微生物表面活性剂提高聚合物驱残余油回收率的研究
舍岳辉·张凡·夏晶晶·孔书琼·王正梁·舒福长·胡继明
摘要
三种固有微生物表面活性剂（XDS1,XDS2,XDS3）在大庆油田（中国）油层中经过聚合物驱后被分离出来。它们的新陈代谢、生物化学和原油降解，以及它们在岩层的石油断层特性被人们所研究。这些固有微生物被确定为短的、条状的细菌类型，其白色、圆形，有着突出的结构和粗糙的表面。这种细菌有鞭毛，有生产孢子的孢子囊，凸起并顶生。细菌培养皿显示出石油发酵流体包括所有3种微生物类型，其有着超过4.5cm（直径）和接近25mN/m表面张力。三种微生物的每一种碳氢化合物的降解速率都增加了50%，最高可达到84%。一些原油回收剂随着降解剂被生产出来。同时，原油中的重组分被降解成了轻组分，它们的流动特性也得到改善。原油的表面张力和粘性系数由于三种微生物的作用而降低。岩心流动测试显示出原油回收的增量为4.89-6.96%。由此，XDS123可能代表了提高原油回收率的有效方法。
关键字：聚合物驱;固有微生物;生物表面活性剂;原油降解;提高原油回收率
介绍
最近，聚合物（聚合物丙烯酰胺（PAM））驱油成为三期石油采收方法的重要技术，并且广泛的应用到大庆油田（中国）。然而，聚合物驱油后油层中还含有50%的原油未被开采。用常用的技术开采这类原油非常的困难。因此，需要探索新的采油方法。其中一种方法就是本文中提到的，对固有微生物提高原油采收进行研究。
通过注水的方法，固有微生物的数量和种类在一段时间内保持稳定。存活在油层中的微生物，是存在于油层以前产出的固有微生物，或者是随着注入水进入油层的。一个油层生态系统中微生物的分布主要依靠注入水。由于高温高压，在油层深处的微生物结构相对简单。另一方面，由于低温低压，微生物的种类在浅层处相对复杂。在生物采油（MEOR）中，存在于油层中的固有微生物可以提高原油开采量，通过微生物产出的大量生物剂来提升原油的流动特性并且使它的性质得到恢复。通过添加一些亲神经剂，比如二代磷酸氨，硝酸钠，尿素，糖蜜，淀粉等，提高固有微生物的活性，包括碳氢化合物降解细菌，硝化细菌和甲基细菌被发现对特殊油层开采的提高有着潜在的作用。AIMEOR适合于油藏环境的形成，可以经济的提高油藏的储存和产出。这种技术已经应用于超过20个油田的试验并且累计增加的石油产量超过600，000吨。
大庆油田在经过聚合物驱后会有很多种类型的固有微生物，特别是假单细胞和芽孢杆菌。这些可以新陈代谢，降解石油碳氢化合物和生产活性材料比如石油置换生物表面活性剂，对提高石油开采十分有用。在这篇文章中，在大庆油田经过聚合物驱后，固有微生物生态表面活性剂从油层中分离出来。它们的代谢，生物化学，石油降解，粘滞性减小的特性，和岩心（油层砂岩模型）中原油的置换被研究用来它们MERO的潜在应用。
材料和方法
1.材料
种类和原油来源:
石油和样品水从大庆油田收集起来。306-310样品是从油井（6-30-B620，6-30-B617，6-40-621，S6-20-B618，S6-40-B619）收集来的具有代表性的石油样品
碳氢化合物降解细菌的生活环境是（克/升）：液态链烷20，NH 4Cl 20,NaCl 1,KH 2PO 4 2,MgSO 4 0.2, K 2HPO 4 0.8，蛋白胨 1，酵母提取物 1，pH 7.0-7.2。
牛肉提取物蛋白胨的使用环境是（克/升）：牛肉提取物 5，蛋白胨 10，NaCl 5，琼脂 14，pH 7.0-7.2。
发酵环境：
发酵环境是（克/升）：液态链烷或原油 20，MgSO 4 0.2，CaCl 2 0.02，KH 2PO 4 1.0，NH 4NO 3 1.0，FeCl 3 0.05，酵母提取物 1.0，胆固醇 0.3，pH 7.0-7.2。
2.方法
隔离和种类的分离：
培养大庆油田的石油和水样品，通过使用使其丰富的手段来收集降解碳氢化合物的固有微生物。然后，样品被第二次培养，在45℃下震动4天。牛肉蛋白胨培养基通过加条纹的方法在45℃培养1天。单个的群落被挑选出来，并且纯净的品系通过第二次使用加条纹的方法分离出来。这个分离出来的纯净品系培养在发酵的培养基，并且在45℃下震动4天。发酵的液体出现变化。更好的品系通过比较石油置换活性，乳化性能和发酵溶液表面压力而分选出来，就像下面描述的那样。
测试发酵溶液的石油置换活性:
将20ml 的水和10ml 的液态链烃加到一个直径60mm 的培养皿。被离心的发酵液在油膜产生后被加入到油膜的中心。然后，观测石油的扩散直径。
发酵溶液的乳化性:
加入0.2%的原油和5%的发酵液并且在45℃下震动4天会显出乳化的影响。最后，乳化影响显示出来。
通过电子显微镜、生理学和分析品系生物化学进行辨别：
根据Bergey的细菌学研究，种系通过相关的生物化学试验和染色试验显示出来。原油的降解性能：
晃动样品，用色谱仪将样品分成四个部分。饱和碳氢化合物的组成通过色谱仪可以测试到（Agilent 5975C GC/MSD）。
粘滞性的降低特性，表面压力和pH：
粘滞性（数字粘度计，BROOKFIELD,DV-II+Pro,USA），表面压力（张力计，Cahn，Model DCA-322，USA），发酵液体的pH在发酵前后进行测试。
发酵液体通过离心机替换细胞
岩心流动测试：
固有细菌和生物表面活性剂生产种系MERO的XDS123的潜在用途通过砂质岩心流动技术得到价值的体现，Sugihardjo和Fang是如此描述的。测试的温度是45℃。多样的岩心模型长度为7.02-7.55cm，直径为2.5cm，渗透率为134.94-175.13×10-3um2（人造岩石岩心），孔隙率为28.7-31%，原油的粘滞性（45℃）为30mPas。断层有以下影响：首先，70%石油饱和的岩心直到没有石油进入岩心后即为水流动。其次，0.5气孔体积的固有细菌或者密集度为2×107细胞/ml的XDS123被注入到水流岩心，需要7天，环境温度为45℃。最后，水流直到没有石油进入到岩心入口才会再次流动。
3.结果和讨论
筛分碳氢化合物降解细菌：
三种生物生产表面活性剂固有种系通过增多培养，石油流动，生命液器皿，非筛
分和摇晃培植来筛分出来。分离出来的纯净种系被第二次植入到发酵基，以167转/
分，温度为45℃的条件进行4天。生物生产表面活性剂的特性通过石油扩散显示出来。有很大石油扩散速率的品系被再次发酵和测试。最后，三个品系包括XDS1，XDS2和XDS3通过其石油传播速度是否超过4.5cm和长久的稳定性而得到验明。同时，表
面压力降低为25mN/m。结果综合到表1.
表1 石油扩散和三种固有品系表面压力的重要性
品系编号符号石油扩散速率（cm）表面压力（mN/m）
XDS1 + 4.5 30.5
XDS2 + 5.8 28.6
XDS3 + 5.2 25.3
空的培养基表面压力为62.3mN/m
电子显微镜，生理学和生物化学分析：
三种固有微生物的电子显微镜（TEM，JEM-1400），生理学和生物化学的分析见图像1和图表2.
