氯化镁对AES溶液体系的增稠作用.pdf

第24卷第1期 齐 齐 哈 尔 大 学 学 报 Vol 24 No 1 2008 年 1 月 Journal of Qiqihar University Jan 2008 氯化镁对 AES 溶液体系的增稠作用 李喆 齐齐哈尔大学化学与化学工程学院 黑龙江 齐齐哈尔 161006 摘要 本文主要研究了氯化镁 MgCl2 对脂肪醇聚氧乙烯硫酸钠 AES 和椰子油酸二乙醇酰胺 Ninol 混合体系粘度 特性的影响 结果表明 MgCl2对 AES 和 Ninol 混合体系具有好的增稠效果 随着 AES 量的增加 体系粘度峰值 不断增加 且 MgCl2的加入量也相应减少 与 NaCl 的增稠效果相比较 在 MgCl2 含量较小时 MgCl2具有更好的 增稠效果 关键词 粘度 AES MgCl2 中图分类号 TQ423 11 文献标识码 A 文章编号 1007 984X 2008 01 0025 03 粘度的准确测定在许多工业部门和科学研究领域中都具有重要意义 特别是在石油化工 医药 冶金 食品等行业 粘度的准确测量可有效地控制生产过程及产品质量 1 4 因此 粘度测定技术一直以来备受关 注 表面活性剂的粘度行为十分复杂 而各种表面活性剂的水溶液制品的粘度常常是该类产品的重要指标 之一 5 6 液体洗涤剂对粘度有一定的要求 这不仅是国家指标的规定 粘度对液体洗涤产品也具有很多现实的 意义 5 7 它不仅使产品的外观大大提高 而且使用也更加方便 加入增稠剂是改变液体粘度的有效的方法 但增稠剂的选择和使用对产品的外观和成本都用影响 因此 在适宜的浓度下选择适宜的增稠剂有很重要 的意义 本文利用 MgCl2为增稠助剂 通过改变 AES 与 Ninol 的加入量研究了各体系的粘度 进而选择出 较佳的配方 1 实验 1 1 主要仪器和药品 AES 脂肪醇聚氧乙烯硫酸钠 Ninol 椰子油酸二乙醇酰胺 MgCl2 氯化镁 柠檬酸均为市售化 学试剂 NDJ 1 型旋转粘度计 1 2 实验方法 称取适量的 AES Ninol 加入一定量的水并加热溶解 用 50 w 柠檬酸水溶液调节 pH 7 保 持体系中 Ninol 浓度为 3 w 配成 AES 浓度依次为 1 2 4 6 8 和 10 的水溶液 室 温下用NDJ 1 型旋转粘度计测定加入不同量 MgCl2时各体系的粘度变化 保持体系中AES 浓度为4 w 考察 Ninol 浓度依次为 0 1 2 3 4 的水溶液加入不同量的 MgCl2时体系的粘度变化 2 结果与讨论 2 1 MgCl2对 AES 体系的增稠性能 用无机盐来做增稠剂的体系一般是表面活性剂水溶液体系 最常用的无机盐是 NaCl 增稠效果明显 表面活性剂在水溶液中形成胶束 电解质的存在使胶束的缔合数增加 导致球形胶束向棒状胶束转化 使 运动阻力增大 从而使体系的粘稠度增加 但当电解质过量时会影响胶束结构 降低运动阻力 从而使体 系粘稠度降低 这就是所谓的 盐析 现象 收稿日期 2007 09 10 作者简介 李喆 1961 女 高级实验师 主要从事物理化学实验应用研究 Email llii zzhhee 26 齐 齐 哈 尔 大 学 学 报 2007 年 Ninol 浓度为 3 w 不同浓度的 AES 溶液 加入不同量的 MgCl2体系粘度变化如图 1 从图 1 中 可以看出 各被测体系的粘度均随 MgCl2加入量的增加而增大 当达到一定值后 随 MgCl2量的增加而减小 从图 1 中还可看出 随 AES 的质量百分数的增加 粘度达到峰值时 MgCl2的加入量不断减少 这是因为 随着 AES 量的增加 体系内表面活性剂的浓度增加 其分子通过疏水相互作用 更易形成大的胶束 当加 入少量 MgCl2时 