книги из ГПНТБ / Растворы флотационных реагентов. Физико-химические свойства и методы исследования [монография]

леводород’ов. Наиболее высокой флотационной активностью облада-

ют фракции с температурными пределами от 200° С и выше, содер­ жащие в своем составе 73,1—77,6%' парафиновых углеводородов.

Наименее эффективный глебовский конденсат содержит ‘гораз­ до меньше парафиновых и больше ароматических углеводородовио сравнению с машевским конденсатом и состоит в основном из бал­ ластных низкокипящих фракций.

Солоховский конденсат состоит из 86,4% нафтеновых углево­ дородов, 13,6% парафиновых и имеет высокие пределы выкипания (190—250°С). Он проявляет гораздо большую флотационную активность по сравнению с глебовским конденсатом, но несколько

Рис. 90. Зависимость выхода флотации хлорида калия от группового состава фракций ефремовского конденсата. Но­ мера точек на кривых соответствуют фракциям, °С:

1 — 60—95°; 2 — 95—122°; 3 — 122—150°; 4 — 150—175°; 5 — 175—200°; 5 — 200—250°; 7 — 250—300°.

меньшую, чем у соответствующих температурных фракций машевекого конденсата, состоящих преимущественно из парафиновых углеводородов.

Выше было установлено, что индивидуальные углеводороды по увеличению гидрофобизнруюацего действия располагаются в после­ довательности; аромати'ческие<нафтеновые<парафиновые. Следо­ вательно, полученные результаты о флотационной эффективности

группового состава узких фракций ефремовского конденсата. Как и в случае конденсатов природного газа, зависимость имеет опти-

ния приведена флотационная характеристика .парафинового угле­ водорода гексадекана, полученная в одной серии с фракциями нефти. Наиболее флотациоінно активным является чистый парафи­ новый углеводород. Из испытанных фракций нефтей (смесей па­ рафиновых, нафтеновых и ароматических углеводородов) ближе всех к гексадекану по флотационной активности фракция Нефтя­ ных камней о температурными пределами отбора 320—330° С и де-

ароматизированная фрак­ ция этой же нефти о более широкими температурными пределами 200—300° С. Сле­ довательно, удаление арома­ тических углеводородов из фракции Нефтяных камней (т. е. повышение в ней со­ держания парафиновых и , нафтеновых углеводородов) позволяет повысить флота­ ционную активность сравни­ тельно низкокипящей фрак­ ции (200—300° С) до уровня фракции с температурными пределами 320—330° С. Де­ парафинизация фракции Нефтяных камней даже при высоких температурных пре­ делах (около 300°) приводит к значительному снижению ее флотационной активности. Для фракций менее эффек­ тивной сангачальской нефти наблюдается такая же зави­ симость флотационной ак­ тивности от их группового состава. Нафтеновая фрак­ ция туркменской нефти (тем­ пературные пределы 200—- 300° С) менее эффективна,

чем деароматизированная (т. е. е повышенным содержанием па­ рафинов) фракция Нефтяных камней с теми же температурными пределами отбора. Эти результаты полностью согласуются с дан­ ными о зависимости флотационной активности фракций конденса­ тов природного газа от их группового состава и индивидуальных углеводородов от их строения.

Система: ОДА-HCl + индивидуальные углеводороды различногостроения

Экспериментальные данные приведены на рис. 92. Из них видно, что различные углеводороды по-разному влияют на сорбируемость гидрохлорида ОДА хлоридом калия. Ароматический углево­ дород— бензол оказывает депресоирующее.действие на сорбцию ОДА-НО по сравнению с холостым опытом по определению сорб­ ции на хлориде калия в отсутствие углеводородов. Нафтеновый углеводород — циклогексан способствует небольшому повышению сорбции по сравнению с холостым опытом. В присутствии парафи­ новых углеводородов — октана, додекана и гексадекана сорбция ОДА-HCl хлоридом калия значительно увеличивается, причем она повышается с увеличением длины углеводородного радикала и со­ ставляет для гексадекана 94%. Следовательно, по данным сорбци­ онных исследований, по увеличению положительного влияния на сорбируемоеть ОДА-НО хлоридом калия углеводороды различ­ ных классов располагаются в той же последовательности, что и по флотационной активности: ароматические<нафтеновые ^парафи­ новые.

