化學(xué)消油劑應(yīng)用-1

化學(xué)消油劑應(yīng)用

一隨著全球經(jīng)濟(jì)一體化進(jìn)程的加快，海上交通運輸業(yè)的發(fā)展和海洋油氣資源的進(jìn)一步勘探開發(fā)，海上溢油事故也不斷地增多。溢油污染是各種海洋污染類型中發(fā)生頻率最高、分布面積最廣、危害程度最大的一種。溢油發(fā)生后可采取多種應(yīng)急措施,如采用圍油欄圍控、機械回收、就地燃燒或噴灑化學(xué)藥劑等，其中,向溢油海面噴灑化學(xué)消油劑是較早采用的一種方法。特別是在大風(fēng)浪中或入海油量很大、回收效率很低的情況下使用化學(xué)消油劑，是常用的應(yīng)急措施之一?；瘜W(xué)消油劑猶如消防器材中的滅火器一樣，已成為港口碼頭、海上石油平臺、航運船舶等防溢油必備的物品之一。

對處理水域溢油的化學(xué)制劑統(tǒng)稱謂油處理劑。按其類型可分為凝集沉降型、凝集上浮型和乳化分散型3種。當(dāng)前各國使用最多、效果較好的是乳化分散型油處理劑，也稱之為化學(xué)消油劑或溢油分散劑。但化學(xué)消油劑在應(yīng)用中若使用的是乳化效率差、毒性大、不易降解的劣質(zhì)分散劑，或者在水交換差的局限水域內(nèi)使用分散劑，就可能出現(xiàn)油被乳化進(jìn)入水體卻不能擴散，水體油份濃度急驟增加而窒息水生物。破壞生態(tài)環(huán)境的局面，或發(fā)生劣質(zhì)分散劑毒死水生物的情況。這就是人們所說的“二次污染”問題。安全合理地使用和管理消油劑，是項操作復(fù)雜的工作。當(dāng)前，許多船舶、作業(yè)單位或其代理人對消油劑的相關(guān)知識以及管理和使用規(guī)定知之甚少，同時，又缺乏這方面的培訓(xùn)。而合理地正確使用合格的分散劑是保護(hù)海洋環(huán)境所必須，故對此進(jìn)行探討是十分必要的。

二、化學(xué)消油劑的發(fā)展簡史

化學(xué)消油劑研發(fā)始于20世紀(jì)60年代初，至今，其發(fā)展大致經(jīng)過3個階段。第一代稱謂“醚型”產(chǎn)品，采用毒性很大的陰離子表面活性劑，如烷基酚聚氧乙烯醚類。第二代稱謂“酯型”產(chǎn)品，這種消油劑是非離子的，毒性小，乳化性良好，如聚乙二醇油酸酯、聚氧乙烯山梨醇酐油酸酯等。第三代主要是指濃縮型的,且其原料山梨醣醇、脂肪酸等都是來自農(nóng)副產(chǎn)品,溶劑是用合成的聚乙二醇，毒性非常小,只是第一代產(chǎn)品的1‰。

三、化學(xué)消油劑的作用機理

化學(xué)消油劑是表面活性劑、溶劑及少量助劑復(fù)配而成的油處理劑。其作用機理是利用表面活性劑的乳化作用，使油膜乳化形成O／w型乳狀液。溶劑能降低油類黏度，使其易于乳化。而少量助劑能促進(jìn)乳化分散過程，提高乳化效率，增加乳狀液的穩(wěn)定性。

當(dāng)將足夠量的化學(xué)消油劑噴灑在溢油膜上時，表面活性劑分子即刻在油一水界面上發(fā)生定向吸附，親油基伸向油，親水基伸向水，使界面張力大大下降，并形成具有一定強度的界面膜。其結(jié)果削弱和降低了油膜的黏聚性，使油膜易于乳化分散成小油滴而轉(zhuǎn)入水體中，尤其是在外動力作用下，能加快其乳化分散過程而形成O／W型乳狀液。且其沉降深度不超過3m，易于在海面上擴散，并經(jīng)歷物理的、化學(xué)的、生物的變化而使其自然消失。圖1表達(dá)了化學(xué)消油劑擴散過程的幾個方面。