便可形成对粘度贡献大的线性聚集体 进而使体系粘度大幅度增加 2 2 Ninol 的加入量对体系粘度的影响 保持 AES 浓度为 6 w 改变体系 Ninol 浓度 测定不同的溶液体系 MgCl2的加入量对体系粘度 的影响见图 2 从表 1 可以看出 随着 Ninol 的质量百分数的增加 其体系峰值粘度不断增大 当 Ninol 的 质量百分数为 4 时 体系粘度的最大值为 14000 mPa s 2 3 NaCl 与 MgCl2的增稠能力比较 AES 和 Ninol 的浓度分别 10 和 3 将 NaCl 与 MgCl2的增稠能 力进行比较 结果如图 3 从图 3 可知在当 NaCl 与 MgCl2对相同浓度的 AES 进行黏度测定 时 NaCl 的增稠效果要好 但其用量大 而 MgCl2在加入量比较少时 就有黏度增大的体现 3 结论 MgCl2对 AES Ninol 体系有较好的增稠作用 MgCl2的加入量对 体系粘度的影响是十分显著的 随着 MgCl2量的增加 体系粘度峰值 不断增加 但增加到一定值后 随着 MgCl2量的增加 体系粘度逐渐下降 当 AES 为 10 Ninol 为 3 MgCl2为 4 0 g 时 体系粘度可达到 13000 mPa s 与 NaCl 的增稠效果相比较 在 MgCl2和 NaCl 含量较小 时 前者具有更好的增稠效果 参考文献 1 林巧云 萬虹 表面活性剂基础及应用 M 北京 中国石化出版社 1996 283 307 2 王培义 阎铨钊 张应军 脂肪酸二乙醇酰胺的增稠性能 J 郑州轻工业学院学报 1996 11 2 53 56 3 杨秀琴 陈君丽 石留政 增稠剂对液体洗涤剂粘度的影响 J 河南化工 2000 3 13 14 4 李英华 金丽萍 田丽 无机盐对 AES 水溶液的增稠作用 J 齐齐哈尔轻工学院学报 1993 9 4 75 79 5 郭祥峰 贾丽华 雷华等 不同烷醇酰胺的增稠及泡沫性能 J 日用化学工业 2000 2 7 8 6 郭祥峰 胡学弘 王军红 氯化镁与烷醇酰胺的协同增稠性能研究 J 齐齐哈尔大学学报 2002 18 2 1 3 7 周文杰 陈海佳 增稠剂对 AESA 洗涤剂体系粘度的影响 J 广东化工 2003 5 10 12 图 1 MgCl2加入量不同时各 AES 体系粘度的变化 AES w 1 2 3 4 5 各曲线对应百分比为 2 4 6 8 10 图 2 MgCl2加入量不同时各 Ninol 体系粘度的变化 Ninol w 1 2 3 4 5 各曲线对应百分比为 0 1 2 3 4 图 3 NaCl 与 MgCl2 加入量与溶液黏度曲线 1 NaCl 2 MgCl2 0 2000 4000 6000 8000 10000 12000 14000 0246810 MgCl2 g mpa s 2 3 4 5 0 2000 4000 6000 8000 10000 12000 14000 16000 0246810 MgCl2 g mpa s 2 3 4 5 1 0 2000 4000 6000 8000 10000 12000 14000 16000 18000 0246810 12 无机盐 g mpa s 21 第 1 期 氯化镁对 AES 溶液体系的增稠作用 27 Study on Thinking Properties of MgCl2 on the AES System LI Zhe College of Chemistry and Chemical Engineering of Qiqihar University Heilongjiang Qiqihar 161006 China Abstract The thicking properties of aqueous solutions