2結果與討論

2.1 GYD組分及含量分析

取一定量的GYD，用甲醇作溶劑，將其稀釋至約0.4%的質量分數後，進行GC-MS全掃描分析，得總離子流色譜圖見圖1。用氣相色譜數據處理係統，以峰麵積歸一法測得其中各組分的相對質量分數，分析結果見表2。從表2可以看出，GYD是一種組成複雜的烷基醇酰胺混合物，主要包括不同碳數脂肪酸二乙醇酰胺和剩餘原料甘油、二乙醇胺、月桂酸等。其中，月桂酸二乙醇酰胺相對含量最高為55.13%。

2.2 GYD和CnDEA與原油油/水界麵張力

測定不同濃度CnDEA和GYD與原油油/水界麵張力，得到油/水界麵張力穩定值隨質量分數變化曲線，結果如圖2所示。

從圖2可以看出，在0.01%～0.3%質量分數範圍內，C8DEA、C10DEA與C16DEA原油體係界麵張力隻能達10−1mN/m數量級；C12DEA隨質量分數的增加，界麵張力先減小再增大後趨於平穩，在0.02%～0.04%時，界麵張力可達10−3mN/m數量級，濃度窗口較窄；C14DEA隨質量分數增加，界麵張力先大幅下降後趨於平穩，在0.05%～0.3%範圍時，界麵張力可降低至10−4～10−3mN/m數量級，濃度窗口較寬。隨著CnDEA烷基鏈長的增加，表麵活性劑界麵活性先增加後降低，其中烷基鏈長n=12/14時，界麵活性最高，這是因為對於某特定體係表麵活性劑在油水界麵層的富集能力與其親水-親油能力密切相關，親水性或親油性過強均不能有效吸附於油水界麵層，隻有與特定油相相匹配的親水-親油能力時才能有效降低油水界麵張力，C8DEA、C10DEA親水性過強，C16DEA親油性過強，而隻有C12DEA和C14DEA的親水-親油能力較為適宜。除此之外，可以明顯地看出GYD界麵張力隨質量分數變化趨勢與C12DEA基本一致，界麵張力值略高於C12DEA，可能是由於GYD體係中C12DEA含量較高，對降低油水界麵張力貢獻最大，表現出C12DEA的界麵特性。

表2 GYD組分分析結果

圖2不同烷醇酰胺油/水界麵張力穩定值隨質量分數的變化曲線

2.3 CnDEA複配體係與原油界麵張力

2.3.1 CnDEA之間複配對油/水體係動態界麵張力的影響

為了更詳盡地研究GYD組成對油水界麵張力的影響規律，首先考察了CnDEA之間的複配對動態界麵張力的影響。結合上述CnDEA和GYD與原油界麵張力測試結果可以看出，C12DEA和C14DEA具有較好的界麵活性，故在此基礎上考察不同質量比C12DEA/C14DEA複配體係與原油動態界麵張力，體係總質量分數為0.05%，結果如圖3所示。

從圖3可以看出，隨著C12DEA/C14DEA複配體係中C14DEA含量增加，界麵張力值降低，但其界麵活性均介於兩種單獨表麵活性劑之間，這個符合一般同係物複配規律。

圖3 C12 DEA/C14 DEA不同複配比對油/水動態界麵張力的影響

選取C12DEA/C14DEA複配比為2∶8、總質量分數為0.05%的複配體係為研究對象，分別考察了C8DEA、C10DEA和C16DEA對C12DEA/C14DEA複配體係油水動態界麵張力的影響，結果如圖4。

從圖4(a)和圖4(b)可以看出，隨著C8DEA、C10DEA濃度的增加，體係界麵張力逐漸增加，當質量分數為0.1%時，界麵張力最低值分別為0.1331mN/m、0.0589mN/m；從圖4(c)可以看出，C16DEA在質量分數0.005%時，體係C12DEA/C14DEA/C16DEA具有一定的正協同效應，界麵張力最低值可達0.00612mN/m，繼續增加C16DEA濃度，體係界麵張力增大，質量分數為0.1%時，體係界麵張力為0.0299mN/m。綜上所述，C8DEA、C10DEA、C16DEA對C12DEA/C14DEA複配體係油/水動態界麵張力的影響規律為：在較高濃度下，具有負協同效應，且影響強弱為C8DEA>C10DEA>C16DEA，在低濃度下，C16DEA具有一定的正協同效應。