图像1 XDS1（A）、XDS2（B）和XDS3（C）的电子显微镜照片（×10，000）
图表2 三种细菌品系的物理和生物化学特性
测试名称XDS1 XDS2 XDS3
只有碳来源
葡萄糖+ + +
麦芽糖+ + +
乳糖+ + +
半乳糖+ + + Rhamnose + + +
D-蜜三糖+ + +
山梨醇+ + +
蔗糖+ + +
只有氢来源
氯化铵+ - +
硝酸钠+ + +
亚硝酸钠+ - -
吲哚测试+ + +
H2S产生测试+ + +
M.R.测试+ + +
V.P.测试+ + +
淀粉水解测试+ + +
柠檬酸盐测试+ + +
温度范围15-65℃
盐度范围1-10%NaCl
这三种品系可以利用多种糖分作为它们碳和硝酸盐的唯一来源。它们可以利用色氨酸酶来分解蛋白胨内的色氨酸，产生吲哚，它们也可以利用环境介质中的有机硫化合物产生硫化氢气体。它们可以使葡萄糖发酵产生酸，可以更深层次把酸转化成中性化合物。它们也可以把柠檬酸分解成二氧化碳。同时，淀粉被分解成更小的分子如淀粉酶作用形成的糊精。淀粉与碘混合会产生蓝色，淀粉与糊精混合则没有颜色。温度升高的范围是15℃至65℃，盐度的增长范围是1%至10%。
生物化学的实验显示出三种细菌品系的单一菌落，比如Bacillus，有着以下的特性：短杆菌，白色，圆形，构造突出和粗糙的表面。有鞭毛的细菌品系可以产生孢子，并且孢子囊胀大和顶生。
用三种细菌品系的16S rRNA进行分子鉴定：
三种品系的细菌在其分子结构上显示出的结果如下：XDS1（HM592996）与杆菌（GQ375246）的相似性为100%，因而将它看成杆菌（GQ375246）；XDS2（HM592995）与杆菌（GU945233）的相似性为100%，因而将它看成杆菌（GU945233）；XDS3（HM592944）与杆菌（HM003210）的相似性为100%，因而将它看成杆菌（HM003210）。
储集层位置处三种细菌品系的适用性：
XDS1，XDS2和XDS3三种细菌品系的环境状态显示出环境是需氧的。最理想的碳来源是1%的液态石蜡，1g/L的酵母提取物是氢最好的来源并且蛋白胨是第二好的来源。最佳的环境温度是45℃。图像2显示出在最佳环境状态下的生长曲线。
图像2 酶素培养基中三种细菌品系的生长曲线
实验结果证明三种细菌品系生长的很好，在6小时内达到它们容量的最大值，这个最大值对提高石油的提取量最合适。可以通过不断添加营养物加快微生物繁殖和降解石油碳氢化合物来提高石油提取剂的产量。
三种微生物品系被植入到从大庆油田产出的包含500mg/L 的PAM液体中。图像3显示出它们的生长曲线和有机量。结果显示出三种细菌品系在500mg/L含有PAM的液体中生长的很好，并且在8个小时内达到它们的最大容量。XDS1的最大有机量达到
3.5×107CFU/ml，XDS2达到2.3×108CFU/ml，XDS3达到1.1×109CFU/ml。
原油的降解影响：
图像4和图表3代表了原油中饱和碳氢化合物烷烃组成改变的函数曲线，还有朴日斯烷/C17、朴日斯烷/C18、（C21+C22）/（C28+C29）的改变比率。
就像图像4和图表3中显示出的那样，在原油样品306，309和310中，低于C
22
的组分明显增加，然而高于C
22
的组分在经过XDS123细菌混合品系处理后明显降低。
组分低于C
14的增加，在C
14
和C
26
之间的减少，并且高于C
26
的组分经过XDS123的引入
后依然保持稳
图像3 大庆油田产出的含有500mg/L聚丙烯酰胺的液体培养基中三种细菌品系的生长
曲线
定。在XDS123引入前后，原油的组分通过气体色谱法测试出来，可以显示出XDS123
在样品306、309和310的有益降解影响。C
21-/C
22
+的比率增加。并且，轻组分相对的
增加，重组分相对的减少。同时，分子质量较重的组分通过微生物作用于原油而被分解成分子质量较轻的组分。
图像4
图表3 原油样品中饱和碳氢化合物的改变
原油处理C21-/C22+ （C21+C22）/（C28+C29）Pr（pristane）/Ph（phytane）Pr/C17 Ph/C18 306 之前 1.13 1.46 0.37 0.63 1.47 之后 1.40 1.56 0.39 0.61 1.59
307 之前 1.25 1.67 0.35 0.74 1.46 之后 1.31 1.72 0.43 0.69 1.48
308 之前 2.18 1.13 0.42 0.54 1.70 之后 2.23 1.17 0.40 0.55 1.67
309 之前0.96 2.56 0.46 0.75 1.43 之后 1.14 2.84 0.48 0.77 1.46
310 之前0.85 3.64 0.52 0.69 1.68 之后 1.12 3.72 0.45 0.66 1.71
结果显示出微生物优先降解饱和碳氢化合物。在大庆油田分隔开的固有微生物的降解率超过50%，最高可达到84%。微生物XDS123以1：1：1的比率组成。它们的分解率达到90%。同时，原油中的重组分被分解成轻组分，并且原油性质提高。
粘滞性改变、原油乳化影响、表面压力和pH改变：
图表4和5显示出原油的粘滞性，表面压力和三种细菌品系对原油影响的改变。
粘滞性降低了20%-30%，表面压力降低到不足30mN/m。同时，原油样品307的表面压力在加入了XDS3后降低到35.29mN/m，样品306在加入了XDS1后降低了23.6%，并且发酵液变酸，显示出有机酸的产生。乳化影响（图像5）在三种细菌品系下是充
分的，它们的代谢物在充分的时间下作用于从大庆油田产出的样品。
图表4 原油样品粘滞性的改变
样品号生物作用之前（mPas）细菌品系生物作用之后份额
306# 42.36 XDS1 32.35 23.6
XDS2 36.47 13.9
XDS3 35.85 15.4
XDS123 34.86 17.7
307# 32.86 XDS1 30.45 6.8
XDS2 31.47 3.7
XDS3 29.25 10.5
XDS123 25.34 22.4
308# 36.47 XDS1 32.48 10.9
XDS2 35.9 1.5
XDS3 30.85 15.4
XDS123 30.21 17.2
309# 19.68 XDS1 15.36 22
XDS2 16.24 17.5
XDS3 15.47 21.3
XDS123 15.23 22.6
310# 23.57 XDS1 20.31 13.8
XDS2 22.36 5.1
XDS3 19.65 16.7
XDS123 20.47 13.2
图表5 表面压力改变和三种石油细菌品系作用后发酵液pH的改变
样品号细菌品系表面压力份额pH
306# XDS1 42.36 41.68 6.9
XDS2 45.32 37.61 6.7
XDS3 36.54 49.69 6.2
XDS123 38.76 46.64 6.1
307# XDS1 45.63 37.18 6.8
XDS2 47.36 34.8 5.8
XDS3 42.16 41.96 6.3
XDS123 35.29 51.42 6.8
308# XDS1 52.31 27.98 6.4
XDS2 54.76 24.61 6.8
XDS3 50.34 30.69 6.9
XDS123 40.67 44.01 6.7
309# XDS1 54.31 25.23 6.4
XDS2 57.64 20.65 6.9
XDS3 36.49 49.77 6.7
XDS123 39.45 44.47 6.1
310# XDS1 46.32 36.32 5.6
XDS2 44.98 38.08 6.7
XDS3 41.58 42.76 6.3
XDS123 42.68 41.24 6.2 测量的表面压力和在生物方法作用之前石油样品发酵液的pH分别为72.6mN/m与7.1。表面压力和pH的环境温度为25℃
图像5 生长在培养基温度45℃且20mg/ml样品307号原油中三种细菌品系XDS1,XDS2和XDS3的照片。其中a是XDS3培养4天的，b是XDS2培养4天的，C是XDS1培养4天的，d是XDS123培养4天的。在20mg/ml下控制原油样品307
岩心流动测试结果：
岩心流动测试结果（图表6）显示出通过固有细菌和XDS123作用后石油采收增加量为4.89-6.96%，其在压力为0.1和15MPa下有着不同的渗透率。
结果显示出固有细菌和XDS123可以增加采收。标识固有细菌品系能够在高压下生存，通过降低粘滞性和减少水和石油的界面张力来影响原油，提高原油的流动性。
MERO使用的固有细菌通常是可以在高压条件下生存并生长良好的细菌。
图表6 岩心流动测试结果
岩心样品孔积率水的渗透性细菌压力水流后EOR 细菌流后EOR MEOR
D1 28.7 159.56 IM/0.1 68.42 74.50 6.08
D2 30.0 134.94 XD123/0.1 58.56 65.52 6.96
D3 31.0 175.13 IM/15 53.30 58.19 4.89
D4 29.3 137.73 XD123/15 62.94 68.70 5.76
结论
三种生物表面活性剂出产固有微生物品系被筛选出来。它们的石油传递速度超过4.5cm，并且是明显的。GC/MS分析的结果显示出微生物优先降解饱和碳氢化合物，原油的降解率超过50%，最高可以达到84%。同时，原油的重组分被降解并且剩下的石油流动性能得到提升。因此，原油的粘滞性降低了20%至30%，表面张力降低到不超过30mN/m。发酵液的平均pH不超过7。许多石油采收剂在原油降解后产出，把原油乳化成一个阶段。为此，岩心流动测试结果显示出通过固有细菌作用后增加的采收石油达到5-7%，条件是在大气压力和油层高压下。这样，XDS1，XDS2和XDS3对提高原油采收提供潜在的作用（MEOR）。
参考
1. Belyaev, S. S., Borzenkov, I. A., Nazina, T. N., Rozanova, E. P., Glumov, I. F., Ibatullin, R. R., et al.
(2004). Use of microorganisms in the biotechnology for the enhancement of oil recovery. Mikrobiologiya, 73, 687–697 [Microbiology (Engl. Transl.), vol. 73, no. 5, pp. 590–598].
