Способ определения прочности межфазной пленки

СОЮЗ СОВЕТСНИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУБЛИН ЗсЮ С 01 И 13/02 ВСРП)уд.;.,ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯН АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ БИЫ:," 1+) ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ(56) 1. Авторское свидетельство СССР У 320755, кл.01 Ы 13/02, 1970.2. Авторское свидетельство СССР У 819628, кл. С 01 Н 13/02, 1979.3. Левченко Д.Н, и др. Эмульсии нефти с водой и методы их разрушения. М., "Химия", 1967, с.178 (прототип).(54)(57) СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ПРОЧНОСТИМЕЖФАЗНОИ ПЛЕНКИ, заключающийся в соз"даний границы раздела жидкость -жидкость и измерении предельногонапряжения сдвига межфазной пленки,о т л и ч а ю щ и й с я тем, что,. сцелью повышения экспрессности определения,после создания границы разделажидкость - жидкость проводят обработку электрическим полем постоянноготока напряженностью 0,5-2 кВ/см.130768 10 15 20 25 30 40 50 55 1 1Изобретение относится к контроль-,но-измерительной технике и может найти применение в нефтеперерабатывающей промышленности,Известен способ определения коэффициента поверхностного натяженияжидкостей, заключающийся в измеренииусилия, необходимого для разрыва поверхностной пленки жидкости 1 1,Однако этот способ не позволяетопределять количественно прочностьпленки,Известен также способ определенияпрочности межфазной пленки, заключающийся в сбросе калиброванных шариков с заданной высоты на границураздела жидкость - жидкость и определении минимального размера шарика,который прорывает пленку 12Однако данный способ не позволяетизмерить действительную прочностьмежфазной пленки, С его помощью получают косвенно-качественную интегральную характеристику межфазнойпленки, зависящую от вязкости жидкости, от поверхностного натяжения награнице раздела жидкостей.Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является способ определения прочности межфазной пленки, заключающийся в создании границы раздела жидкость - жидкость и измерении предельного напряжения сдвига межфазной пленки 33.Измерение прочности методом твр-. сионного маятника осуществляют на приборе СНС. В стакан, находящийся на поворотном столике, исследуемые жидкости наливают так, чтобы подвешенный диск находился на границе раздела жидкостей, При помощи осветителя устанавливают луч на зеркальце, которое укреплено на вольфрамовой нити так, чтобы световое пятно изображалось на отсеченной шкале линейки и фокусируют его начальное положение. Выдерживают систему в течение суток с целью фирмирования адсорбционной межфазной пленки. Приводят в движение поворотный столик и вращение продолжают до тех пор, пока возрастание крутящего момента нити не приведет к разрушению межфазново слоя при напряжении, соответствующем предельному сдвигу. Величина предельного напряжения сдвига характеризует прочность межфазной пленки 1.33Известный способ длителен, один эксперимент проводится в течение су" ток. Длительность процесса формирования пленки ведет к частичному изменению физико-химических параметров углеводородных систем.Целью изобретения является повышение экспрессности определения.Поставленная цель достигается тем, что согласно способу определения прочности межфазной пленки, заключающемся в создании границы раздела жидкость - жидкость и измерении предельного напряжения сдвига межфазной пленки, после создания границы раздела жидкость - жидкость проводят ее обработку электрическим полем постоянного тока напряженностью 0,5-2,0 кВ/см.На фиг.1 приведена схема устройства для определения прочности межфазной пленки, продольный разрез; на фиг.2зависимость прочности межфазной пленки на границе 27.-ного раствора асфальта "Добен" с дистиллированной водой от времени формирования пленки в различных полях.Устройство для определения прочности межфазной пленки состоит из стеклянного стакана 1, на котором устанаввливают диэлектрическую разъемную (состоящую из двух частей) крышку 2. Верхний электрод (нержавеющая сталь) 3 состоит из двух пластин-.полуколец, прикрепленных к крышке. В собранном виде пластины, касаясь друг друга,находятся в верхней жидкости над диском 4, Диск подвешен с помощью подвесного устройства 5 на вольфрамовой нити 6, Нижний электрод 7 состоит из металлической пластины (нержавеющая сталью и металлического стержня 8, боковые поверхности которого электрически изолированы от верхней жидкости. Источник высокого напряжения подключают к электродам с помощью металлических колпачков 9 которые надевают на стержни.Способ прочности межфазной пленки осуществляют следующим образом.Стеклянный стакан 1 устанавливают на поворотный столик. На дно стакана кладут нижний электрод 7. Стеклянный диск 4 закрепляют с помощью подвесного устройства 5 тщательно отцентрированного прибора так, что он не касается дна стакана. Готовят систему.