Характеристика реагентов на основе полисахаридов
Характеристика реагентов на основе акрилатов
Реагенты на основе акрилатов относятся к синтетическим полимерам, продуктам нефтехимии, первичным сырьем для производства которых является окись этилена. Существуют различные технологические схемы синтеза акриловых полимеров на основе акриловой C2H3COOH и метакриловой C3H5COOH ненасыщенных карбоновых кислот. Из производных этих кислот получают различные реагенты, пластмассы, органические
стекла. В частности, стекла из полиметилметакрилата в десятки раз прочнее обычных силикатных стекол, они идут на изготовление стекол для самолетов, часов, приборов и др.
На рисунке 14.49 приведены структурные формулы распространенных в бурении реагентов на основе акрилатов.
Наличие прочной углерод-углеродной связи в главной цепи акриловых полимеров придает им повышенную термоокислительную, микробнуюи гидролитическую устойчивость. В то же время реагенты на основе акрилатов подвержены агрессии солей поливалентных металлов, которые приводят к сшивке макромолекул и образованию гелеобразных дисперсий. Этаспособность акрилатов используется в буровой технологии для приготовления растворов на сшитых полимерах. 
Характеристика реагентов низкомолекулярных органических-ПАВ
Экспериментальные исследования влияния различных веществ на поверхностное натяжение растворов показали, что в зависимости от природы растворителя и растворенного вещества возможно как снижение, так и повышение поверхностного натяжения (σ) с ростом концентрации вещества (С) в растворе (рис. 14.50).
|
|
|
Вещества, снижающие поверхностное натяжение системы (dσ/dC< 0), называют поверхностно-активными веществами (ПАВ). Концентрация ПАВ на границе раздела фаз выше их концентрации в объеме. Условием адсорбции ПАВ на границе раздела фаз является наличие асимметричного (дифильного) строения их молекул, тогда они оказываются родственными обеим контактирующим фазам. Например, поверхностно-активными являются органические соединения, в молекулах которых имеются углеводородная (неполярная) часть и полярная группа типа карбоксильной, гидроксильной, фенильной, сульфоновой и др. Углеводородная часть молекулы ПАВ располагается в гидрофобной фазе (газ, углеводород), а полярная группа – в воде. ПАВ снижают поверхностное натяжение воды на границе с воздухом с 72,8 мН/м до 20 – 25 мН/м. Неорганические соединения слабо повышают поверхностное натяжение (рис. 14.50), т.е. являются инактивными. ПАВ бывают истинно растворимые и коллоидные. Истинно растворимые ПАВ имеют предельную концентрацию Ср, до которой они находятся в молекулярно-дисперсном состоянии, а выше нее система разделяется на две сплошные фазы (в зависимости от плотности ПАВ он всплывает или оседает). Обычно это вещества с небольшим углеводородным радикалом: низшие спирты, фенолы, органические кислоты и их соли, амины (смачиватели, вспениватели, гидрофобизаторы, диспергаторы и др.). Коллоидные ПАВ также имеют предельную концентрацию, до которой они находятся в истинно растворимом (молекулярном) состоянии, а при превышении предельной концентрации молекулы ПАВ начинают группироваться в термодинамически устойчивые агрегаты, называемые мицеллами. Предельная концентрация перехода системы в мицеллярное состояние называется критической концентрацией мицеллообразования (ККМ). Мицеллярные растворы – это термодинамически устойчивые, равновесные и обратимые дисперсные системы. Установлено, что мицеллообразование для многих коллоидных ПАВ становится возможным при длине углеводородного радикала более 7 – 8 атомов углерода. Природа образования мицелл из коллоидных ПАВ связана с преобладающим взаимодействием внутри полярных или внутри неполярных группировок дифильных молекул ПАВ, направленным на снижение избыточной свободной поверхностной энергии из-за стремления системы к устойчивому состоянию. Основные особенности коллоидных ПАВ, обусловливающие их ценные качества и широкое применение, следующие: 1) высокая поверхностная активность – dσ/dC → max; 2) способность к самопроизвольному мицеллообразованию, наличие ККМ; 3) способность к солюбилизации, т.