2. McInerney, M. J., Nagle, D. P., & Knapp, R. M. (2005). Microbially enhanced oil recovery: past,
present, and future. In B. Ollivier & M. Magot (Eds.), Petroleum microbiology (pp.
215–237).
Washington: ASM Press.
3. Aitken, C. M., Jones, D. M., & Larter, S. R. (2004). Anaerobic hydrocarbon biodegradation in deep
subsurface oil reservoirs. Nature, 431, 291–294.
4. Head, I. M., Jones, D. M., & Larter, S. R. (2003). Biological activity in the deep subsurface and the
origin of heavy oil. Nature, 426, 344–352.
5. Orphan, V. J., Taylor, L. T., Hafenbradl, D., & Delong, E. F. (2000). Culture-dependent and cultureindependent
characterization of microbial assemblages associated with high-temperature petroleum reservoirs. Applied and Environmental Microbiology, 66, 700–711.
6. Roling, W. F., Head, I. M., & Larter, S. R. (2003). The microbiology of hydrocarbon degradation in
subsurface petroleum reservoirs: perspectives and prospects. Research in Microbiology, 154, 321–328.
7. Nazina, T. N., Grigor’ian, A. A., Shestakova, N. M., Babich, T. L., Ivo?lov, V. S., Feng, Q., et al. (2007).
Microbiological investigations of high-temperature horizons of the Kongdian petroleum reservoir in
connection with field trial of a biotechnology for enhancement of oil recovery. Mikrobiologiia, 76, 329–
339 (in Russian).
8. Nazina, T. N., Grigor’i an, A. A., Feng, T., Shestakova, N. M., Babich, T. L., Pavlova, N. K., et al.
(2007). Microbiological and production characteristics of the high-temperature Kongdian bed revealed
during field trial of biotechnology for the enhancement of oil recovery. Mikrobiologiia, 76, 340–353 (in
Russian).
9. She, Y. H., Zhang, X. M., Zheng, B. W., & Zhang, F. (2008). Microbial diversity research of produced
water from Daqing Oil reservoir after polymer flooding, The 2nd International Conference on
Bioinformatics and Biomedical Engineering (ICBBE),May 16–18, 2008, Shanghai, China 10. Banat, I. M. (1995). Biosurfactants production and possible uses in microbial enhanced oil recovery and
oil pollution remediation—a review. Bioresource Technology, 51, 1–12.
11. Kaster, K. M., Bonaunet, K., Berland, H., Kjeilen-Eilertsen, G., & Brakstad, O. G. (2009).
Characterisation of culture-independent and -dependent microbial communities in a
high-temperature
offshore chalk petroleum reservoir. Antonie van Leeuwenhoek, 96, 423–439.
12. Pham, V. D., Hnatow, L. L., Zhang, S., Fallon, R. D., Jackson, S. C., Tomb, J. F., et al. (2009).
Characterizing microbial diversity in production water from an Alaskan mesothermic petroleum reservoir
with two independent molecular methods. Environmental Microbiology, 11, 176–187. 13. Youssef, N., Elshahed, M. S., & McInerney, M. J. (2009). Microbial processes in oil fields: culprits,
problems, and opportunities. Advances in Applied Microbiology, 66, 141–251. Review. 14. Anita, S. K., Kalpana, M., & Bhavanath, J. (2007). Evaluation of
biosurfactant/bioemulsifier production
by a marine bacterium. Bulletin of Environmental Contamination and Toxicology, 79, 617–621.
15. Mohebali, G., Ball, A., Kaytash, A., & Rasekh, B. (2007). Stabilization of water/gas oil emulsions by
desulfurizing cells of Gordonia alkanivorans RIPI90A. Microbiology, 153, 1573–1581. 16. Wang, Q. H., Fang, X. D., Bai, B. J., Liang, X. L., Shuler, P. J., Goddard, W. A., et al. (2007).
Engineering bacteria for production of rhamnolipid as an agent for enhanced oil recovery. Biotechnology
and Bioengineering, 98(4), 842–853.
17. Liu, J. F., Ma, L. J., Mu, B. Z., Liu, R. L., Ni, F. T., & Zhou, J. X. (2005). The field pilot of microbial
enhanced oil recovery in a high temperature petroleum reservoir. Journal of Petroleum Science and
Engineering, 48, 265–271.
18. Li, D. S., Lu, S. L., Liu, Y., & Wang, D. M. (2004). The effect of biosurfactant on the interfacial tension
and adsorption loss of surfactant in ASP flooding. Colloids and Surfaces. A, Physicochemical and
Engineering Aspects, 244, 53–60.
19. Halim, A. Y., Fauzi, U. D., Siregar, S., Soewono, E., Gunawan, A. Y., Astuti, D. I., et al. (2009).
Microbial enhanced oil recovery: an investigation of bacteria ability to live and alter crude oil physical
characteristics in high pressure condition. SPE 123506, SPE Asia Pacific Oil and Gas Conference and
Exhibition held in Jakarta, Indonesia, 4–6 August 2009.
20. Abe, F., Kato, C., & Horikoshi, K. (1999). Pressure-regulated metabolism in microorganisms. Trends
Microbiol, 7, 447–453.
