表面活性劑在金屬加工中的應(yīng)用

邱文革，男，博士，教授。1966年生于山西永濟(jì)。1998年7月畢業(yè)于北京理工大學(xué)材料學(xué)專業(yè)，獲工學(xué)博士學(xué)位，之后在北京理工大學(xué)兵器科學(xué)與技術(shù)流動(dòng)站從事博士后研究兩年，2000.9至今在北京工業(yè)大學(xué)環(huán)境與能源工程學(xué)院任教。主持了"均相交叉偶聯(lián)催化劑的多相化:載體表面效應(yīng)和孔道限域效應(yīng)"(國家自然科學(xué)基金，No.21346005)、"金屬卟啉和環(huán)糊精鍵合的新型模擬酶催化劑的合成及應(yīng)用研究"(北京市自然科學(xué)基金，No.2032002)、"高性能密封材料用導(dǎo)電填料的研究"(橫向)、"呋喃樹脂結(jié)構(gòu)分析及性能的研究"(橫向)、"高活性Pd/C催化劑的制備"(橫向)、"高活性氫解脫芐Pd/C催化劑的制備與表征"(校先進(jìn)技術(shù)基金)等項(xiàng)目。作為骨干參加了"RDX的球形化工藝研究"、"HMX的球形化工藝研究"和"醋酐法制a型HMX在硝酸中的轉(zhuǎn)晶工藝研究"等三項(xiàng)國防預(yù)研課題，均通過部級鑒定，本人排名分別為第二、三、四名。作為主要成員參與了何洪教授主持的"高性能六鋁酸鹽型稀土儲氧材料的研究和開發(fā)"、"高性能稀土催化材料及催化劑研發(fā)"、"低溫SCR脫硝催化劑及工程技術(shù)開發(fā)"等項(xiàng)目。

先后在"Chem.Commun."、"Cryst Eng Comm."、"J.Mol.Catal.A"、"Spectrochimica Acta Part A"、"J.Chem.Crystallogr."、"Chin.J.Chem."等雜志發(fā)表學(xué)術(shù)論文60余篇，其中被SCI收錄22篇，EI收錄18篇。主編《工業(yè)助劑及其復(fù)配技術(shù)》(化學(xué)工業(yè)出版社，2009年)、《表面活性劑在金屬加工中的應(yīng)用》兩部(化學(xué)工業(yè)出版社，2003年)。參與翻譯了佘遠(yuǎn)斌教授主譯的《有機(jī)化學(xué)習(xí)題精解》(科學(xué)出版社，2002)的部分工作。

《表面活性劑在金屬加工中的應(yīng)用》介紹表面活性劑在金屬清洗、切削、電鍍、化學(xué)鍍、防銹及液壓液、剎車液等方面的應(yīng)用，又述及近年來開發(fā)研究的一些新型表面活性劑。

《表面活性劑科學(xué)及其在油氣田開發(fā)中的應(yīng)用》適合油田工程技術(shù)領(lǐng)域和從事表面活性劑應(yīng)用開發(fā)的科技人員、相關(guān)專業(yè)大專院校師生參考使用。

叢書前言

油田化學(xué)是近幾十年發(fā)展起來的一個(gè)交差學(xué)科，針對油氣田開發(fā)、生產(chǎn)過程中的化學(xué)問題，涉及石油鉆井、固井、完井、油氣增產(chǎn)的酸化、壓裂、提高采收率等各方面，是化學(xué)和石油工程結(jié)合的特殊學(xué)科。石油開發(fā)中的泥漿工程師、固井工程師、采油工程師、井下作業(yè)工程師都要具備油田化學(xué)知識。油田化學(xué)已經(jīng)是油氣田開發(fā)、生產(chǎn)中必需的知識，也是保證油氣正常生產(chǎn)的技術(shù)。

隨著石油化工的發(fā)展，一些高性能，專用性的高分子材料、表面活性劑和無機(jī)材料相繼問世，高分子工業(yè)、表面活性劑工業(yè)和無機(jī)材料有了突飛猛進(jìn)的發(fā)展。由于這些材料具有多種應(yīng)用功能，在原油勘探開發(fā)(鉆井、固井)、油井增產(chǎn)、提高采收率、稠油開采輸送、石油工程材料保護(hù)、油田環(huán)境治理中都是必不可少的化學(xué)品。目前油田化學(xué)方面的叢書很少，為此我們編寫了《油田化學(xué)叢書》。

