Abstract
Interaction of water solutions of surfactants with oil films has been studied to monitor the kinetics of their washing off a solid surface within the temperature range 25–75 °С. Correctness of detergent effect consideration for water solutions of surfactants in relation to oil films in the context of transport processes has been confirmed, and the analytical equation for the process kinetics has been specified. The correspondence of temperature dependence for the process parameters and oil viscosity has been demonstrated. Incorrectness of consideration of these two transport processes only on the basis of activation energy has been discovered; for the first time the calculation procedure of all their thermodynamic parameters has been developed. They are in good agreement with the experimental data obtained by radically different methods. It has been determined that the Gibbs potential of detergent effect for surfactant solutions in relation to oil films changes its sign at T = T*, where T* is the phase transition temperature in oil. Consequently, at T < T* the detergent effect is determined by the enthalpy (activation energy) of the process and by its entropy at T > T*. A mechanism of the surfactant detergent effect has been suggested, based on the discovery that the detergent effect is maximal for surfactants with the hydrophilic-lipophilic balance value 10±2, which corresponds to the maximal surfactant solubilizing effect. It has been suggested that the activation energy of the detergent effect is determined by the potential barrier, which a straight surfactant micelle is to penetrate in order to infiltrate into the interphase layer on the oil film surface. Owing to destructurization of the interphase layer the probability of infiltration for other micelles increases. As a result a microindentation on the oil film surface is formed due to ability of straight micelles to solubilize oil, in time it increases in both depth and area, which ensures the oil film rupture. Therefore, the transport process that determines the surfactant detergent effect is conditioned by the movement of straight micelles following the interphase oil-water layer displacement owing to appearance of microindentations in the film, caused by the solubilization of oil particles by the micelles.
Highlights
Предложен механизм моющего действия поверхностно-активных веществ (ПАВ), основанный на обнаружении, что максимальной моющей способностью обладают ПАВ с величиной ГЛБ = 10 ± 2, которому соответствует максимальная солюбилизирующая способность ПАВ
Введение Для оценки взаимодействия растворов поверхностно-активных веществ (ПАВ) с нефтяными пленками в литературе до сих пор рекомендуется лишь визуальный метод, в котором за определенный промежуток времени приблизительно оценивается процент их отмыва со стенки стеклянной пробирки
Уникальность этой взаимосвязи обусловлена идентичностью зависимостей A(E), найденных на примере одного и того же образца нефти по кинетике отмыва его пленок разными водными растворами ПАВ, а также его вязкости при разных скоростях сдвига
Summary
Проведено исследование взаимодействия водных растворов поверхностно-активных веществ (ПАВ) с нефтяными пленками по кинетике их отмыва с поверхности твердого тела в диапазоне температур 25–75 °C. Подтверждена корректность рассмотрения моющего действия водных растворов ПАВ по отношению к нефтяным пленкам в рамках явления переноса и уточнено аналитическое уравнение для кинетики данного процесса. Установлено, что потенциал Гиббса моющего действия растворов ПАВ по отношению к нефтяным пленкам меняет знак при T = T*, где T* – температура фазового перехода в нефти. Полагается, что энергия активации моющего действия E определяется потенциальным барьером, который должна преодолеть прямая мицелла ПАВ для внедрения в межфазный слой на поверхности нефтяной пленки. Поэтому цель данной работы заключалась в дальнейшем анализе корректности описания моющего действия ПАВ по отношению к нефтяным пленкам в рамках явления переноса для растворов разного состава и разработке методик расчета термодинамических параметров данного процесса. Исследовали растворы ПАВ на дистиллированной воде (удельная электропроводность ~ 5–15 мкСм/см), растворах NaCl с концентрацией до 2 %, а также двух моделях пластовой воды: модель No 1 с общим солесодержанием 1,6 % и жесткостью 2,93 мг-экв/л (CaCl2·2H2O – 118 мг/л; MgCl2·6H2O – 135 мг/л), модель No 2 с тем же солесодержанием, но удвоенной общей жесткостью – 5,86 мг-экв/л
Sign-in/Register to view highlights & summary Sign-in/Register to access full text options 
Talk to us
Join us for a 30 min session where you can share your feedback and ask us any queries you have
Schedule a callMore From: Bulletin of the South Ural State University series "Chemistry"
Disclaimer: All third-party content on this website/platform is and will remain the property of their respective owners and is provided on "as is" basis without any warranties, express or implied. Use of third-party content does not indicate any affiliation, sponsorship with or endorsement by them. Any references to third-party content is to identify the corresponding services and shall be considered fair use under The CopyrightLaw.