生物表面活性剂和高分子表面活性剂 摘要：表面活性剂是由两种截然不同的粒子形成的分子，一种粒子具有极强的亲油性，另一种则具有极强的亲水性。溶解于水中以后，表面活性剂能降低水的表面张力，并提高有机化合物的可溶性。本文将就生物表面活性剂和高分子表面活性剂进行具体介绍，并且列举了部分它们在社会中的应用以及它们存在的问题和发展前景进行了简单的介绍。 关键词：表面活性剂；生物表面活性剂；高分子表面活性剂 Biological surfactant and polymer surfactant Abstract:Surfactant is composed of two distinct particles, a kind of particle has extremely strong lipophilicity, the other with strong hydrophilic. Dissolved in water, surfactants can reduce the surface tension of the water, and increase of soluble organic compounds. This article will discuss biosurfactant and polymeric surfactants are detailed introduction, and lists the part of their application in society and their existing problems and development prospects were simply introduced. Keyword:The surfactant; Biosurfactant; Polymer surfactant
工程机械零件油污主要是由不可皂化油与灰尘、杂质等形成的。不可皂化油不能与强碱起作用，如各种矿物油、润滑油，均不能溶于水，但可溶于有机溶剂。去除此类油污有化学和电化学两种方法；常用的清洗液为有机溶剂、碱性溶液和化学清洗液等；清洗方式有人工清洗和机械清洗两种。 1．三种清洗液 (1)有机溶剂。常见的有煤油、轻柴油、汽油、丙酮、酒精和三氯乙烯等。用这种溶解方式除油，可溶解各种油脂。优点是不需加热、使用简便、对金属无损伤、清洗效果好。缺点是多数为易燃物、成本高、适于精密件和不宜用热碱溶液清洗的零件，如塑料、尼龙、牛皮、毡质零件等。但需注意橡胶件不能用有机溶剂清洗。 (2)碱性溶液。碱性溶液是碱或碱性盐的水溶液，它利用乳化剂对不可皂化油的乳化作用除油，是一种应用最广的除污清洗液。 乳化作用是一种液体形成极小的细粒后，均匀分布在另一种液体中。在碱溶液中加入乳化剂形成乳化液，能降低油膜的表面张力和附着力，使油膜破碎成极小的油滴后，不再回到金属表面，以去除油污。常用的乳化剂有肥皂、水玻璃(硅酸钠)、骨胶、树胶、三乙醇胺、合成洗涤剂等。需注意的是清洗不同材料的零件应采用不同的清洗液。碱性溶液对金属有不同程度的腐蚀作用，尤其对铝的腐蚀性较强。表1和表2分别列出清洗钢铁零件和铝合金零件的清洗液的配方，供使用时参考。 用碱性溶液清洗时，一般需将溶液加热到80~90 ℃。除油后用热水冲洗，去掉表面残留碱液，防止零件被腐蚀。 (3)化学清洗液。是一种化学合成的水基金属清洗剂配置的水溶液，金属清洗剂中以表面活性剂为主，具有很强的去污能力。另外，清洗剂中还有一些辅助剂，能提高或增加金属清洗剂的防腐、防锈、去积炭等综合性能。
浅析生物表面活性剂驱油研究进展 发表时间：2019-11-26T13:33:46.640Z 来源：《中国西部科技》2019年第22期作者：余渊荣赵兴军[导读] 第三次采油技术的发展促进了表面活性剂在油田生产中成熟而稳定的应用。与化学合成表面活性剂相比，生物表面活性剂具有无毒等优势，在近些年呈现出热点研究态势，部分成果业已得到应用。在应用方面，主要体现在与化学表面活性剂进行复配后定向注入油藏进行驱油；此外，近年来也开发出利用高效营养剂激活本源微生物，诱导其产生表面活性物质继而富集、驱油的新技术。 余渊荣赵兴军 浙江皇马科技股份有限公司摘要：第三次采油技术的发展促进了表面活性剂在油田生产中成熟而稳定的应用。与化学合成表面活性剂相比，生物表面活性剂具有无毒等优势，在近些年呈现出热点研究态势，部分成果业已得到应用。在应用方面，主要体现在与化学表面活性剂进行复配后定向注入油藏进行驱油；此外，近年来也开发出利用高效营养剂激活本源微生物，诱导其产生表面活性物质继而富集、驱油的新技术。关键词：生物表面；活性剂驱油部分微生物在特定培养条件下能够代谢产生兼具集亲水基和疏水基的表面活性物质，经提取后研究发现该物质可以在流动相（如气/水、油/水）界面按照不同的氢键和极性规律分布，具有降低界面或表面张力及乳化等能力。相比化学合成表面活性剂，生物表面活性剂具有更强的生物降解能力和极端环境适应性，并且具有无毒或极低毒性。因此，多年来生物表面活性剂在食品、医药、石油等诸多领域得到广泛研究和应用，尤其随着我国多数油田均已进入到开采后期，油藏储层中存在大量孤立滴状、柱状、膜状、簇状和盲端状的残油。油藏开采过程面临的难度及成本越来越大，单纯依靠理化方法来处理解决这些问题已力不从心，由此催生了生物表面活性剂在油田驱油中的应用 1. 表面活性剂驱油的发展概况1.1 三次采油的发展及分类学术界有一个公认的划分方法，即根据开发方式的不同把油田开发分为一次采油(POR)、二次采油(SOR)和三次采油(EOR)三个开发阶段：开采早期主要是依靠油藏自身压力压向地面或当压力不足时采用泵抽的方法，称为一次采油，其采收率一般在 10 %~15 %；随着一次采油时间的推移，地下天然能量逐步消耗，造成油井自身压力不足时，采用注入水或打人气体的方法补充能量，增加油层压力，以提高采油效率，称为二次采油，其采收率一般在 30 %~50 %；三次采油即在二次采油的基础上开始尝试物理或化学的方法对地下剩余油进行开采的阶段，国内外的实践结果表明，其提高采收率在二次采油的基础上一般还能提高 5 %~25 %。近十几年来，有关文献提及微生物采油，即向油藏注入合适的微生物菌种和营养物，使微生物在油藏中繁殖，代谢石油进而产生气体或分解石油或产生活性物质，达到开采地下残余油的目的，为区别于传统三次采油，有学者把此方法定义为四次采油，但大部分人仍将微生物采油归类于三次采油。 1.2 表面活性剂驱的发展历程首次提到表面活性剂在提高石油的采收率方面应用是在上世纪 20 年代末 30 年代初，由德格鲁特提出的主要成份为多环磺化物和木质素亚硫酸盐的表面活性剂有助于提高石油的采收率的观点。上世纪 40、50 年代，通过实验研究发现，将合成的表面活性剂加入到 NaOH 或 Na 2 CO 3 的水溶液中有利于提高石油的采收率；60 年代末 70 年代初，确立了把表面活性剂作为驱油体系的决定性条件，即只有油和表面活性剂水溶液间界面张力降到10 -2 mN/m 数量级以下，表面活性剂体系的驱油效果才有所表现；发现在 NaOH 或 Na 2 CO 3 的水溶液中加入少量的表面活性剂可起到比单独表面活性剂或碱都要好的效果；Wilson 的研究表明表面活性剂确实可以与原油产生超低界面张力。目前，表面活性剂提高采收率的应用有两种不同的方法：第一种是向地层中注入表面活性剂的质量浓度低于 2 %的低浓度大段塞(0.15 PV~0.6 PV)，被称为低界面张力表面活性剂驱油体系，表面活性剂溶于油或者水，溶解的表面活性剂分子与表面活性剂分子聚集体-胶束处于相平衡状态，降低油水界面张力，从而提高原油采收率；第二种是向地层中注入质量浓度 5 %~8 %小段塞(0.03 PV~0.2 PV)表面活性剂，被称为微乳液驱油体系，但随着高浓度段塞在油层中的运移，溶液被低层吸附和地层流体稀释，使得表面活性剂的浓度降低，驱油过程转变为第一种表面活性剂驱。 1.3 驱油用表面活性剂的要求化学驱是国内各大油田探讨三次采油的主要方法，而在化学驱驱动类型中大部分都要应用到表面活性剂。众多专家学者根据油田实践经验，对驱油用表面活性剂提出了要求，归纳总结为以下几个特点：(1)表面活性剂在油水界面上具有较高的界面活性，降低油水界面的能力较强，使油水界面张力降至 10 -2 mN/m 数量级以下，具有一定的溶解度、浊点、不受 pH 值影响或影响较小；(2)表面活性剂与地层岩石表面的相互作用小，难或不易吸附在岩石表面； (3)表面活性剂易溶于地层水，且具有较大的扩散速度，但抗稀释能力强，即表面活性剂的浓度降低时，其降低油水界面张力的能力不变或改变较小，驱油效果较好；(4)稳定性较好，不和其他注入化学剂或地层中的物质发生反应，不发生裂解降解等反应；(5)在驱油过程中要考虑驱油体系的成分和表面活性剂之间的配伍性问题和油藏开采程度等相互关系；(6)驱油用表面活性剂要适应油藏的温度和矿化度条件，即要具有一定的抗温抗盐能力；(7)驱油用表面活性剂具有较高的经济价值并且取材较容易，要遵循投入少产出高的经济法则。 2. 生物表面活性剂的应用 化学合成表面活性剂在油田生产中已经得到稳定应用，目前技术发展指向开发高效驱油表面活性剂及其无害化回收再利用两个方面。化学表面活性剂在油田驱油收到良好效果，一定程度上促进生物表面活性剂在驱油领域的发展。现已发现，油藏中本源微生物能够利用原油进行代谢产生表面活性物质，继而证实生物表面活性剂用于驱油具有切实可行性。 2.1 激活本源微生物产表面活性剂油藏本源微生物在油藏高温高压环境下进行生长代谢产生的表面活性物质具备两亲性、乳化原油及使油藏岩层润湿反转等功能，在此基础上激活本源微生物能够提高其产生的活性成分浓度，继而达到理想驱油效果。以原油为唯一碳源的微生物难以产生足够量的生物表面活性剂，在实际生产中通过及时向储层中注入营养元素，在一定程度上提高含该类元素代谢产物产量2.2 油藏外加生物表面活性剂
油田生产中表面活性剂的应用 1、开采稠油用的表面活性剂 由于稠油粘度大、流动性差，给开采带来许多困难。为开采这些稠油，有时需将表面活性剂的水溶液注入井下，使高粘度的稠油转变为低粘度的水包油型乳状液，抽提到地面。这种稠油乳化降粘法用到的表面活性剂有烷基磺酸钠、聚氧乙烯烷基醇醚、聚氧乙烯烷基苯酚醚、聚氧乙烯聚氧丙烯多烯多胺、聚氧乙烯烷基醇醚硫酸酯钠盐等。采出的这种水包油型乳状液，需要将水分离出去，也要使用一些工业表面活性剂作为破乳剂进行脱水。这些破乳剂是油包水型乳化剂。常用的有阳离子表面活性剂或环烷酸、沥青质酸及它们的多价金属盐。 特殊的稠油，不能采用常规的抽油机开采法，需要注蒸汽进行热采。提高热采效果，需要使用表面活性剂。向注汽井注入泡沫，即注入耐高温的起泡剂及不凝气体是常用的调制方法之一。 常用的起泡剂是烷基苯磺酸盐、α—烯烃磺酸盐、石油磺酸盐、磺烃基化的聚氧乙烯烷基醇醚和磺烃基化的聚氧乙烯烷基苯酚醚等。由于含氟表面活性剂，表面活性高，对酸、碱、氧、热及油稳定，故含氟表面活性剂是理想的高温起泡剂。为了使分散的油易于通过地层的孔喉结构，或使地层表面的油易被驱出，需要使用称之为薄膜扩散剂的表面活性剂，常用的是氧烷基化酚醛树脂高分子表面活性剂。 2、开采含蜡原油用表面活性剂 开采含蜡原油，需要经常进行防蜡和清蜡。表面活性剂作为防蜡剂和清蜡剂。防蜡用的有油溶表面活性剂和水溶性表面活性剂。前者通过改变蜡晶表面的性质而起防蜡作用。常用的油溶性表面活性剂是石油磺酸盐和胺型表面活性剂。水溶性表面活性剂是通过改变结蜡表面（如油管、抽油杆及设备表面）的性质而起防蜡作用。可用的表面活性剂有烷基磺酸钠、季铵盐、烷烃聚氧乙烯醚、芳烃聚氧乙烯醚及其它们的磺酸钠盐等。清蜡用的表面活性剂也分两个方面，油溶性用于油基清蜡剂，水溶性的磺酸盐型、季铵盐型、聚醚型、吐温型、OP 型表面活性剂、硫酸酯盐化或磺烃基化的平平加型与OP型表面活性剂等用于水基清蜡剂。近年来，国内外将清防蜡有机地结合起来，还将油基清蜡剂和水基清蜡剂有机地结合起来，生产出混合型清蜡剂。这种清蜡剂以芳香烃和混合芳香烃作油相，以具有清蜡作用的乳化剂作水相。当选择的这种乳化剂为具有适当浊点的非离子型表面活性剂时，就可使它在油井结蜡段以下温度达到或超过它的浊点，从而使这种混合型清蜡剂在进入结蜡段前破乳，分出两种清蜡剂，同时起清蜡作用。 3、稳定粘土使用的表面活性剂 稳定粘土分防止粘土矿物膨胀和防止粘土矿物微粒运移两个方面。防止粘土膨胀可用，如胺盐型、季铵盐型、吡啶盐型、咪唑啉盐等阳离子表面活性剂。防止粘土矿物颗粒运移可用的有含氟的非离子—阳离子表面活性剂。 4、酸化措施使用的表面活性剂 为了提高酸化效果，一般在酸液中需加入多种添加剂。凡能同酸液配伍并易被地层吸附的表面活性剂，均可作为酸化缓速剂。如阳离子表面活性剂中的脂肪胺盐酸盐、季铵盐、吡啶盐和两性表面活性剂中的磺酸盐化、羧甲基化、磷酸酯盐化或硫酸酯盐化的聚氧乙烯烷基苯酚醚等。有些表面活性剂如十二烷基磺酸和它的烷基胺盐，可将酸液乳化在油中，产生油包酸乳状液，以此乳状液作为酸化工业液，亦起缓速作用。 有些表面活性剂可作为酸化液防乳化剂，具有分支结构的表面活性剂如聚氧乙烯聚氧丙烯丙二醇醚、聚氧乙烯聚氧丙烯五乙烯六胺均可作为酸化防乳化剂。 有些表面活性剂可作为乏酸助排剂，可作为助排剂的表面活性剂有胺盐型、季铵盐型、吡啶盐型、非离子型、两性及含氟表面活性剂等。 有些表面活性剂可作为酸化防淤渣剂，如油溶性表面活性剂，如烷基酚、脂肪酸、烷基苯磺
