纯碱
物性
俗称纯碱,中文名为碳酸钠,常温下为白色粉末或颗粒。无气味。是强碱弱酸盐。有吸水性。露置空气中逐渐吸收 1mol/L水分(约15%)。遇酸分解并泡腾。溶于水(室温时3.5份,35℃时2.2份)和甘油,不溶于乙醇。水溶液呈强碱性,pH11.6。相对密度(25℃)2.53。熔点851℃。半数致死量(30日)(小鼠,腹腔)116.6mg/kg。有刺激性。可由氢氧化钠和碳酸发生化学反应结合而成。溶液呈碱性。碳酸钠在2132K分解。
溶解性
碳酸钠易溶于水,甘油,20摄氏度时一百克水能溶20克碳酸钠,35.4摄氏度时溶解度最大,100克水中可溶解49.7克碳酸钠,微溶于无水乙醇,不溶于丙醇。碳酸钠是一种强碱盐,溶于水后发生水解反应(碳酸钠水解会产生碳酸氢钠和氢氧化钠),使溶液显碱性,有一定的腐蚀性,能与酸进行复分解反应(
),生成相应的盐并放出二氧化碳。
稳定性
稳定性较强,但高温下也可分解,生成氧化钠和二氧化碳。长期暴露在空气中能吸收空气中的水分及二氧化碳,生成碳酸氢钠,并结成硬块。吸湿性很强 ,很容易结成硬块,在高温下也不分解。含有结晶水的碳酸钠有3种:Na?CO?·H?O、Na?CO?·7H?O 和 Na?CO?·10H?O。
二氧化碳的物理和化学特性
二氧化碳的物理化学性质
二氧化碳在油田上应用于采油,是基于它的临界温度和临界压力低,有类似于丙烷的物理性质,易于压缩,可以超临界态或液态输送,较其它气体如氮气、甲烷易于膨胀、降粘、萃取石油,从而获得较高的石油采收率,因而得到油田上的广泛应用。
1、 二氧化碳的一般性质
在常温常压下,二氧化碳为无色无嗅的气体,分子量为44.01,其比重约为空气的1.53倍,偏心因子为0.225。二氧化碳的临界温度为31.06℃,临界压力为7.35MPa,临界点密度为0.4678g/mL,临界点粘度为0.03335mPa.s,临界压缩因子为0.275,临界比容为2.135L/kg。在压力为1atm、温度为0℃时,二氧化碳的密度为1.98kg/m3;导热系数为0.0126千卡/米·时·度;动力粘度系数为138×10-6泊。在不同条件下,二氧化碳也可以气、液、固三种状态存在,固态二氧化碳也叫干冰。二氧化碳化学性质不活泼,既不可燃,也不助燃,无毒,但具有腐蚀性。它与强碱有强烈的作用,能生成碳酸盐,在一定条件及催化剂作用下,二氧化碳还能参加很多化学反应,表现出良好的化学活性。
2、二氧化碳与驱油有关的特性
(1)二氧化碳的密度随压力的升高而增加,随温度的升高而降低。在许多油藏条件下,二氧化碳的密度与油藏原油相似,视特定的温度、压力或石油组成的不同,二氧化碳的密度可高于或低于油藏原油,但通常高于气顶气。
(2)二氧化碳的粘度随压力的升高而增加,随温度的升高而降低。二氧化碳的粘度比油藏原油的粘度要低。
(3)二氧化碳的压缩因子随温度的升高而增加,当压力较低时,随压力的升高而降低,而当压力较高时,则随压力的升高而增加。
(4)从二氧化碳的P-T相图得到:二氧化碳的蒸汽压曲线始于气-液-固三相点,终于临界点。三相点上,温度为-56.42℃,压力为0.519MPa,气-液-固三相呈平衡状态。临界点对应的温度为31.16℃,压力为7.16MPa;在临界点附近,气液两相形成连续的流体相区,它既不同于一般的液相,也不同于一般的气相。
(5)二氧化碳可溶于水,它在水中的溶解度随压力升高而增加,随温度的升高而降低。水中的含盐量也会影响二氧化碳的溶解度,含盐量愈高,溶解度愈低。
二氧化碳很容易溶于原油中,且其溶解性随压力的增加而增强,但当压力降低时,又会从原油中脱出。二氧化碳溶于原油中,会引起原油膨胀,粘度降低,密度改变,同时降低界面张力。
(6)二氧化碳的化学性质
二氧化碳与水混合形成碳酸: H2O + CO2 = H2CO3
其混合液的稳定PH值在3.2-3.7,当二氧化碳的浓度从0增大到4.3m3/m3时,水溶液的PH值从7降到3.2,即使二氧化碳浓度非常高,PH值仍保持在3.2。其腐蚀性不大,如碳酸对软钢的腐蚀率约等于加有缓蚀剂的15%盐酸腐蚀率的1/10,所以二氧化碳的一般油水井作业,无需使用缓蚀剂;但若长期使用,如在二氧化碳驱的管道输送和注入中,则需进行二氧化碳脱水处理,或对注入井、采油井管阀件进行防腐处理。
另一方面,亦可利用它的酸性,提高储层的渗透率,用碳酸水对地层增产增注,如16 m3的碳酸水可溶解165kg碳酸镁和91kg硅酸盐。另外,碳酸水可阻止铁、铝氢氧化物胶凝沉淀,控制低渗流率储油层的粘土膨胀,起到增注和保护储层的作用。但含二氧化碳的油、水从油井产出时,由于压力降低,导致二氧化碳溢出,可能出现温度降低、碳酸盐沉淀,因此必须注意采取油井防冻、防结蜡、防结垢等有效措施。
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