е. к увеличению растворимости веществ вследствие их «внедрения» внутрь мицелл; 4) высокая способность стабилизировать различные дисперсные системы. Кроме поверхностной активности, непосредственно определяющей адсорбционную способность ПАВ, другой важной их количественной характеристикой является гидрофильно-липофильный баланс (ГЛБ). Значения ГЛБ (которые изменяются в интервале 1 – 40) связаны с практическим применением ПАВ. По ГЛБ делят ПАВ на следующие группы: 1) пеногасители (1 – 4); 2) эмульгаторы II рода (3 – 6); 3) смачиватели (6 – 8); 4) эмульгаторы I рода (8 – 13); 5) моющие агенты, детергенты (13 – 18); 6) солюбилизаторы, стабилизаторы (18 и более). По химической природе (характеру диссоциации) органические ПАВ с дифильным строением молекул делят на следующие группы: ионогенные и неионогенные. Первые растворяются с диссоциацией на ионы, вторые растворяются без диссоциации. Ионогенные ПАВ делят на анионактивные, катионактивные, амфолитные. Активная часть ПАВ сосредоточена в анионе у анионактивных, в катионе – у катионактивных, у амфолитных – или в анионе, или в катионе, в зависимости от рН среды. Анионные ПАВ наиболее распространены в промышленности. К ним относятся: 1) соли карбоновых кислот общей формулы RCOO–Me+, где R – это органический радикал C8 – C10. Если Me+ – это Na+, K+, NH4+, то соли растворимы в щелочной воде и обладают хорошими моющими свойствами. Если Me+ это Mg2+, Ca2+, Al3+, то соли растворимы только в углеводородах (хорошие загустители смазок); 2) алкиларилсульфонаты RArSO3–Me+, (C10 – C18). Обладают хорошим моющим действием в щелочной, кислой и жесткой воде; 3) алкилсульфаты ROSO3–Me+; 4) алкилсульфонаты RO3–Me+, (C10 – C20). В целом анионные ПАВ используют как смачиватели, гидрофилизаторы, компоненты моющих средств, смазочных добавок, солюбилизаторы и др. Катионактивные ПАВ находят применение в нефтегазовом деле как гидрофобизаторы, ингибиторы коррозии, флокулянты и др. К ним относят, в основном, азотсодержащие соединения в виде солей аминов и аммония. Применение их ограничено из-за относительно высокой стоимости. Амфолитные (амфотерные) ПАВ представляют собой сложные соли карбоновых кислот и аминосоединений. При рН < 4амфолитные ПАВ проявляют свойства катионных ПАВ, при рН = 4 – 9 свойства неиногенных ПАВ, а при рН = 9 – 12 свойства анионных ПАВ. Из-за дороговизны эти ПАВ пока не получили широкого распространения. Неионогенные ПАВ – это, как правило, продукты присоединения окиси этилена к веществам с развитыми углеводородными радикалами. Например, оксиэлилированные первичные и вторичные жирные спирты RO(CH2CH2O)nH и RR'CHO(CH2)CH2O)nH; полиэтиленгликолевые эфиры жирных кислот RCOO(CH2CH2O)nH, оксиэтилированныеалкилфенолы RC6H4O(CH2CH2O)nH, где R обычно С8 – С9, n –среднее число оксиэтильных групп CH2CH2O. Неиногенные ПАВ наиболее привлекательны для бурения и нефтегазового дела в целом. Они солестойки, в т.ч. и к катионам Ca2+ и Mg2+, обладают низкой пенообразующей способностью, высокой эмульгирующей способностью, улучшают проницаемость коллекторов и буримость горных пород и др. Перспективными для работы в продуктивных пластах яляются неионогенные ПАВ, так называемые плюроники, представляющие собой блоксополимеры окиси этилена (носитель гидрофильности) и окиси пропилена (носитель гидрфобности) с молекулярной массой 2000 – 20000. В целом ПАВ находят широкое применение для регулирования свойств промывочных жидкостей. На основе ПАВ разработаны и применяются реагенты различного целевого назначения: 1. Эмульгаторы и стабилизаторы для эмульсионных растворов: эмультал, СЭТ-1, СМАД-1М, Нефтенол-НЗ, СЭ-Р1, Сульфонол НП-1, ОП10, ПЭИ, Оксифос КД-6 и др. 2. Деэмульгаторы: Диссолван (4411, 4422, 4433, 4490), Оксифос Б, ДИН-4 и др. 4. Пенообразователи: ОП-7, ОП-10, УФЭ8, КЧНР, ССБ, ТЭАС, Сульфонол, МЛ-80, неонол и др. 5. Пеногасители: оксали Т-66, Т-80, Т-92, сивушное масло, Альфанол-79, стеарат алюминия, ТЖЖ-50, СВЖС, ТБФ, Стеарокс-6 и др. 6. Смазочные добавки: БКР-5, Сонбур-1011, ФК-2000, Т-80Л, Сульфонол+ОП-10, СДБУР-1, СМАД-1, СГ, Глитал, Политал, САБ-1, ДСБ4ТТ, СДБ-М, РЖС. 7. Ингибиторы коррозии: ИКБ-2, САБ-1, ФД-1, Т-80, ИВВ-1 и др. Более подробная информация по некоторым органическим низкомолекулярным реагентам приведена в таблице 14.16
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Дата добавления: 2020-04-25; просмотров: 849; Мы поможем в написании вашей работы! |
Мы поможем в написании ваших работ!