生物表面活性剂研究进展 杨齐峰 （黄石理工学院，湖北，435000） 【摘要】：生物表面活性剂是由微生物分泌的天然产物，它无毒，可以生物降解，对环境影响很小，具有高效的表面活性，因此是合成表面活性剂的理想代替品。介绍了生物表面活性剂的特性及其生产制备方法，综述了近年生物表面活性剂在石油、洗涤、医药、食品等工业领域的应用与研究进展，主要介绍了利用生物表面活性剂在提高石油采收率等方面的应用，探讨了今后生物表面活性剂的主要发展方向。 【关键词】：生物表面活性剂；微生物；应用；发展趋势 Biosurfactant research progress Yangqifeng （Huangshi Institute of Technology School Hubei 435003）abstract：Biological surfactant is secreted by microbial natural products，it is avirulent,can biodegradation，a little influence and efficient surface activity，and is thus synthesis of surfactants ideal replacement. Introduces the characteristics and its biosurfactant production preparation methods，this paper reviews biosurfactant in petroleum，washing，pharmaceutical，food and other industrial areas of application and research progress，mainly introduced the use of biological surfactants in enhanced oil recovery of application，discusses the future biosurfactant the main development direction。 key words：biosurfactant；Microbial；application；development tendency 表面活性剂是一类能显著降低溶剂表面张力的物质，化学合成的表面活性剂都是以石油为原料化学合成而来的，在生产和使用过程中常常会给人类生存环境带来严重的污染，对人类的身体健康产生很大威胁。生物表面活性剂是从20世
概述：目前市场上常见的各种表面活性剂，包括非离子、阴离子最常用两大类的耐碱、净洗、除油和除蜡性能的比较 关键词：耐碱 净洗 除油 除蜡 表面活性剂 表面活性剂净洗性能一览表 使用单一原料，按照洗衣粉去污力的国标GB13174-2003测试各种原料的净洗去污力，测试方法如下：将各种原料用250ppm硬水配制得到原料浓度为15％的溶液，根据GB／T 13174—2003的“去污洗涤试验方法”进行洗涤，测量洗涤前后各种污布的白度，根据以下公式计算去污值R： R(％)=F2-F1 式中，F1为污布的洗前白度值(％)．F2为污布洗后白度值(％). R值越大，表明净洗能力越强，该测试标准可用来表征表面活性剂对一般污垢的去除，不适用于反映油脂和蜡质的去除能力。 表面活性剂名称 R（%）值 AEO-3 R（%）=3.69 AEO-5 R（%）=3.31 AEO-7 R（%）=9.50 AEO-9 R（%）=12.19 TX-10 R（%）=15.77 NP-8.6 R（%）=14.98 OP-10 R（%）=14.55 XL-90 R（%）=13.91 XP-90 R（%）=4.30 TO-90 R（%）=15.58 渗透剂JFC R（%）=2.01 快T R（%）=0.77 净洗剂209 R（%）=4.98 十二烷基苯磺酸钠 LAS R（%）=9.12 十二烷基硫酸钠 SDS R（%）=5.30 烯基磺酸钠-AOS R（%）=8.63
仲烷基磺酸钠SAS R（%）=15.81 脂肪醇醚硫酸盐 AES R（%）=5.91 脂肪醇醚羧酸盐 AEC R（%）=6.20 脂肪酸甲酯磺酸盐MES （液体） R（%）=15.55 脂肪醇的磷酸盐 R（%）=2.08 脂肪醇醚的磷酸酯AEP R（%）=5.88 各种表面活性剂除油性能对比 表面活性剂的去油测试(去油率法)按GB 9985—2000附录B执行，以标准洗涤剂作标准配方．根据以下公式计算去油率(C)： C=试样去油质量／标准配方去油质量，C值越大，表明表面活性剂的去油能力越强 表面活性剂名称 去油C值 AEO-3 去油C值=1.53 AEO-5 去油C值=1.40 AEO-7 去油C值=1.22 AEO-9 去油C值=1.01 TX-10 去油C值=1.17 NP-8.6 去油C值=1.25 OP-10 去油C值=1.37 XL-90 去油C值=1.10 XP-90 去油C值=0.66 TO-90 去油C值=1.40 渗透剂JFC 去油C值=0.77 脂肪酸甲酯乙氧基化物FMEE 去油C值=1.94 快T 去油C值=0.35 净洗剂209 去油C值=0.76 十二烷基苯磺酸钠 LAS 去油C值=0.92 十二烷基硫酸钠 SDS 去油C值=0.81 烯基磺酸钠-AOS 去油C值=0.73
DT-405清洗除油剂 DT-405 Deoiling Detergent 一、性能与用途 DT-405 清洗除油剂是由具有螯合、清洗、除油、分散、渗透等多重作用的药剂复合而成，具有独特的除油、除锈、清洗效果，是一种良好的除油清洗剂，能有效去除设备上的污垢并能去除乳化在水中的乳化油及粘附在管道设备表面的油膜，不产生二次污染。 DT-405 清洗除油剂对于去除漏入循环水中的油具有良好的效果，能与生物酶制剂的除油效果相媲美，同时具有节水省时、不破坏水体平衡、与磷系列缓蚀阻垢剂有良好的配伍性。 DT-405 清洗除油剂适用于含油循环水系统的清洗除油，主要用于新系统预膜前的清洗、除油，为预膜提供条件。 二、技术指标 项目指标 外观黄棕色浑浊液体 固体含量 %30.0 密度（20℃）g/cm3 1.25±0.1 pH(1%水溶液) 2.0±1.0 三、使用方法 DT-405清洗除油剂的使用要根据循环水系统的具体情况，由专业的技术工程师制定清洗除油方案后方可使用。 四、包装与储存 DT-405清洗除油剂用塑料桶包装，每桶25kg或根据用户需要。贮存于阴凉处，贮存期六个月。 五、安全防护 DT-405为弱酸性，操作时注意劳动保护，应避免与皮肤、眼睛等接触，接触后用大量清水冲洗。
DT-405 Deoiling Detergent 1, Properties DT-405compounds with drugs which have chelating, cleaning, degreasing, scattered ,infiltration multiple roles, has a unique oil, rust, cleaning effect, is a good degreasing cleaning agent, can effectively remove dirt on the device and emulsified oil and oil film adhere to the surface of pipeline equipment,and no secondary pollution. DT-405has good effect on the removal of oil leaking into the circulating water,can compare with the effect of enzyme, saves both time and water, does not destroy the water balance, owns good compatibility with P series of inhibition. DT-405is suitable for oil degreasing cleaning of circulation water system, mainly for cleaning and degreasing new system before the pre-film, provides the conditions for the pre-film. 2,Specification items Indicators Appearance Brown turbid liquid Solid content % 30.0 Density (20℃)g/cm3 1.25± 0.1 pH(1% solution) 2.0 ± 1.0 3, Using method The use of DT-405 is according to the specific circumstances of recycled water system. Professional engineers develop the program before using cleaning degreasing. 4, Package and Storage DT-405 packed with plastic drum, 25kg/drum, or according to usersˊneeds.Store in cool place, storage for six months. 5, Safety Protection DT-405is a weak acid, attention to labor protection, avoid contacting with eyes and skin ,once contacted,flush with water.