由前述GYD組分分析結果可知，不同碳鏈烷基醇酰胺相對含量百分比為C8DEA∶C10DEA∶C12DEA∶C14DEA∶C16DEA=1.3∶2.4∶13.2∶2.4∶1，故在不改變C8DEA、C10DEA和C12DEA相對比例的條件下，考察了C12DEA/C14DEA不同複配比對油/水動態界麵張力的影響，結果見圖5、圖6。

圖4 C8 DEA、C10 DEA、C16 DEA對C12 DEA/C14 DEA複配體係油/水動態界麵張力的影響

圖5不同複配比CnDEA體係界麵張力穩定值隨質量分數的變化曲線

從圖5可以看出，隨著C14DEA相對含量的增加，體係達超低界麵張力的濃度窗口變寬，當C12DEA/C14DEA複配比小於1時，在0.05%～0.3%均能達到10−3mN/m，表現為C14DEA界麵特性。在動態特性方麵，從圖6可以看出，0.1%不同複配比體係隨C14DEA相對含量的增加，界麵張力大幅下降，平衡值由0.0602mN/m降至0.00653mN/m，且達到最低值的時間變短。其原因可以由動態吸附-脫附理論得到解釋，即在表麵活性劑剛與原油接觸時，發生吸附與脫附的動態變化，吸附速率主要取決於活性劑分子自體相內部到界麵層的擴散，溶液濃度越大，溶液內部與界麵層的濃度梯度越大，則擴散速率越快，因而吸附速率也越大，表現為界麵張力的時間效應越小。結果表明，適當的改變C12DEA/C14DEA的複配比例，可以有效地改善體係油/水界麵活性。

圖6不同複配比CnDEA對油/水動態界麵張力的影響（質量分數為0.1%）

2.3.2 CnDEA/助劑複配體係對油/水動態界麵張力的影響

基於GYD各組分相對含量分析結果，考察了剩餘原料甘油、二乙醇胺和月桂酸對體係油水動態界麵張力的影響，結果如圖7所示。

圖7不同助劑對複配體係油/水動態界麵張力的影響

從圖7可以看出，體係中加入甘油，界麵張力略有升高；加入月桂酸，界麵張力降低，達到最低值時間更短。這是因為甘油的加入增加體係的親水性，破壞了表麵活性劑分子在油水界麵層原有的排布，使其更易分配於水相中，體係界麵張力增大；月桂酸的加入增加體係的親油性，改善了體係的親水-親油性能，在一定程度上降低油/水界麵張力，同時也加快了表麵活性劑吸附速度，從而縮短了達最低值的時間。加入二乙醇胺，體係界麵張力大幅下降，可達到10−3mN/m數量級，主要是因為二乙醇胺作為一種有機堿，與原油中酸性物質反應，生成了原位表麵活性劑，再與原有表麵活性劑體係發生協同作用，從而降低油/水界麵張力。

2.3.3 C14DEA對GYD油/水動態界麵張力的影響

GYD質量分數為0.1%，加入不同濃度的C14DEA，考察C14DEA濃度對油/水界麵張力的影響，結果如圖8所示。

圖8 C14 DEA對GYD油/水動態界麵張力的影響

從圖8可以看出，隨C14DEA濃度增加，體係油水界麵張力大幅降低，達到最低界麵張力時間縮短，當質量分數大於0.1%時，油水界麵張力能達10−3mN/m數量級，與CnDEA複配規律一致。

3結論

（1）在大慶條件下，不同烷基鏈長醇酰胺CnDEA和混合型烷醇酰胺GYD降低油/水界麵張力能力強弱為：C14DEA>C12DEA≈GYD>C16DEA>C10DEA>C8DEA。C14DEA在0.05%～0.3%較寬質量分數範圍內降低油水界麵張力至10−3mN/m數量級；C12DEA和GYD油/水界麵張力隨濃度變化趨勢相同，在0.02%～0.04%時可達超低界麵張力，濃度窗口較窄。

（2）CnDEA之間符合一般同係物複配規律，C8DEA、C10DEA、C16DEA對C12DEA/C14DEA複配體係油/水動態界麵張力的影響規律為：在較高濃度下，具有負協同效應，且影響強弱為C8DEA>C10DEA>C16DEA，在低濃度下，C16DEA具有一定的正協同效應。當C14DEA/C12DEA複配比大於1時，體係達到超低界麵張力濃度窗口更寬，界麵動態特性更好。

（3）適量助劑（月桂酸和二乙醇胺）的加入對體係降低界麵張力有一定的協同效應；GYD/C14DEA複配體係隨C14DEA濃度增加，體係界麵活性明顯改善。

（4）揭示了混合型烷醇酰胺組成對油/水界麵張力的影響機製，同時也能對類似油田表麵活性劑配方篩選工作提供一定的指導意義。