Метод измерения краевых углов смачивания

Система: ОДА-НАс + углеводороды различного состава и строения

Данные, полученные при определении избирательной смачива­ емости сильвина указанными углеводородами (рис. 93), свидетель­ ствуют о том, что парафиновые углеводороды и ларафинизированные (алкилированные) ароматические углеводороды обладают лучшей смачиваемостью по отношению к поверхности сильвина, чем непарафинизированные ароматические и нафтеновые углево­ дороды. Это согласуется с полученными флотационным методом результатами о флотационной активности углеводородов различ­ ного строения. Нафтеновые углеводороды показали более низкую смачиваемость, чем ароматические, а конденсаты природных га­ зов — такую же, как ароматические углеводороды. Полученные величины краевых углов смачивания являются значительными, что свидетельствует о довольно сильном взаимодействии молекул уг- - леводородов с поверхностью хлорида калия.

Представляло интерес также влияние расхода соли амина на смачиваемость хлоридов калия и натрия углеводородами различ­ ного строения. Полученные данные для представителей парафино­ вых, нафтеновых и ароматических углеводородов — декана, цик­ логексана и бензола — подтверждают сделанный ранее вывод о повышенном сндрофобизирующем действии насыщенных парафи­ новых углеводородов, особенно при малых расходах соли амина.

Поверхность хлорида калия характеризуется большей смачи­ ваемостью всеми изученными углеводородами по сравнению с хло­ ридом натрия при расходе ацетата октадѳциламина в пределах 20—150 г/т. Из сравнения результатов исследования гидрофобширующего действия сочетаний солей ОДА с углеводородами различ­ ного строения методами беопенной флотации, сорбционным и из­ мерения краевых углов смачивания можно сделать следующее за­ ключение: данные, полученные всеми перечисленными методами, согласуются между собой; индивидуальные углеводороды по гидрофобизируюіщему действию на крупнозернистый хлорид калия

Рис. 93. Величины краевых углов при определении избирательного смачивания хлорида калия углеводородами и насыщенным раство­

располатаютбя в последовательности: парафиновые > нафтено­ вые > ароматические; гидрофобизирующее действие природных и промышленных смесей углеводородов с известным групповым составом (фракций нефти и конденсатов природного газа) согла­ суется с аналогичным действием индивидуальных углеводородов; флотационная активность ароматических углеводородов значи­ тельно повышается при введении в них алкильных радикалов; ме­ тод измерения краевых углов смачивания по сравнению с беопен­ ной флотацией для изученной системы является менее чувстви-

-тельным .критерием для определения зависимости гидрофобизируіощѳго действия углеводородов от их строения.

Методом беспениой флотации изучены флотационные свойства трех следующих систем.

Система II. Соль ОДА+поверхностно-активное вещество

При исследовании этой системы применяли 0,4%-ные растворы уксуснокислого ОДА в ацетоне, в которые вводили добавляемые ПАВ в количествах 0,1; 1,0; 10,0 стехиометрии по отношению к ОДА-НАс. Растворы реагентов загружали калиброванными ка­ пиллярными пипетками. Расход ОДА-НАс составлял 40 г/т. В хо­ лостом опыте определяли флотационную характеристику раствора ОДА-НАс без добавки ПАВ.

В качестве добавок использовали неионогенные и гетероноляр-

Катионактивные поверхностно-активные вещества (амиды, тре­ тичный амии и четвертичные соли аммония) были синтезированы

соль аммония была использована в виде 50%-ного раствора в изопропаноле.