金属材料除油防锈化学清洗剂的研制李国祥,蔡 颖,王正德,李松波,张永强 (包头钢铁学院,生物与化学工程系,内蒙古包头 014010) 摘 要 本文论述了常用表面活性剂的性质、特点、作用及其在金属清洗领域的应用与发展;通过试验,拟定了金属表面油污清洗剂的配方,对其性能和洗涤效果做了研究和测试,证明该配方操作简单,使用方便,油污洗净率高(99.6%),原料无毒易购,可用于各种金属材料表面油污的清洗和防锈。 关键词:金属;油污;防锈;清洗;去污率;表面活性 前言 除油防锈处理是金属材料涂饰前的一项重要的工序,它直接影响着金属表面处理的质量,目前,常见的除油方法有热碱高温除油、有机溶剂除油、电化学除油、超声波清洗除油等〔1〕。高温碱法能耗大、污染严重已遭淘汰,电化学和超声波除油因设备投资大而在实际应用中受到限制,有机溶剂除油因其易燃和易挥发性不适于工业生产采用,以各种表面活性剂为主要成分的水基金属清洗剂因其较低的使用成本和良好的洗涤效果而越来越得到广泛的应用,本文通过对各种表面活性剂除油去污性能的研究和比较,研制出了一种新型复配金属表面处理清洗剂,实践证明,该配方具有除油、防锈等功能,和一般的清洗剂相比,本配方除油率提高到99.6%以上(传统配方常温下仅为90%左右),而且具有成本低廉,原料易购易得,使用方便,清洗快捷等特点,很有实用和推广价值。 1 除油清洗用表面活性剂的性能及其作用在除油清洗剂中,由于表面活性剂具有很强的润湿、渗透、乳化和增溶能力,在低温下即具有较强的清洗力,其除油能力随着温度的升高显著增加。表面活性剂的除油机理为〔2〕(1)降低油水界面的表面张力,使油污在金属表面的附着力减弱; (2)油脂在表面活性剂的作用下脱离金属表面; (3)油污进入清洗液中被乳化、分散、悬浮于其中或增溶到胶束中。除油清洗剂主要采用阴离子和非离子型表面活性剂,如:6501,平平加,O P-10,聚醚类以及十二烷基硫酸钠和十二烷基苯磺酸钠等等;非离子型表面活性剂稳定,相溶性好,在金属表面不发生吸附现象,清洗性好,阴离子表面活性剂的带电基团易在金属表面吸附,洗涤后略有残余,洗净率较低,由此,我们在本实验中采用非离子和阴离子表面活性剂复配的方式来增强清洗剂的除油去污力,提高清洗质量。 依据对清洗工艺的要求,清洗剂应具有下列性能:(1)去油力强,同时具备防锈性能;(2)使用温度低;(3)低泡或无泡(适合高压喷洗);(4)对金属不发生腐蚀。 2 实验部分 2.1 实验仪器及原材料 分析天平,酸度计,恒温干燥箱,搅拌器(带有加热和控温装置),阴离子表面活性剂,非离子表面活性剂,助洗剂,无水乙醇、去离子水,机油(30 #)、黄油、钢板(50m m×50mm×20mm)。 2.2 实验方法 选定清洗剂的基本组成后,采用正交法进行条件实验,对去油率、除锈及防锈性能、防腐性能等进行研究测试,确定最佳的配方。 复配清洗剂原料:乙二醇单丁醚,C8-12脂肪醇烷基磷酸酯三乙醇胺盐,AC1815,仲烷基硫酸钠,三乙醇酰胺盐,脂肪胺二乙醇胺,脂肪醇聚氧乙烯(9)醚6501(1∶2),硅酮消泡剂,油酸,壬基酚聚氧乙烯(15)醚,LAE-9,平平加O-15,O P -10,FES,AES等,助洗剂和缓蚀剂:碳酸钠、三 30 内蒙古石油化工 第29卷
生物表面活性剂及其应用 谈到学科知识应用，我第一反应是把其与人或自然界中实际存在的生物联系在一起，进而得出既有意义又有趣的结论和现象。在学习完物理化学表面化学部分后我们知道，表面活性剂(surfactant)是指加入少量能使其溶液体系的界面状态发生明显变化的物质。具有固定的亲水亲油基团，在溶液的表面能定向排列。表面活性剂的分子结构具有两亲性。表面活性剂分为离子型表面活性剂（包括阳离子表面活性剂与阴离子表面活性剂）、非离子型表面活性剂、两性表面活性剂、复配表面活性剂、其他表面活性剂等。但是目前大多数表面活性剂主要以石油为原料经化学合成而来，由于受化工原料、产品的理化特性及其在生产和使用过程对环境造成严重污染等原因，使表面活性剂的应用前景受到极大的挑战。因此寻找一种新型高效低污染的表面活性剂是一个尤为重要的举措。 生物表面活性剂就是一类性能较为优异的表面活性剂。查阅文献可知他们是指利用酶或微生物通过生物催化和生物合成法得到的具有一定表面活性的代谢产物。它们在结构上与一般表面活性剂分子类似，即在分子中不仅有脂肪烃链构成的非极性憎水基，而且含有极性的亲水基，如磷酸根或多烃基基团，是集亲水基和憎水基结构于一身的两亲化合物。它们不仅具有化学表面活性剂具有的各种表面性能,而且还拥有下列优点:①选择性广,对环境友好;②庞大而复杂的化学结构使得表面活性和乳化能力更强;③分子结构类型多样,具有许多特殊的官能团,专一性强;④原料在自然界广泛存在且价廉;⑤发酵生产是典型的“绿色”工艺等。 生物产生的生物表面活性剂包括许多不同的种类。依据他们的化学组成和微生物来源可分为糖脂、脂肽和脂蛋白、脂肪酸和磷脂、聚合物和全胞表面本身等五大类。于是我们可以明显知道这些生物表面活性剂是对生物和环境极其友好，相较与普通的化学表面活性剂有更广阔的应用范围。 微生物强化采油(MEOR技术)是生物表面活性剂最为重要的应用领域。在油田中注入一些微生物和其生长所必须的营养物质，微生物在生长的同时，可以产生生物表面活性剂，这些生物表面活性剂能降低原油和水两相界面的张力，从而提高原油的开采量。与化学合成生物表面活性剂相比，生物表面活性剂可被微生物降解，不会对环境造成污染。微生物驱油和化学驱油最大的不同是微生物不但可沿注水压差方向运移，还可在油层中纵深迁移，大大提高了水驱或化学驱的效率。 利用生物表面活性剂能够增强水性化合物的亲水性和生物利用度，还可以使环境污染物不断降解，该技术称为生物修复。我觉得在不远的未来这个技术能有更大的应用和发展前景。 针铁矿(Fe(OH)3) 是一种非常重要的矿产资源，可以吸附土壤和工业废水中有毒的金属离子。用针铁矿吸附、共沉淀金属离子，再用生物表面活性剂作为絮凝剂载体，可将金属离子分离出来。资源问题一直是当今世界重视的难题，利用生物表面活性剂将环境保护和资源采集率两个方面同时兼顾，这将是我们对抗环境恶化的重要手段。 资源的紧缺以及人类环保意识的加强，将进一步推动绿色表面活性剂工业的发展。当前，世界表面活性剂市场呈稳定而缓慢的增长趋势，更多新型、性能优良、易生物降解、高效、安全的表面活性剂出现，会给人们的生活和工业生产注入新的活力。根据国外一些大公司及专家预测，未来表面活性剂工业发展趋向主
