CN202024991U - 常压条件下采用气流法测定表面活性剂发泡性能的装置 - Google Patents

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王克亮
吴文祥
吴景春
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Abstract

一种常压条件下采用气流法测定表面活性剂发泡性能的装置。主要解决现有的装置不能测量不同发泡气体、不同实验温度、不同气液比时的表面活性剂的泡沫性能的问题。其特征在于：所述装置还包括气瓶、气体质量流量控制器、流量显示仪、人造均质岩心、夹套量筒以及水平支架；夹套量筒由内、外两层玻璃形成一个中空的腔体后制成，其内管下端缩成半球形，并连接有一个自孔标准锥形旋塞，其外管开有连接口以实现与所述恒温水箱之间的连接；气体质量流量控制器的气体出口之间与所述夹套量筒的自孔标准锥形旋塞的管口之间通过管路连接，管路上依次串联接入人造均质岩心、通气控制阀门。本装置结构简单，可测定出不同条件下的表面活性剂发泡性能。

Description

常压条件下采用气流法测定表面活性剂发泡性能的装置
技术领域
 本实用新型涉及一种测量装置，具体的说，是涉及一种常压条件下采用气流法测定表面活性剂发泡性能的装置。
背景技术
目前在油田化学领域中，主要从两个方面评价表面活性剂的泡沫性能，一方面是发泡能力，另一方面是稳定性，评价发泡能力和泡沫稳定性的参数主要是发泡体积Vf和半衰期t1/2。现有的表面活性剂的泡沫性能评价方法有很多，诸如Din孔盘打击法、Ross-Miles法、倾注法、Waring Blender法等，但这些方法都不能在一套装置中实现对不同发泡气体、不同实验温度、不同气液比时的表面活性剂的泡沫性能的测量，下面对这些技术进行简单介绍：1、Din孔盘打击法，是利用一带孔圆盘打击发泡剂溶液，产生的泡沫量评价其发泡能力。实验时先在量筒内装200mL比较溶液，然后在30s内使孔盘均匀打击30次，打击结束30s后，在量筒上读取总体积V1，测实验溶液的泡沫体积V2，以相对值                                               
Figure 2011201131223100002DEST_PATH_IMAGE002
表示发泡能力，Vs越大，发泡能力越高。用这种方法重复性差，只能评价相对发泡能力。2、Ross-Miles法，该法所用的仪器称为罗氏泡沫仪，该方法需要大量的待测液体，存在操作误差、重复性差，发泡气体只能是空气且不能改变气液比。3、倾注法，倾注法亦采用罗氏泡沫仪，使泡沫移液管内的试液从细孔中自由流下，冲击盛放在刻度管中的同样浓度的试液后产生泡沫。试液流完时的泡沫体积表示发泡能力，以泡沫衰减5min后的泡沫体积表示泡沫稳定性。该法简便，可以较好地评价发泡剂的发泡能力，但是不能准确地反映出泡沫的稳定性。4、Waring Blender法，Waring Blender法使用一台高速搅拌器，将一定浓度的发泡剂溶液，高速搅拌一定时间后，立即读取泡沫体积。从泡沫中析出50mL液体所需的时间为表征泡沫稳定性的半衰期。但该法的实验温度只能是实验室温度，且不能表征气液比对发泡能力的影响。
发明内容
为了解决背景技术提出的现有技术中存在的问题，本实用新型提供了一种常压条件下采用气流法测定表面活性剂发泡性能的装置，利用该种装置所进行的气流法不仅能够评价发泡剂的发泡能力和稳定性，还能计算出不同发泡气体、不同温度、不同气液比条件下的的泡沫高度、泡沫半衰期和泡沫综合指数。
本实用新型的技术方案是：该种常压条件下采用气流法测定表面活性剂发泡性能的装置，包括恒温水箱、气瓶、D07-11型气体质量流量控制器、流量显示仪、人造均质岩心、夹套量筒以及水平支架；所述夹套量筒由内、外两层玻璃形成一个中空的腔体后制成，其内管下端缩成半球形，并连接有一个自孔标准锥形旋塞，其外管开有连接口以实现与所述恒温水箱之间的连接；所述气瓶的气体出口与气体质量流量控制器的气体入口之间通过管路连接，所述管路上依次串联接入气瓶减压器和阀门；所述流量显示仪上的测量气体入口与气体质量流量控制器的测量气体出口相连接；所述气体质量流量控制器的气体出口之间与所述夹套量筒的自孔标准锥形旋塞的管口之间通过管路连接，所述管路上依次串联接入人造均质岩心、三通阀以及通气控制阀门；所述夹套量筒固定于水平支架上，所述三通阀的下面接有一个放空阀。
本实用新型具有如下有益效果：利用本装置进行气流法测定操作时，更换装有不同气体的气瓶，即可实现不同发泡气体的实验条件，如空气、N2、CO2、天然气等；改变恒温水箱的设定温度，即可实现不同温度的实验条件，常压下温度介于室温和90℃范围内，精度为0.1℃；调节阀门控制不同的通气时间，即可实现不同气液比的实验条件；操作简单可随时更改实验条件。具体应用时，通过记录停止通气时刻的时间和泡沫体积Vf，折算成泡沫高度h，Vf、h均可表征表面活性剂的发泡能力；记算泡沫高度衰减到一半时的时间
Figure 2011201131223100002DEST_PATH_IMAGE004
，即泡沫半衰期，表征泡沫的稳定性；计算泡沫综合指数FCI，表征泡沫质量和泡沫半衰期对泡沫性能的综合影响。利用本种装置进行测定，表面活性剂用量少、计算原理简单、计算量小、实验周期短、可重复性强，不仅能够评价发泡剂的发泡能力和稳定性，还能计算出不同发泡气体、不同温度、不同气液比条件下的的泡沫高度、泡沫半衰期和泡沫综合指数，具有较强的实用性。
附图说明：
图1是本实用新型的结构示意图。
图中1-气瓶，2-气瓶减压器，3-阀门，4-气体质量流量控制器，5-流量显示仪，6-人造均质岩心，7-三通阀，8-放空阀，9-通气控制阀门，10-夹套量筒，11-水平支架，12-恒温水箱。
具体实施方式：
下面结合附图对本实用新型作进一步说明：
如图1所示，该种常压条件下采用气流法测定表面活性剂发泡性能的装置，包括恒温水箱12、气瓶1、D07-11型气体质量流量控制器4、流量显示仪5、人造均质岩心6、夹套量筒10以及水平支架11；所述夹套量筒10由内、外两层玻璃形成一个中空的腔体后制成，其内管下端缩成半球形，并连接有一个自孔标准锥形旋塞，其外管开有连接口以实现与所述恒温水箱12之间的连接；所述气瓶1的气体出口与气体质量流量控制器4的气体入口之间通过管路连接，所述管路上依次串联接入气瓶减压器2和阀门3；所述流量显示仪5上的测量气体入口与气体质量流量控制器4的测量气体出口相连接；所述气体质量流量控制器4的气体出口之间与所述夹套量筒10的自孔标准锥形旋塞的管口之间通过管路连接，所述管路上依次串联接入人造均质岩心6、三通阀7以及通气控制阀门9；所述夹套量筒10固定于水平支架11上。
此外，为放空考虑，可以在所述三通阀7的下面接有一个放空阀8。
具体实施时，相关器件选用北京七星华创电子股份有限公司生产的D07-11气体质量流量控制器和D08-8C流量显示仪、HAAKE公司生产的DC30型恒温水箱以及东北石油大学生产的人造均质岩心。所述夹套量筒，容量1.3L，刻度分度l0mL，由壁厚均匀、耐化学腐蚀的玻璃管制成，管内径6.5±1mm，下端缩成半球形，并连接一梗管自径12mm的自孔标准锥形旋塞，塞孔自径6mm。下端50mL处刻一环形线，由此线往上按分度l0mL刻度，自至1300mL刻度，容量准确度应满足1300±13mL。量筒外径D=90mm的夹套管与恒温水浴相连接，保证量筒内的待测流体不受环境温度及气流的影响。支架结构在起到固定作用的同时，需要保持仪器与水平面的完全垂直，以实现读数精确、操作、清洗方便。D08-8C流量显示仪可直接与质量流量控制器配套使用，具有连续累积时间长、可循环累积、累积流量的小数点和单位能自动调整等特点，应用该仪器后，在不同气液比时，只需调节发泡气体的通气时间即可。本装置中用到的人造均质岩心可以均匀的分散发泡气体，使得发泡气体以稳定的速度与泡沫基液接触，避免气体高速、不稳定的流态对泡沫基液的搅拌而产生的泡沫。
应用本装置后，更换装有不同气体的气瓶，即可实现不同发泡气体的实验条件，如空气、N2、CO2、天然气等；改变恒温水箱的设定温度，即可实现不同温度的实验条件，常压下温度介于室温和90℃范围内，精度为0.1℃；调节阀门控制不同的通气时间，即可实现不同气液比的实验条件；操作简单可随时更改实验条件。
使用时，记录停止通气时刻的时间和泡沫体积Vf，
Figure 2011201131223100002DEST_PATH_IMAGE006
，夹套量筒的刻度介于0～1300mL的范围内，精度为10mL，折算成泡沫高度h，
Figure 2011201131223100002DEST_PATH_IMAGE008
，Vf、h均可表征表面活性剂的发泡能力；记算泡沫高度衰减到一半时的时间
Figure 752484DEST_PATH_IMAGE004
，即泡沫半衰期，表征泡沫的稳定性；计算泡沫综合指数FCI，
Figure 2011201131223100002DEST_PATH_IMAGE010
，表征泡沫质量和泡沫半衰期对泡沫性能的综合影响。
应用本装置具有表面活性剂用量少、计算原理简单、计算量小、实验周期短以及可重复性强等特点。

