应用化工技术专业毕业设计

2013届应用化工技术专业毕业设计（论文）CHANGSHA HANGKONG ZHIYE JISHU XUEYUAN
题目：微乳液除油剂的研究
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摘要：针对常规除油不彻底，成本高，提出了用微乳液除油的方法，采用非离子表面活性剂和阴离子表面活性剂复配，添加助洗剂、络合剂等形成微乳液，研制了一种在常温下快速除去金属表面油污的高效微乳液除油剂。

重点研究了脱脂温度以及脱脂时间对除油效果的影响，并测定了该微乳除油剂的其它性能和特点。

试验结果表明，该微乳液除油剂具有节能、高效、低成本等特点。

关键词：金属除油剂；微乳液；油污；高效
目录
第一章概论 (3)
第二章实验方法 (4)
一、试剂与仪器 (2)
二、实验方法 (2)
第三章结果与分析 (5)
一、新型高效微乳液金属清洗剂配方的确定 (5)
二、温度对除油效率的影响 (6)
三、时间对除油效率的影响 (6)
四、微乳液除油剂的其它性能 (7)
结论 (8)
参考文献 (10)
第一章概论
微乳液是由油、水、表面活性剂、助表面活性剂在一定条件下自发形成的热力学稳定、个向同性、低黏度的透明或半透明的分散体系，粒径在1—100 nm。

微乳液能与油、水混溶，大大降低油水界面张力，尤其是中相微乳液，油、水界面张力可达10～一10～mN／m，有时甚至为负值，在三次采油中具有重要的应用价值领域，用到驱油上，采收率普遍提高10％以上，特别是中相微乳液能使水驱后的残余油全部被驱出。

李干佐等研究的复合驱油体系形成的中相微乳液不仅驱油采收率高，而且便于破乳[1]。

徐冬梅等研究的最佳中相微乳液应用在油砂洗油中洗油效率可达88．9％[2]，张科良等研究的中相微乳液体系在最佳条件下脱油率可达99．30％[3]。

目前，常用的除油剂分为油基和水基两类，然而油基除油剂所使用的溶剂毒性大、易燃，易爆，使用受到限制。

国内外水基清洗剂品种较多，目前国内已使用的有：TX一10，6501，6503，105，664，SP—l，平平加等型号的清洗剂。

但缺点是泡沫多，喷洗性差，导电率低，一般需要加热使用。

为此研制了一种在常温下即可迅速除去油污的高效微乳液除油剂。

第二章实验部分
一、试剂与仪器
试剂：十二烷基苯磺酸钠(ABS)，分析纯；NP，工业纯；正丁醇，分析纯；正庚烷，分析纯；三聚磷酸钠，分析纯；无水硫酸钠，分析纯；有机金属螯合剂(三乙醇胺)，分析纯；无水乙醇，分析纯；丙酮，分析纯；二次蒸馏水，实验室自制；油污，盘锦石油化工厂提供；规格为 5 mm×1 mm的45号碳钢Q235。

仪器：DW一1无极恒速搅拌器，电子天平(0．000 1 g)，干燥器，金相试样磨抛机，PHS一4型智能酸度计。

二、实验方法
1 微乳液的制备
微乳液是由表面活性剂、助表面活性剂、油、水等组成的。

在制备中选择了两相混合法。

室温下，将阴离子表面活性剂十二烷基苯磺酸钠ABS)0．5 g、三聚磷酸钠3 g、硫酸钠0．3 g溶于60 mL水相中，边搅拌边加入助表面活性剂1．5mL 正丁醇及1 mL油相正庚烷，再加入1 g非离子表面活性剂NP搅拌至透明后，加入1 mL有机金属螯合剂三乙醇胺，即得到微乳液除油剂。

通过选取不同的表面活性剂助表面活性剂以及不同的剂量及工艺，最后得到配方如表1所示。

2 试样的制备
将45 mm×1 mm钢片Q235用600＃砂纸打磨，然后用无水乙醇、丙酮清洗吹干后放人干燥器中干燥20min后称重。

将试片上涂上一定质量的油污后放人干燥器中干燥20min后称重备用。

3 除油率的测定
将涂油的试片放人由实验步骤1．2．1制得的微乳液除油剂中(室温下)浸泡5 min，再轻轻晃动5min，用水漂洗5 S后吹干，放入干燥器中干燥20 min，称重，除油率以失重法来表示，公式［4］如式(1)。