Осторожно по стенке стакана наливаютдистиллированную воду или другую исследуемую жидкость, т.е. жидкость досередины диска. Устанавливают крьппку-диэлектрик 2 сверхним электродом,1130 10 20 25 30 35 Система Известный способ Среднее квадратичное отклонение измерений О-З н/ Прочностьпленки10 н/м Прочностьпленки,10н/м Среднее квадратичное отклонение Е измерений 10н/м 3,00 3,01 2,8 0,072 0,209 3,01.0,44 0,44 0,41 33, который закрепляется параллельнона расстоянии 3-5 мм от верхней поверхности стеклянного диска. Вставляют металлический изолированныйстержень 8 до касания с нижней пластиной, На стержне надевают колпачки9, соединяющие их с источником напряжения. Через вырез в крышке постенке стакана приливают верхнюю(углеводородную 1 жидкость диска иверхнего электроца. Включают высоковольтный источник и выдерживают систему под напряжением в течение нескольких минут,В электрическом поле высокого на.пряжения, вектор которого направленперпендикулярно поверхности разделажидкость-жидкость при соответствующем знаке поля, происходит интенсивное направление движения полярныхповерхностно-активных компонентов,находящихся в объеме жидкости. Достигая границы раздела фаэ, они адсорбируются на ней, образуя поверхностную пленку. Затем напряжение отключают, снимают колпачки с электродови определяют прочность межфазнойпленки, измерив ее величину предельного напряжения сдвига,П р и м е р 1 . Определяют прочность межфазной пленки модельнойсистемы на границе с дистиллированной водой. В качестве модельной .системы берут 27-ный раствор асфальтитадобен, выделенного из природной Модельная система 0,27 асфальтит в растворе м. ксилол+ваэелиновое масло на границе с дистиллированной водой Угленосная нефть НГДУ"Ожарланнефть" на границе с дистиллированнойводой 7 б 84нефти в смеси с метоксилол+вазелиновое масло в соотношении 1:1. Систему выдерживают при комнатной температуре в течение суток с цельюстарения",Прочность межфазной пленки опреде" ляют известным способом, т.е. исследуемую систему выдерживают в приборе СНСв течение суток с целью формирования предельной прочности межфазной пленки насыщенного адсорбционного слоя ), Прочность межфазной пленки равняется 3,01 10 н/м.П р и м е р 2. Определяют прочность межфазной пленки той же модельнойсистемы на границе с дистиллированной водой на переоборудованном при-, боре СНС; в котором формирование насыщенного адсорбционного межфаэного слоя происходит в электрическом поле высокого напряжения в течение нескольких минут. Определяют прочность щжфаэной пленки, сформированной при напряженности поля, равной 0,5,1,0, 1,5 и 2,0 кВ/см (соответственно кривой 0,11,12,13 фиг,2). Соответственно время формирования насыщенного ад" сорбционного слоя равняется 40, 25, 15 и 5 мин. Прочность межфазной пленки равняется 3,00 10н/м. Аналогичным образом определяют прочность межфазной пленки для различных нефтей на границе с дистиллированной водой (таблица ). Предлагаемый способ1130168 Предлагаемый спосб вестный способ Греднее квадратичное отклонение измерений10-3 / Прочность Среднее квадраочн стем пленки10-3 /и енк ночное от лонение 7 измерени10 З ы/м 0,40,46 дороднаяждениягранице сной водой Легкая сернефть мест Жанажол"дистиллиро 31 4 3 0,40 0,04 0 0,0044 0,0 0 0,0 1,5 1, 3,015 6 35йЛегкая вирьеганская нефть на границе с тиллированной водой Девонская нефть Шкаповскго месторождения Эксперименты, проведенные на различных системах, показали, что при напряженностях электрического поля менее 0,5 кВт/см время формирования пленок резко увеличивается, при значениях напряженности поля, более 2,0 кВ/см появляются явления неусто чивости границы раздела жидкостей. А .поэтому в качестве отптимальной напряженности электрического поля был принята напряженность поля, равная 1,5 кВсм.В таблице приведены значения прочности межфазной пленки, сформирован. ные при указанной напряженности электрического поля. Продолжение таблицы Из таблицы видно, что предложенный способ позволяет получить истинные значения сдвиговой прочности межфазных пленок широкого ряда водонефтяных систем с достаточной точностью, средние квадратичные отклонениязначений находятся в тех же пределах, что и в известном способе.Предлагаемое изобретение апробировано в лабораторных условиях и показало надежность и точность измерений; способ позволяет значительно сократить время определения межфазных пленок и вместо 24 на один анализ по предлагаемому способу необходимо затратить всего 15 мин,1130768 а гп ю юему дейсгпдия юлекщрического амяФиг,2 Составитель А.Кощеевктор Г.Волкова Техред )К,Кастелевич Корреткор СЛерн илиал ППП "Патент", г.ужгород, ул.Проектная Заказ 9601/30 Ти ВНИИПИ Государственно по делам изобретен 113035, Москва, Ж, Р822 Подписнокомитета СССРи открытийская наб., д. 4/5