响不同风化程度原油制备：将原油倒入烧杯中， 70加热直至

7、减少最初量的 5%、10%、15%和 20%，密封备用。其他条件不变，按测定方法进行实验，结果如图 4。图 4 原油风化程度对乳化率的影响由图 4 知，两种原油的乳化率均随着风化程度的增大而减小，轻质原油的变化幅度更大。当风化程度增加到 20% 时，原油基本不能被乳化。挥发和乳化是改变原油性质的重要风化过程5。原油中小分子量的烃类物质不断挥发使油密度和粘度增加，更容易形成油包水的巧克力形式的乳状液，从而导致乳化率减小。张秀芝6等在波浪槽模拟试验中也指出：原油风化5 h 之后，乳化率陡然下降，直至基本不能乳化。因此，风化程度对原油的乳化影响很大，应当在溢油发生后迅速作出应急对策。3 实验结论通过

8、上述研究可以得出以下结论：1） 不同条件下，两种原油的乳化率变化趋势基本一致， 轻质原油比重质原油更容易被乳化。2） 适当增加分散剂的投加量有助于提高原油的乳化率。但考虑分散剂对经济和环境的影响，使用时要慎重。3） 海水温度越低，对原油粘度和油水界面张力影响越大，乳化率越小。低温时可适当增加分散剂的投加量提高乳化率。4） 风化程度越大，原油乳化率越小。原油风化程度的大小决定了原油是否具有可分散性，应当在溢油发生后迅速做出应急对策。参 考 文 献：1 牟颖，严良政近岸海域石油污染生物修复技术的研究进展J工业安全与环保，2012，38（5）：61632 Terry CHazen，Ronald MA

9、tlasOil Biodegradation and Bioremediation：A Tale of the Two Worst Spills in US HistoryJEnvironmental Science & Technology，2011，45：6709-67153GB181881-2000，溢油分散剂技术条件S4 包木太，管丽君，马爱青，等化学消油剂乳化效果影响因素研究J中国海洋大学学报，2012，42（9）： 53-585 Lidskog R，Elander LSweden and the Baltic Sea pipeline：Between ecology and economyJMarine Policy，2012，36（2）：333-3386 张秀芝，李筠，隋俨，等海上溢油风化特性及化学分散效果的影响因素研究J海洋环境科学， 1997，6（3）：40-45