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油砂是由油砂沥青、砂和粘土组成的混合物,是一种非常规能源。尽管我国油砂资源量是巨大的,可开采资源居世界第5位,且具有油质较好、含油率较高等特点,但由于存在油分的提取效率低等问题,油砂的开发与利用发展缓慢。用热碱水洗法对油砂进行分离,其中表面活性剂的作用及其在油砂-水固液界面的吸附规律并不明确,所以本实验对影响热碱表面活性剂洗油法分离油砂油的诸多因素进行系统的分析,并研究表面活性剂的作用原理。首先选定表面活性剂,研究实验条件对油砂-水界面张力的影响。当十二烷基硫酸钠的掺量为0.15%时,PH值为9-10﹑温度为70-80℃﹑搅拌时间为120min﹑搅拌速率为400r·min-1﹑固液比为1:20时,洗油率可以达到93%。以相同的方式对吐温-20,脂肪醇聚氧乙烯醚,十二烷基苯磺酸钠和司班-60等表面活性剂进行测试,确定其实验条件。研究单一表面活性剂对油砂-水固液界面张力和洗油率的影响得出,当十二烷基苯磺酸钠的掺量为0.4%时效果最好,洗油率为93.5%;当吐温-20的掺量为1.5%时,洗油率为92.4%;脂肪醇聚氧乙烯醚的掺量为2.1%时,洗油率为94.5%。几种表面活性剂均具有较好的降低界面张力、提高洗油率的作用,其中脂肪醇聚氧乙烯醚效果最好,洗油率最高,但掺量也相对偏高。选用司班-60与吐温-20、十二烷基硫酸钠与脂肪醇聚乙烯醚复配。当司班-60与吐温-20为2:1时,洗油率高达96.3%,复配后洗油效果要高于单独使用时的效率,对比加入NaOH和Na2CO3后的效果可以看出,加入Na2CO3的更好些。十二烷基硫酸钠与脂肪醇聚乙烯醚复配,当十二烷基硫酸钠加入量为0.8g时,界面张力最小,达到了最好的效果。加入NaOH和NaCl后,由于盐析的作用下,出现了不同的效果,加入NaCl的效果要略好于NaOH。对比两种复配表面活性剂的作用效果,十二烷基硫酸钠与脂肪醇聚乙烯醚复配作用效果更好,洗油率达到了97.8%。利用吸附动力学及吸附热力学有关原理,对表面活性剂在油砂-水界面的吸附规律进行讨论。表面活性剂在油砂表面的吸附量随着温度的升高而增大;在实验条件下吸附过程是放热过程;碱性条件有利于吸附过程的进行。