除油率=( W1－W2)／(W1一W０)×100％(1)
第三章结果与分析
一、新型高效微乳液金属清洗剂配方的确定
非离子表面活性剂在酸、碱介质中比较稳定，与其他类型表面活性剂相溶性好，在各种溶剂中均有良好的溶解性，乳化油脂的能力强，还有良好的润滑和分散性能。

它在金属表面不发生吸附，清洗性好，残留液少［５］。

壬基酚类聚氧乙烯醚非离子表面活性剂具有良好的润湿和乳化增溶作用。

阴离子表面活性剂的带电基团易吸附在金属表面，也可以吸附在污垢的表面，使带有相同电荷的基团互相排斥，导致粘附降低，有利于污垢的去除。

十二烷基苯磺酸钠具有较强的脱脂能力。

本除油剂采用非离子表面活性剂和阴离子表面活性剂复配的方法，实验结果表明非、阴离子表面活性剂的重量比例为2：1时，清洗效果较好。

金属表面的油脂受光照等因素的影响，会发生一些变化，有时会产生一些类似于树脂的物质，对这类物质一般的水基清洗剂是很难清洗的。

依据相似相溶原理，助溶剂对油污有溶解和分散作用，可增加清洗能力，如醇、醚、酮等既溶于水又溶于有机溶是很好的助溶剂［６］。

经过筛选，选择正丁醇作为助表面活性剂剂，经实验确定其在清洗剂中的含量。

醇类助表面活性剂的作用就是在油一水界面与表面活性剂形成混合吸附膜，降低界面张力，增加界面柔性，促进微乳液的自发形成。

并且加入醇可降低表面活性剂的用量，从而降低制备微乳液的成本。

助洗剂对金属离子有螯合作用，使硬水软化，有缓冲作用，可以维持清洗剂中pH值的稳定，对固体污物有分散作用，能防止污物在工作上的再附着，与表面活性剂混用时，可以提高清洗剂的清洗作用。

三聚磷酸钠具有多电荷交替结构，能明显提高清洗效果，同时也是钢的缓蚀剂，也作为pH调节剂，硫酸钠改善清洗分散性能，有机金属螯合剂三乙醇胺作为配位体。

二、温度对除油效率的影响
用高效微乳液除油剂除油10 min，测试不同温度下的除油效率，结果见图1。

结果表明，20℃以上除油10 min，基本上可完全脱脂。

一般情况下选择20—30℃条件下脱脂。

与传统的除油剂相比，微乳液除油剂处理温度较低。

以往一些除油剂除油温度需要50℃以上，而该微乳液除油剂在20—3O℃下除油脱脂基本彻底。

图1 温度对除油效率的影响
三、时间对除油效率的影响
以表1的最佳配方为基础，在20—3O℃下，对不同时间条件做除油试验，结果见图2。

图2 时间对除油效率的影响
结果表明：在常温20—30℃下，使用本微乳液清洗剂除油10 min即可完全除油。

与传统的除油剂相比，微乳液除油剂处理时间较短，以往一些常温除油剂处理时间需要30 min以上，而微乳液除油剂只需lO～15 min，即可达到优良效果
四、微乳液除油剂的其它性能
微乳液除油剂综合性能比较见表2。

高效微乳液金属除油剂具有不燃性高、低温稳定性好，这对运输、储存和使用极为有利。

结论
该高效微乳液金属除油剂具有节能、高效、操作简单等特点，常温除油，对金属腐蚀小，环境污染小，成本低等特点。

本脱脂工艺为：在常温20～3O℃下，除油l0～15 min。

参考文献
[1]李干佐，刘杰，吕锋锋，等．非离子表面活性剂吐温8O的复合驱油体系研究[J]．日
用化学工业，2003，33(1)：1—7．
[2]徐冬梅，陈馥，刘彝．微乳液在油砂洗油中的作用[J]．精细石油化工进展，2006，
7(1)：4—7．
[3]张科良，张宁生，吴新民，等．中相微乳液脱除含油污泥中原油的研究[J]．西
安石油大学学报(自然科学版)，2008，23(4)：66—69．
[4]JB／T4322—1986，水基金属清洗剂试验方法[s]．
[5]房春嫒，王凤平．高效水基金属清洗剂的研制[J]．中国材料科技与设备，2006，
3(2)：100—102．
[6]张圣麟．常温除油清洗剂的制备与应用[J]．材料保护，2003，36(1O)：52—53。