Галламова А.Е.
ЗАВИСИМОСТЬ ПОВЕРХНОСТНОГО НАТЯЖЕНИЯ ОТ ТЕМПЕРАТУРЫ НА РАЗЛИЧНЫХ ГРАНИЦАХ РАЗДЕЛА ФАЗ *
Аннотация:
поверхностное натяжение является одной из основных характеристик. Возникновение поверхностного напряжения можно объяснить тем, что молекулы вещества (газжидкость, жидкость-твердое вещество) на границе раздела имеют больше энергии, чем молекулы в объеме фазы. Поверхностное натяжение используется для объяснения капилляров (подъем жидкости в капилляр), удержания влаги (независимо от того, распространяется ли жидкость по поверхности или в форме капель) и многих других областей. Поверхностное натяжение играет важную роль в процессе дистилляции (образование пузырьков при кипении) и очистке природного газа от сероводорода. Наличие углеводородов и величина поверхностного напряжения определяют пенообразование обрабатывающего агента, его степень проникновения и «переполнение» очистной башни
Ключевые слова:
поверхностное натяжения, сурфактант, ПАВ
Поверхностное натяжение играет особенно важную роль в процессе добычи нефти. Некоторые вещества, используемые в этих процессах, могут снизить поверхностное натяжение жидкости. Это вещество называется сурфактантом. Связанные с водой карбоновые кислоты, спирты, альдегиды, амины, белки и другие органические соединения являются поверхностно-активными веществами. Структура молекулы поверхностно-активного вещества следующая: Круг обозначает полярную группу, а хвост обозначает неполярную углеводородную часть. Эта структура молекулы поверхностно-активного вещества называется амфифильной, то есть молекула близка к двум фазам (ощущения родителей) с различной полярностью. Такие молекулы могут ориентироваться (адсорбироваться) к межфазным границам и балансировать полярность этих фаз, тем самым уменьшая поверхностное натяжение между ними. Значение поверхностно-активных веществ, используемых в нефтегазовой промышленности, обусловлено необходимостью увеличения нефтеотдачи (ER) пласта. При благоприятных физических и геологических условиях коэффициент извлечения обычно не превышает 40%. Существует много способов извлечения нефти и увеличения степени извлечения, среди которых популярным стал способ физического и химического наполнения воды поверхностно-активными веществами. Эти процессы сопровождаются сложными физико-химическими микропроцессами, и понимание и учет этих процессов зависит от разработки скважины и дополнительных методов обработки и степени извлечения углеводородов из пласта. Поверхностное натяжение относится к термодинамическим свойствам поверхности раздела, которая определяется как работа обратимой изотермической структуры клеток, плоско расположенных на поверхности. Для жидкостей считается, что поверхностное натяжение влияет на единицу длины профиля поверхности и пытается минимизировать поверхностное усилие при данном объеме фазы. Масло представляет собой дисперсную масляную систему, состоящую из дисперсной фазы и диспергирующей среды. На поверхности частиц дисперсной фазы (например, при ассоциации асфальтенов, водных сфер и т. д.) Существует определенная избыточная поверхностная энергия Fs, которая пропорциональна поверхностному слою границы раздела S: Значение Σ можно рассматривать не только как определенную поверхностную энергию, но также как силу, приложенную к поверхности в направлении, перпендикулярном контуру и к длине контура, который пытается стянуть или уменьшить поверхность. Эта сила называется поверхностным натяжением. Эффект поверхностного натяжения может быть графически представлен в виде набора сил, которые притягивают край поверхности к центру. Длина каждой стрелки вектора представляет величину поверхностного натяжения, а расстояние между ними соответствует приемлемой единице длины контура лица. Σ используется как размер [Дж / м2] = 103 [эрг / см2], [Н / м] = 103 [дин / см]. Из-за влияния поверхностного натяжения жидкость имеет тенденцию опускать свою поверхность, и если сила тяжести мала, жидкость имеет сферическую форму, а площадь поверхности на единицу объема минимальна. Поверхностное натяжение разных углеводородных групп различно - максимальное значение ароматических соединений и минимальное значение парафина. Поскольку молекулярный вес углеводорода увеличивается, он увеличивается. Многие гетероатомные соединения являются полярными и имеют более низкое поверхностное натяжение, чем углеводороды. Это очень важно, потому что их присутствие играет важную роль в образовании водонефтяных и газонефтяных эмульсий и последующем разложении этих эмульсий. Параметры, влияющие на поверхностное натяжение Поверхностное натяжение существенно зависит от температуры и давления, а также от химического состава жидкости и соприкасающейся с ней фазы (газ или вода) Нефтепродукты с низким содержанием активных ингредиентов имеют самое высокое значение поверхностного натяжения на границе раздела воды и самое низкое содержание с самым высоким содержанием. Очищенные нефтепродукты имеют высокое напряжение при взаимодействии с водой. Снижение поверхностного натяжения можно объяснить адсорбцией поверхностноактивных веществ на границе раздела фаз. По мере увеличения концентрации добавленного поверхностно-активного вещества поверхностное натяжение жидкости сначала быстро уменьшается, а затем стабилизируется, что указывает на то, что поверхностный слой полностью насыщен молекулами. Природные поверхностноактивные вещества, которые могут в корне изменить поверхностное натяжение масел и нефтепродуктов, представляют собой спирты, фенолы, смолы и различные органические кислоты. Увлажнение и капиллярные явления связаны с поверхностными силами при взаимодействии твердой и жидкой фаз, включая миграцию масла в резервуаре, подъем керосина и масла вдоль выхода масла из лампы и масляной лампы. Экспериментальное определение поверхностного натяжения На практике для определения поверхностного натяжения нефти и нефтепродуктов используются разные методы.
Номер журнала Вестник науки №5 (26) том 4
Ссылка для цитирования:
Галламова А.Е. ЗАВИСИМОСТЬ ПОВЕРХНОСТНОГО НАТЯЖЕНИЯ ОТ ТЕМПЕРАТУРЫ НА РАЗЛИЧНЫХ ГРАНИЦАХ РАЗДЕЛА ФАЗ // Вестник науки №5 (26) том 4. С. 174 - 180. 2020 г. ISSN 2712-8849 // Электронный ресурс: https://www.вестник-науки.рф/article/3140 (дата обращения: 25.04.2024 г.)
Вестник науки СМИ ЭЛ № ФС 77 - 84401 © 2020. 16+