本套叢書在高分子、表面活性劑、石油地質(zhì)及開發(fā)知識的基礎(chǔ)上，介紹了高分子材料、表面活性劑和無機(jī)材料在石油工程各環(huán)節(jié)中應(yīng)用研究的最新進(jìn)展，由西南石油大學(xué)油田化學(xué)教研室組織編寫。作者根據(jù)多年來在高分子材料、表面活性劑和無機(jī)材料及其在油氣田開發(fā)中的應(yīng)用領(lǐng)域不斷的探討，將相關(guān)的研究工作和心得融合在書中。本叢書包括《油田用聚電解質(zhì)的合成及應(yīng)用》、《油田化學(xué)品的制備及現(xiàn)場應(yīng)用》、《表面活性劑科學(xué)及其在油氣田開發(fā)中的應(yīng)用》和《特殊油氣井化學(xué)工作液》四冊。分別介紹了鉆井、固井、完井、酸化、壓裂、提高采收率等方面用離子型聚合物的合成、應(yīng)用、特性、作用機(jī)理;油田化學(xué)品的主要制備方法，油氣田鉆井、固井、酸化、壓裂、堵水調(diào)剖、化學(xué)驅(qū)油、防垢除垢、腐蝕與保護(hù)、集輸和水處理方面化學(xué)品的制備及現(xiàn)場應(yīng)用方法;表面活性劑在石油工程各環(huán)節(jié)中應(yīng)用研究的最新進(jìn)展;改善工作液材料、處理劑及工作液配方在固井、酸化、壓裂、三次采油等方面的應(yīng)用。

本套叢書可作為油氣田應(yīng)用化學(xué)、石油工程、油氣田材料工程學(xué)等學(xué)科的本科高年級學(xué)生、研究生課外閱讀書籍，也可作為相關(guān)油田化學(xué)工程技術(shù)人員和油田化學(xué)助劑生產(chǎn)單位技術(shù)人員參考用書。

西南石油大學(xué)油田化學(xué)教研室

2012年2月

前言

素有工業(yè)味精美稱的表面活性劑是一類重要的精細(xì)化學(xué)品。由它的親水親油結(jié)構(gòu)決定，表面活性劑具有許多特殊的性質(zhì):表面活性(即降低水的表面張力的性質(zhì))、潤濕與分散性能、乳化與起泡功能、增容性質(zhì)、洗滌性能等。在分散體系中表面活性劑分子可以形成多種形態(tài)的聚集體，可以和許多物質(zhì)發(fā)生相互作用，表面活性劑的這些行為使之幾乎可以應(yīng)用于人類生產(chǎn)活動(dòng)和生活的各個(gè)方面:如洗滌劑、農(nóng)藥、食品、化妝品、紡織品加工，塑料、橡膠和皮革工業(yè)，醫(yī)藥，石油工程，金屬加工，建筑業(yè)，涂料，新材料制備等。

近幾十年中，一方面，表面活性劑作為石油化工重要產(chǎn)品，在分子設(shè)計(jì)、門類開發(fā)、功能發(fā)掘、應(yīng)用領(lǐng)域等方面的研究都取得長足進(jìn)展;另一方面，在石油開發(fā)的幾乎所有工程環(huán)節(jié)，表面活性劑都獲得了應(yīng)用，發(fā)揮著不可替代的作用。因此有必要就表面活性劑和表面活性劑科學(xué)的基本知識以及它們在油田開發(fā)各工程環(huán)節(jié)的應(yīng)用作一個(gè)較系統(tǒng)的介紹。

本書作者的研究團(tuán)隊(duì)在大分子表面活性劑研究領(lǐng)域耕耘三十多年，進(jìn)入21世紀(jì)開始又對Gemini表面活性劑進(jìn)行了系列探索，這些工作在本書中都有反映。

本書共10章，前5章是表面活性劑科學(xué)基礎(chǔ)知識，包括表面和界面、界面上的相互作用與吸附、界面活性劑、表面活性劑的性質(zhì)和功能、乳狀液和泡沫;后5章是表面活性劑科學(xué)在石油工程各環(huán)節(jié)，包括鉆井、采油、稠油開采輸送與清防蠟、水處理與材料保護(hù)和其他方面的應(yīng)用。本書第1章、第2章、第5章、第8章、第9章、第10章由胡星琪執(zhí)筆;第3章、第6章、第7章由趙田紅執(zhí)筆;第4章由張瑞執(zhí)筆。全書由胡星琪統(tǒng)稿。

感謝耿向飛為本書制作原圖，感謝西南石油大學(xué)化學(xué)化工學(xué)院對本書寫作的支持。

如果本書到達(dá)讀者手中能夠?qū)χ峁┬┰S幫助，作者無比欣慰;如果讀者對本書的不足提出意見，作者深表謝意。

胡星琪，趙田紅，張瑞

2012年10月于西南石油大學(xué)，成都