金属除油剂配方成分比例，生产工艺及除油原理 1 背景 金属除油剂除油原理是表面活性剂与助洗剂润涅、渗透、乳化分散、加溶效能的综合体现。利用表面活性剂分子结构中的亲水基团和亲油基团而吸附于油污和溶液之间的界面上, 其亲水基团指向溶液而亲油基团指向油污, 定向地排列, 使得油一液界面张力大大降低。在搅拌作用下, 油污松动, 容易被分散成极细小的油珠而被脱离工件表面。表面活性剂与助洗剂又通过乳化分散作用, 使油珠之间不能相互合并和重新粘附于工件表面上, 从而达到清洗作用, 效果显著。 金除油剂主要应用于金属表面除油，该除油剂能够在极短时间内有效地除去金属表面的油污，对金属没有腐蚀性，同时除油的配方简单、成本低、性能稳定。 禾川化学是一家专业从事精细化学品分析、研发的公司，具有丰富的分析研发经验，经过多年的技术积累，可以运用尖端的科学仪器、完善的标准图谱库、强大原材料库，彻底解决众多化工企业生产研发过程中遇到的难题，利用其八大服务优势，最终实现企业产品性能改进及新产品研发。 样品分析检测流程：样品确认—物理表征前处理—大型仪器分析—工程师解谱—分析结果验证—后续技术服务。有任何配方技术难题，可即刻联系禾川化学技术团队，我们将为企业提供一站式配方技术解决方案！ 2 金属除油剂常见组分 金属除油剂一般由助洗剂和表面活性剂两部分组成。通过大量实验,选用复配表面活性剂,有机溶剂、缓蚀剂、无机盐、消泡剂、水等按适当比例配制而成的一种金属除油剂。
2.1表面活性剂： 表面活性剂的加入首先起到降低溶液的表面张力，增强渗透作用；另外具有很好的脱脂能力及乳化作用，同时可以起到清洗和去污作用。 1）阴离子表面活性剂： 阴离子表面活性剂为油酸三乙醇胺皂、十二烷基苯磺酸钠、十二烷基硫酸钠、硬脂酸钠、聚氧乙烯月桂醇硫酸钠、脂肪醇聚氧乙烯醚羧酸盐、月桂酸甘油酯磷酸酯盐的至少一种。 2）非离子表面活性剂： 为烷基酚聚氧乙烯醚、椰子油脂肪酸二乙醇酰胺、脂肪醇聚氧乙烯醚中的至少一种。 2.2 增溶剂 增溶剂作用是促进有机物与水溶液体系的互溶，有利于形成均一体系。金属除油剂中常用到乙醇、异丙醇、丁醇、醇醚中的至少一种。 2.3 助洗剂 助洗剂主要作用是软化水的硬度、提供碱性缓冲环境，以及润湿、乳化、悬浮、分散污渍污垢，防止污垢再次沉淀附着。金属除油剂种是助洗剂是焦磷酸钠、焦磷酸钾、亚硝酸钠、苯甲酸钠、硫酸钠中至少一种。 2.4无机盐 无机盐增强表面活性剂的清洗剂能力，同时可以增强清洗液耐硬水性和镜片表面残留的油脂类油污的分散能力。一元羧酸盐为月桂酸、癸酸、肉豆蔻酸、正丁酸、己酸中的至少一种。二元羧酸盐为癸二酸、己二酸、丁二酸、壬二酸中的一种。金属除油剂采用碱性盐为氢氧化钠、碳酸钠、碳酸氢钠、正硅酸钠、偏硅
对金属清洗，一是除油，二是除锈。 清洗油污的金属清洗剂由表面活性剂和助剂组成。表面活性剂一般为脂肪族衍生物或所有脂肪烃的芳香族衍生物，对汪污有强润湿、增溶和乳化能力。如油酸三乙醇胺、烷基磷酸酯、酰胺磷酸酯、酚醚蔌醇醚、磷酸酯、脂肪醇聚氧乙烯醚等。 防锈缓蚀剂是金属清洗剂不可少的组分，其用于清洗金属表面，使无腐蚀、无损伤，清洗扣使金属表面洁净光亮并有一定的缓蚀防锈作用。常见无机缓蚀剂有亚硝酸钠、亚硝酸钠十灭水碳酸钠、磷酸三钠、磷酸氢二钠、硅酸钠、碳酸铵等。有机缓蚀剂有苯甲酸钠、苯甲酸铵、苯乙醇胺、尿素等。这些缓蚀剂可单独使用，但最好复配使用。 消泡剂主要是为便于清洗金属的操作，一般要求低泡或无泡状态，在配方中加有聚醚2010、磷酸三丁酯、有机硅、油酸等。 通常清洗体系有：①酸性清洗加入磷酸、硫酸、乙酸等配合溶剂和表面活性剂，以溶解金属氧化物和乳化油污来完成清洗目的。②碱性清洗加入氢氧化钠、偏硅酸钠、碳酸钠等，通常在50～90℃下进行，除去油污和油腻。③溶剂清洗加入汽油、煤油、柴油等。 总之根据不同原料和需要、应用的方法和范围，应配制不的配方。 除锈现时多采用酸性除锈剂。含有硫酸、盐酸或硝酸等，适量加入表面活性剂以防止金属氢脆，促进酸与金属锈层氧化物反应，并提高酸性效率。 为掏酸协和挥发，还要加入缓蚀剂添加物，如十二烷基苯磺盐与苯硫脲混合物，多氧烷基咪唑啉油酸盐、苯胺与甲醛混合物等。
目前，为减少硫酸、硝酸、盐酸对人体危害，已用氨基磺酸和表面活性剂复配，得到好用的配方产品，供人们使用。 金属清洗剂 酸性金属清洗剂 配方1 配方2 配方3 制备将磷酸与乙醇酸加到水中，后中入表面活性剂辛基酚（EO）9～10醚。如果使用冷水，应将表面活性剂辛基酚（EO）9～10醚与3份温水预混。 说明使用浓度：7.5～15g/L。 碱性金属清洗剂
98-25：脂肽 H：环脂肽 【内容】 所有的生物都是由细胞所构成，细胞中70％的是水分，蛋白质、核酸、糖类、脂类等各种物质通过细胞内的精细结构进行着有序的活动。表面活性剂作为控制细胞界面秩序而不可缺少的物质起着重要作用。 由于生物体内的表面活性剂是在极其复杂的生物物质群中微量地存在，因此大量提取纯制品非常困难。近来发现微生物在其菌体外较大量地产生、积蓄微生物表面活性剂。这已在石油三次回收剂、石油环境污染的无公害处理剂及功能性表面活性剂等许多领域得到应用和开发。 生物表面活性剂具有合成表面活性剂所没有的结构特征，大多有着发掘新表面活性功能的可能性，人们正希望开发出生物降解性和安全性及生理活性都好的生物表面活性剂。 1．生物表面活性剂分类 生物表面活性剂根据其亲水基的类别，分为以下五种类型：①以糖为亲水基的糖脂系生物表面活性剂；②以低缩氨酸为亲水基的酰基缩氨酸系生物表面活性剂；③以磷酸基为亲水基的磷脂系生物表面活性剂；④以羧酸基为亲水基的脂肪酸系生物表面活性剂；⑤结合多糖、蛋白质及脂的高分子生物表面活性剂(生物聚合体)。 (1)糖脂系生物表面活性剂糖脂与磷脂形成复合脂成为连接脂和糖的桥梁，从化学结构来看，它们是由脂肪醇或脂肪酸形成的复杂脂。根据这种糖脂的结构和分布可分为四类：鞘氨糖脂，植物糖脂，甘油糖脂，结构单元中无鞘氨醇和甘油的其他糖脂。 鞘氨糖脂是动物糖脂的代表性物质，存在于动物组织，特别是动物的脑神经组织中。植物糖脂主要存在于植物中。 甘油糖脂广泛存在于高等植物、藻类和能进行光合作用的细菌中，既有植物性又有微生物性糖脂的特性。 属于结构单元中无鞘氨醇和甘油的糖脂有来自高好碱性菌的硫糖脂，及源于植物的有代表性的皂草苷生物表面活性剂。以前，人们常用皂草苷作洗涤用品，从结构上看，它是由以甾族化合物或三萜系化合物为非糖部分(皂草配基)与低聚配糖体构成的。皂草苷具有生物活性，如具有溶血、强心和免疫等作用。 (2)酰基缩氨酸系生物表面活性剂大致分为硫放线菌素类和脂氨基酸类，这类物质以氨基酸或低聚缩氨酸作亲水基。它广泛存在于各种微生物、植物、无脊椎动物的消化液、鸡的卵管、人的皮肤等中。虽然对脂氨基酸的生理意义还不了解，但作为生物膜的存在，它与维持膜结构及膜机能有关，而且存在于皮肤的角质层中，也与保湿作用有关。硫放线菌素类是微生物的产物，有高表面活性。 (3)磷脂系生物表面活性剂这是磷脂与糖脂在复合脂中形成的一大领域。大致分为甘油磷脂和鞘氨磷脂。 甘油磷脂是以磷脂酰酸作基本骨架，由具有羟基的各种化合物构成，结构式如下：
HX系列驱油用表面活性剂 研发报告