of AES and Ninol with MgCl2 were studied The results show that MgCl2 has good thicking properties for AES and Ninol solution The peak values of apiece system viscosity are increased with the increase of AES Ninol and the quantity of MgCl2 is reduced correspondingly Key words viscosity AES MgCl2 尿素装置蒸汽快速升温钝化法研究 尿素生产过程具有强烈的腐蚀性 不锈钢材质表面需要生成一层牢固的氧化膜才具有抗腐蚀性 从 CO2气提法尿素装置 为例 在化工投料前 合成系统设备必须进行升温钝化 尿素厂多用二氧化碳加空气法 蒸汽加空气法进行钝化 现又增加 了一种蒸汽快速升温钝化法 经生产实践验证 该方法不仅克服了前两种方法都存在的钝化时间长 温度不易控制等缺点 而且使用该方法完全能够满足合成系统四台高压设备的防腐要求 高压设备钝化速度非常迅速 原始投料时 系统内存在空气 因此高压设备升温加热过程 不需要额外的钝化时间 采 用蒸汽快速升温钝化法 钝化用蒸汽从合成塔大降液管进入合成系统 蒸汽通过大降液管进入合成塔 由合成塔进入高压洗 涤器 并通过高压甲铵冷凝器至合成塔的气液相管进入高压洗涤器 蒸汽由于大降液管上合成塔出料阀在钝化时处于关闭状 态 蒸汽不能直接进入气提塔 而是通过气提塔至高压甲铵冷凝器 管线由高压甲铵冷凝器进入气提塔 这样四台高压设备 可同时进行升温钝化 而蒸汽在通过以上设备管线时 使不锈钢材质的管道内表面也进行了升温钝化 蒸汽从合成塔大降液管进入合成塔顶部 在其壁上冷凝 热冷凝液沿着合成塔壁向下流并传递潜热加热合成塔壁 使合 成塔从顶部至底部升温 升温速率最大值为 30 h 开车时合成塔塔壁温度最小为 125 蒸汽进入高压洗涤器使设备升温 产生的冷凝液由双排放阀排入排放总管 升温过程中需提高高调水温度 蒸汽及蒸汽冷凝液混合物进入高压甲铵冷凝器 由 壳侧蒸汽加热使设备逐渐升温进行钝化 产生的冷凝液由气 液相管排放阀排入排放总管 蒸汽由高压甲铵冷凝器进入气提 塔 在壳侧蒸汽作用下设备逐渐升温钝化 产生的冷凝液排至循环系统 在排放过程中 夹带气相的热冷凝液与排放管线及 气提塔出液管道内壁接触 使其也进行了升温钝化 由以上可知 合成塔与高压洗涤器这两台高压设备均由新鲜蒸汽进行加热 气提塔与高压甲铵冷凝器由送至壳侧的蒸汽 加热 升温钝化产生的蒸汽冷凝液由排放总管上的导淋直接排入下水系统 蒸汽快速升温钝化法主要操作如下 1 打开除气提塔出液管线排放阀外合成系统所有排放阀 打开排放总管上的 1 5 英寸导淋 2 打开高压洗涤器出口管线上的惰性气放空阀 关闭及中压吸收塔气体出口管线上的放空阀 中压吸收塔建立 液位 3 打开气提塔液相出口管线上的自调阀 关闭合成塔出料阀 4 低压蒸汽包压力控制在 0 4MPa 中压蒸汽饱和器 压力控制在 0 6MPa 高压蒸汽饱和器压力控制在 0 6MPa 5 中压蒸汽由合成塔大降液管处所接短管进入合成系统 6 打 开至高调水回路蒸汽夹套的中压蒸汽切断阀 提高调水温度 7 合成塔壁最大温升为 30 h 8 如合成塔塔壁的平均温度 达到 98 关闭合成系统放空阀 气提塔出液阀及 1 5 英寸导淋来逐渐缓慢提升合成压力 9 逐步提高低压蒸汽包压力至 0 44 MPa 中压蒸汽饱和器压力至 0 88MPa 高压蒸汽饱和器压力至 1 1 1 2 MPa 10 合成塔塔壁平均温度为了 130 时保 持这一温度直至开车 尿素合成系统开车的最小温度是合成塔塔