Сульфолауриновая кислота была .применена в качестве добав­ ки к ОДА-НАс ((позиция 12 на рис. 94) и /как составная часть со­ ли ОДА (позиция 13 на то.м же и рисунках 95, 96). Результаты исследования наиболее характерных представителей различных классов соединений показаны на рис. 94 в относительных единицах. Из рисунка видно, что лучшими активаторами ОДА-НАс являют­ ся фенол (при трех концентрациях) и триэтаноламин (при введе­ нии в количестве 0,1 моля). Значительно меньшими активаторами оказались третичный аминСі72о> гексилтолилкетон и гексиловый спирт. Остальные ПАВ или не влияют на флотационные свойства, или являются сильными депрессорами ОДА-НАс, что в значитель­ ной степени зависит от концентрации добавляемого ПАВ.

Система III. (Соль ОДА +П AB) + углеводород

Готовили два типа растворов: 0,4%-ные растворы ОДА-НАс в ацетоне с добавкой тех же ПАВ и в тех же количествах по отно­ шению к ОДА-НАс, что и в системе II, и 4%'-ный раствор тетра­ декана в ацетоне. Растворы реагентов загружали в виде смеси. Расход ОДА-НАс 40 г/т, тетрадекана — 400 г/т. .

Рис-. 94. Зависимость выхода флотации КС1 уксусно­ кислым ОДА в относительных единицах от количества различных реагентов и технических смесей, добавляе­ мых в раствор ОДА.НАс. Расход ОДА-НАс 40 г/т: количество добавляемого реагента по Отношению к ос­ новному собирателю, моль: I — 0,1; И — 1,0; III — 10,0;

триэтаноламин; 4 — третичный амин С,7.20; 5 — амид Сю-13; б — амид С17_20; 7 — четвертичная соль аммония АБДМ С|4.16; 8 — гексиловый спирт; 9 — фенол; 10 —

лауриновый альдегид; 11 — гексилтолилкетон; 12 и 13 — сульфолауриновая кислота

третичного амина С17—20 и лауіринового альдегида. .Віведеиие ПАВ в количестве 10,0 стехиометрии іпо отношению к ОДА-НАс ів боль­ шинстве случаев шриіводит к сильной депрессии последнего.

Система IV. Соль ОДА+ (углеводород+-ПАВ)

Для исследования этой -системы применяли: 0,4%-ный раствор ОДА-НАс и 4%-ные тетрадекана, в которые вводили добавки тех же ПАВ и в тех же относительных количествах (0,1; 1,0; 10,0 сте­ хиометрии) по отношению к тетрадекану. Растворы загружали в виде смеси с теми же расходами ОДА-НАс и тетрадекана, что и

Рис. 96. Зависимость выхода флотации КО уксуснокислым ОДА в сочетании с тетрадеканом (в относительных единицах) от количества различных реагентов и технических смесей, до­ бавляемых в раствор тетрадекана. Расход ОДА-НАс 40 г/т, тетрадекана 400 г/т:

количество добавляемого реагента по отношению к основному собирателю, моль: / — 0,1; / / — 1,0; / / / — 10,0; — выход флотации для системы ОДА-НАс + тетрадекан + добавка, %; То — выход флотации для системы ОДА-НАс + тетрадекан, %, реагенты: 1 — семикарбазид; 2 — гексаметнлендиамин; 3 —

в системе III. Холостой опыт аналогичен таковому в предыдущей системе.

-Результаты эксперимента1 (рис. 96) свидетельствуют о еще меньшей активации поверхностно-активными веществами данной системы по сравнению с предыдущей. Активаторами тетрадекана являются четвертичная соль аммония АБДМ См-іб, гексиловый спирт в двух концентрациях и лауриноівый альдегид. Харак­ терно, что эти же соединения проявили себя как активаторы ОДА-НАс в сочетании с тетрадеканом (система III) в .противопо­ ложность системе II, где тетрадекан отсутствовал.