Claims (2)

1.一种常压条件下采用气流法测定表面活性剂发泡性能的装置，包括恒温水箱（12），其特征在于：所述装置还包括气瓶（1）、D07-11型气体质量流量控制器（4）、流量显示仪（5）、人造均质岩心（6）、夹套量筒（10）以及水平支架（11）；所述夹套量筒（10）由内、外两层玻璃形成一个中空的腔体后制成，其内管下端缩成半球形，并连接有一个自孔标准锥形旋塞，其外管开有连接口以实现与所述恒温水箱（12）之间的连接；所述气瓶（1）的气体出口与气体质量流量控制器（4）的气体入口之间通过管路连接，所述管路上依次串联接入气瓶减压器（2）和阀门（3）；所述流量显示仪（5）上的测量气体入口与气体质量流量控制器（4）的测量气体出口相连接；所述气体质量流量控制器（4）的气体出口之间与所述夹套量筒（10）的自孔标准锥形旋塞的管口之间通过管路连接，所述管路上依次串联接入人造均质岩心（6）、三通阀（7）以及通气控制阀门（9）；所述夹套量筒（10）固定于水平支架（11）上。
2.根据权利要求1所述的常压条件下采用气流法测定表面活性剂发泡性能的装置，其特征在于：所述三通阀（7）的下面接有一个放空阀（8）。
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