圖1擴散過程

四、化學(xué)消油劑的特點

1．化學(xué)消油劑的優(yōu)點

快速形成水包油型微粒子，降低了油分濃度，增大了油粒子的表面積。利于石油的溶解和蒸發(fā)、生物降解和氧化作用的進(jìn)行，加速自然凈化消散過程；同時使水生生物不能與油粒子表面直接接觸，避免或減少了石油對水生生物的毒害；使石油失去了黏附力，不再黏附船舶、礁石和海上建筑物；防止形成油包水型乳狀液，減少了石油沉積；在海浪高于1．5m，不能使用圍油欄和撇油器等機械清除溢油的情況下，選用直接噴灑消油劑的方法，實現(xiàn)對海面大面積溢油的控制和清除處理；可減少烴類擴散,減少爆炸和火災(zāi)危險。

2．化學(xué)消油劑的缺點

在短暫時間內(nèi)化學(xué)消油劑的局部濃度較高，可能與水體內(nèi)的生物有短暫接觸，會給某些生物的發(fā)育生長帶來影響。目前市場上流通的化學(xué)消油劑，對高黏稠油以及在低溫下使用，還存在著乳化率低或無效的弱點。費用昂貴，消油劑的用量起碼為溢油量的20%以上,以30%~40%為好,而有時在處理粘度小或薄油層時耗量更可達(dá)到溢油量的100%。在實際處理大規(guī)模油膜時,采用如此高的消油劑和溢油量的比值導(dǎo)致處理價格相當(dāng)高。消油劑通常要采用特殊裝置如船舶、飛機進(jìn)行噴灑，飛機噴灑用于處理不規(guī)則的大片油膜,覆蓋海面的油膜厚度不一,所噴的消油劑不可能都與油膜相遇,造成消油劑的大量浪費,增加了處理成本。

消油劑的使用受時間和地點的限制。

五、影響乳化分散效果的因素

在抗溢油的實踐中，化學(xué)消油劑的乳化分散效果，除主要取決于化學(xué)消油劑本身性能外，還受油的性狀和環(huán)境條件等因素的影響。因此，了解這些因素的影響，對化學(xué)消油的應(yīng)用是至關(guān)重要的。

1．油黏度的影響

一般常用的化學(xué)消油劑只適用于黏度原油和中黏度原油的乳化分散處理。對高黏度原油是難于乳化分散的，甚至噴與不噴化學(xué)消油劑的作用效果是一樣的。例如，高黏稠原油、高臘質(zhì)原油以及風(fēng)化油、焦油球等。

2．傾點的影響

實踐證明，化學(xué)消油劑只能對流動的油有效，而對凝集成塊或形成硬表面的油，由于化學(xué)消油劑不能滲透其中，甚至較快的從其表面滑落水中，就無法使油乳化分散。因而，使用化學(xué)消油劑的環(huán)境溫度應(yīng)高于石油的傾點溫度。但考慮到石油是一種以烴類為主的多點組分混合物以及傾點本身表征石油特性的局限性等因素，并非各種原油都要在其傾點溫度下，被化學(xué)消油劑乳化分散而轉(zhuǎn)入水體中。例如，渤海埕北B平臺原油傾點溫度為9．5°С，但可使其化學(xué)分散的溫度至少要在14°С以上。這種情況大多發(fā)生在傾點溫度較低的原油。對于傾點溫度較高的原油，皆可在其傾點溫度下有較好的化學(xué)分散性。因此，使用化學(xué)消油劑處理溢油時，其環(huán)境水溫應(yīng)不低于擬處理油的傾點，最好要高于擬處理油的傾點5°С以上。

3．組成的影響

國內(nèi)外的許多研究結(jié)果表明，黏度相同的原油，具有不同的乳化效率，甚至可相差l倍以上。其主要原因是由于原油中固有的天然表面活性物所導(dǎo)致的結(jié)果。天然表面活性物的存在，增大了原油的油一水界面張力，降低了化學(xué)消油劑對油的乳化分散效果。原油的化學(xué)可分散性，并非僅由黏度的單一因素所決定的。

4．溫度的影響

國內(nèi)外的研究結(jié)果都已證實，對給定的受試油和化學(xué)消油劑，其乳化分散效果是隨溫度的下降而降低。目前國內(nèi)外市場上流通的化學(xué)消油劑商品，水溫大都要求在15°С以上使用，否則會影響其乳化分散效果，并可能加重海洋環(huán)境負(fù)荷，不利于海洋的自凈化過程。

5．鹽度的影響

消油劑主要用于海面溢油處理。有關(guān)鹽度對其乳化分散效果的影響，國內(nèi)外的研究結(jié)果表明，化學(xué)消油劑對油的乳化分散效果是隨環(huán)境水體鹽度的增加而提高。鹽度的影響主要是表面活性劑的HLB值，使其表面活性提高。

6．其他因素的影響

除前邊所討論的影響因素外，還有諸如化學(xué)消油