- •4.2 Исследование отмывающей способности пав 47 Введение
- •1 Загрязнение почв нефтью
- •1.1 Общие положения
- •1.2 Рекультивация нефтезагрязнённых земель
- •1.2.1 Основные этапы очистки почвы от нефти и нефтепродуктов
- •1.2.2 Методы проведения рекультивации
- •1.2.3 Технический этап рекультивации
- •1.3 Физико-химические методы рекультивации
- •2 Физико-химические свойства моющих поверхностно-активных веществ (пав)
- •2.1 Общая характеристика поверхностно-активных веществ (пав)
- •2.2 Классификация поверхностно-активных веществ (пав)
- •2.3 Моющее действие поверхностно-активных веществ (пав)
- •3 Экспериментальные исследования
- •3.1 Сталагмометрическое определение поверхностного и межфазного натяжений водных растворов поверхностно-активных веществ (пав)
- •3.1.1 Описание сталагмометра
- •3.1.2 Определения поверхностного натяжения растворов пав методом счета капель
- •3.1.3 Определение межфазного натяжения растворов пав
- •3.2 Исследование отмывающей способности пав
- •3.3 Описание реагента пав
- •3.4 Меры безопасности выполнения экспериментальных работ
- •4 Результаты экспериментальных исследований
- •4.1 Исследование поверхностной и межфазной активности пав
- •4.2 Исследование отмывающей способности пав
2.2 Классификация поверхностно-активных веществ (пав)
Для систематизации большого количества соединений, обладающих поверхностно-активными свойствами, предложен ряд классификаций, в основу которых положены различные признаки: содержание анализируемых элементов, структура и состав веществ, способы их получения, сырьевые источники, области применения и так далее. Та или иная классификация, кроме систематизации большого набора веществ, имеет преимущественную область применения. В частности, по содержанию определяемых элементов все ПАВ рекомендуется делить на пять групп. К первой группе отнесены ПАВ, в составе которых определяются углерод, водород и кислород. В остальных группах ПАВ, кроме указанных, содержится ряд других элементов. В составе второй группы ПАВ содержатся углерод, водород, кислород и азот. Третья группа ПАВ в молекуле содержит пять элементов: углерод, водород, кислород, азот и натрий. В составе молекулы ПАВ, отнесенных к четвертой группе, определяются углерод, водород, кислород, сера и натрий. Шесть элементов: углерод, водород, кислород, азот, сера и натрий содержатся в молекуле ПАВ, отнесенных к пятой группе. Данная классификация используется при качественном анализе ПАВ.
Наиболее полной и широко используемой является классификация, основанная на структурных особенностях и составе вещества [Error: Reference source not found, с. 9].
В соответствии с данной классификацией все ПАВ подразделяются на пять больших классов: анионоактивные. катионоактивные, амфолитные, неионогенные, высокомолекулярные.
Анионоактивные ПАВ — это соединения, функциональные группы которых в результате диссоциации в растворе образуют положительно заряженные органические ионы, обусловливающие поверхностную активность.
Катионоактивные ПАВ в результате диссоциации в растворе из функциональных групп образуют положительно заряженные длинноцепочечные органические ионы, что обусловливает их поверхностную активность.
Амфолитные ПАВ — это соединения с несколькими полярными группами, которые в водном растворе, в зависимости от условий (величины рН, растворителя и так далее), могут диссоциироваться с образованием анионов или катионов, что придает им свойства анионного или катионного ПАВ.
Неионогенные ПАВ — это соединения, практически не образующие в водном растворе ионов. Растворимость их в воде определяется наличием в воде нескольких молярных групп, имеющих сильное сродство с водой.
Высокомолекулярные ПАВ по механизму и адсорбционной активности значительно отличаются от дифильных ПАВ. Для большинства высокомолекулярных ПАВ характерна линейная структура цепи, но встречаются среди них также полимеры разветвленного и пространственного соединения. По характеру диссоциации полярных групп высокомолекулярные ПАВ также разделяются на ионогенные (анионные, катионные, амфолитные) и неионогенные.
Полимеры принято делить на три группы: органические, элементоорганические и неорганические. Органические полимеры содержат, кроме атомов углерода, атомы водорода, кислорода, азота, серы и галоидов. Элементоорганические полимеры содержат атомы углерода и гетероатомы. Неорганические полимеры не содержат атомов углерода. В процессе нефтегазодобычи в основном используются органические и элементоорганические полимеры.
По назначению в ходе технологического процесса добычи нефти ПАВ могут быть разделены на ряд групп.
Деэмульгаторы — ПАВ, используемые для подготовки нефти.
Ингибиторы коррозии — химические реагенты, которые при добавлении в коррозионную среду резко замедляют или даже приостанавливают процесс коррозии.
Ингибиторы парафино- и солеотложений — это химические реагенты, предотвращающие выпадание высокомолекулярных органических соединений и неорганических солей в призабойной зоне пласта, оборудовании скважин, промысловых коммуникациях и аппаратах или способствующие удалению выпавшего осадка. К ингибиторам солеотложения относится большая группа химических соединений органической и неорганической природы. Они подразделяются также на однокомпонентные (анионные и катионные) и многокомпонентные. По растворимости бывают масло-, водо- и нефтерастворимые. В группу анионных ингибиторов
Бактерицидные препараты в процессе добычи нефти применяются для подавления роста различных микроорганизмов в призабойной зоне скважин, в нефтегазопромысловых сооружениях и оборудовании.
По степени биологического разложения под действием микроорганизмов ПАВ разделяют на биологически жесткие и биологически мягкие.
По растворимости в различных средах ПАВ разделяют на три большие группы: водорастворимые, маслорастворимые и водомаслорастворимые. Водорастворимые ПАВ объединяют ионогенные (анионоактивные, катионоактивные и амфолитные) и неионогенные ПАВ и проявляют поверхностную активность на границе раздела «вода-воздух», то есть снижают поверхностное натяжение электролита на границе с воздухом. Они применяются в виде водных растворов в качестве моющих и очищающих средств, флотационных реагентов, пеногасителей и пенообразователей, деэмульгаторов, ингибиторов коррозии, добавок к строительным материалам и тому подобное.
Маслорастворимые ПАВ не растворяются и не диссоцируют в водных растворах. Они содержат гидрофобные активные группы и разветвленную углеродную часть значительной молекулярной массы. Эти ПАВ слабо поверхностноактивны на границе раздела нефтепродуктов и воздуха. Поверхностная активность данных ПАВ в малополярных средах проявляется прежде всего на границах раздела с водой, а также на металлических и других твердых поверхностях. Маслорастворимые ПАВ в нефтепродуктах и в других малополярных средах обладают следующими функциональными свойствами: детергентными, диспергирующими, солюбилизирующими, противокоррозионными, защитными, антифрикционными и другие.
Водомаслорастворимые, как видно из названия, способны растворяться как в воде, так и в углеводородах (нефтяных топливах и маслах). Это обусловлено наличием в молекулах гидрофильной группы и длинных углеводородных радикалов.
Приведенные классификации, основанные на различных принципах, значительно облегчают ориентацию среди большого разнообразия соединений, обладающих свойствами поверхностно-активных веществ [Error: Reference source not found, с. 9-10].