前言 随着世界能源的紧缺，石油的充分采出和合理利用已成为各国极大重视的问题，由于常规的一次和二次采油(POR和SOR)总采油率不是很高,一般质量分数仅能达到20%～40%，最高达到50%，至少还有50%～80%的原油未能采出。因此在能源日趋紧张的情况下，提高采油率已成为石油开采研究的重大课题，三次采油则是一种特别有效的提高采油率的方法。 三次采油的方法很多，概括起来主要有四大类：一是热力驱，包括蒸气驱，火烧油层等；二是混相驱，包括CO2混相，烃混相及其他惰性气体混相驱；三是化学驱，包括聚合物驱，表面活性剂驱，碱水驱等；四是微生物采油，包括生物聚合物，微生物表面活性驱。目前，三次采油研究尤其以表面活性剂和微生物采油得到人们的普遍重视，而表面活性剂驱则显示出明显的优越性。 目前三次采油研究中所用表面活性剂的种类以阴离子型最多，其次是非离子型和两性离子型，应用最少的是阳离子型。 三次采油中阴离子表面活性剂，其分子结构中离子性亲水基为阴离子，这类阴离子亲水基组成的盐有磺酸盐、羧酸盐、硫酸(酯)盐和磷酸(酯)盐。阴离子表面活性剂可用于各种表面活性剂驱中,其中应用磺酸盐型最多,而在磺酸盐型阴离子表面活性剂中，以石油磺酸盐型最为普遍。石油磺酸盐成本较低，界面活性高，耐温性能好，但抗盐
能力差，临界胶束浓度(CMC)较高，在地层中的吸附、滞流和与多价离子的作用，导致了在驱油过程中的损耗。 非离子表面活性剂，其亲水基为非离子性基团。由于非离子性基团的亲水性要比离子性基团差得多,因此非离子性表面活性剂要保持较强的乳化作用,其分子结构中一般含有多个非离子性亲水基,形成含许多醚键、酯键、酰胺键或羟基或者它们相互两两组合或多种组合的结构。此类表面活性剂的优点是抗盐能力强，耐多价阳离子的性能好，CMC低。但在地层中稳定性差，吸附量比阴离子表面活性剂高，而且不耐高温，价格高。 两性表面活性剂，这类表面活性剂分子中既有阴离子亲水基又有阳离子亲水基而呈现两性。由于该种表面活性剂对金属离子有螯合作用，因而大多数都可用于高矿化度，较高温度的油层驱油，但同样有价格高的缺点。 因此，一种合适的表面活性剂体系，不仅能产生很好的协同效应而降低体系的界面张力，而且还能够降低表面活性剂的用量，甚至驱油液表面活性剂的总浓度也有可能降低，同时表面活性剂的其他性能如耐盐能力，耐温性能或吸附损耗减少等得到强化。 基于以上原因，为最大限度的满足驱油体系要求,提高采收率和降低采收成本，我公司根据油田三采科研专家攻关思路联合部分科研院校研制出了一种新型的表面活性剂驱油体系，即HX系列新型非离子-阴离子型表面活性剂体系。这类表面活性剂有两种不同的亲水基
生物表面活性剂的制备、提纯及其应用 摘要：生物表面活性剂是由微生物产生的天然产物，具有表面活性高、对环境无污染、生物可降解性及良好的抑菌作用等优于化学合成的表面活性剂的独特性质。本文对生物表面活性剂的合成方法进行了介绍，对生物表面活性剂在石油工业、环境工业、医药、食品、农业和化妆品工业等领域的应用进行了总结，展望了生物表面活性剂的良好应用前景。 关键词：生物表面活性剂制备提纯应用 生物表面活性剂主要是由微生物在好氧或厌氧条件下在碳源培养基中生长时产生的。这些碳源可以是碳水化合物、烃类、油、脂肪或者是它们的混合物。生物表面活性剂可分为非离子型和阴离子型, 阳离子型较为少见。像其它表面活性物质一样, 生物表面活性剂由一个或多个亲水性和憎水性基团组成, 亲水基可以是酯、羟基、磷酸盐、或羧酸盐基团、或者是糖基, 憎水基可以是蛋白质或者是含有憎水性支链的缩氨酸。根据生物表面活性剂的结构特点, 可将其分为5 类:糖脂、脂肽、多糖蛋白质络合物、磷脂和脂肪酸或中性脂。 和传统的化学合成的表面活性剂相比, 生物表面活性剂有许多明显的优势:(1)更强的表面和界面活性;(2)对热的稳定性;(3)对离子强度的稳定性;(4)生物可降解性;(5) 破乳性。 由于这些显著特点, 使生物表面活性剂在一些方面可以逐渐代替化学合成的表面活性 剂, 而且应用也越来越广泛。 1 生物表面活性剂的性质、分类及制备 1. 1 生物表面活性剂的特性 生物表面活性剂分子结构包含极性基团和非极性基团，是一种具有亲水、疏水两性特点的生物大分子化合物。生物表面活性剂分子的亲水基和疏水基可以由不同的分子成分组成。 生物表面活性剂与其他表面活性剂比较，主要特性就是无毒性、稳定性好、耐酸耐盐性好、可以被生物降解、对环境无污染及抗菌性。 1. 2 生物表面活性剂的分类 生物表面活性剂根据其化学结构的不同，可以分为酰基缩氨酸系、糖脂系、磷脂系、高分子聚合物和脂肪酸系表面活性剂五类，如表1 所示。 表1 生物表面活性剂的分类 分类典型产物 酰基缩氨酸系脂蛋白、脂肽、脂氨基酸 糖脂海藻糖脂、鼠李糖脂、槐糖脂 磷脂磷脂酰乙醇胺 中性脂/脂肪酸甘油脂、脂肪酸、脂肪醇、蜡 聚合物脂杂多糖、脂多糖复合物、蛋白质-多糖复合物 1. 3 生物表面活性剂的制备方法 1.3.1 微生物发酵法
https://www.doczj.com/doc/eb7729182.html,/Edu/Treasures/Index.aspx?id=5 1、钢铁、不锈钢清洗剂 配方1（%）氢氧化钠0.5~1;碳酸钠5~10;水玻璃3~4;水余量。 本配方适用于一秀钢铁件，如量具、刀具的除油。 共三种配方。 2、清洗油污及固垢的清洗剂 配方1（%）烷基酚聚氧乙烯醚阴离子表面子表面活性剂7~10;三乙醇胺 2.5~3.5;混合溶剂18~28;水60~75。 混合溶剂由18%~20%的煤油、8%~10%的丁基甘醇和70%~75%的丙醇组成。 本剂用于清洗金属外表含油污和脏物各半的污垢。 共三种配方。 3、金属酸性清洁剂 配方1（%）磷酸（85%）35.0;乙醇酸 1.0;辛基酚聚氧乙烯醚（10） 1.5;水62.5。 先将磷酸与乙醇酸加至水中，然后加入表面活性剂。如果使用冷水，应先将表面活性剂与此同时3 份温水预混，以加速其溶解。 配方2（%）水74;柠檬酸10;乙二醇甲醚6;聚氧乙烯（10）十三醇醚10。 本剂不用稀释，可直接使用。 共七种配方。 4、零件清洗剂 配方1（g/L）净洗剂（664）5~8;净洗剂（6503）5~8;三乙醇胺0.3;苯甲酸钠2~5;三聚磷酸钠4~8;焦磷酸钠3~6;氢氧化钠（调pH值至0.9~11.6）适量；水加至1L。 本剂主要用于清洗钢铁零件、铜合金零件和铝件。时间为30s~15min,温度为10~70℃。 小零件的清洗可用超声波清洗机或置于金属网筛上在烧杯内清洗。大零件的清洗可装在金属篓内于清洗槽或搪瓷桶内清洗。本剂亦是手表零件的强力水性清洁剂。 共有三种配方。 5、钢铁、铝合金清洗剂 配方1（%）月桂酸二乙醇酰胺12;脂肪醇聚氧乙烯醚10;烷基酚聚氧乙烯醚15;油酸三乙醇胺43;水余量。 本剂可清洗钢铁、铝合金。如添加苯并三唑，可清洗铜合金。 配方2（%）辛基酚聚氧乙烯醚（TX-10）12；油酸聚氧乙烯酯4;二氧化硅 2.5;三聚磷酸钠51;碳酸钠 低泡金属清洗剂配方1 组分ω/%组分ω/% C12～15烷基(EO)3醚硫酸10% 2.0 硅酸钠[SiO2/Na2O=1.00质量比] 12.0 焦磷酸钾 6.0 水余量 氢氧化钾 12.0 制备先将C12～15烷基（EO）3醚硫酸加到水中，然后加入氢氧化钾，再加入其余组分。 说明使用浓度:7.5～15g/L。 低泡金属清洗剂配方2 组分ω/%组分ω/%