Механізм дзеяння дээмульгатараў сырой нафты заснаваны на прынцыпе фазавага пераходу — зваротнай дэфармацыі. Пры даданні дээмульгатара адбываецца фазавы пераход: утвараюцца павярхоўна-актыўныя рэчывы, здольныя ствараць эмульсію тыпу, процілеглага той, што ўтвараецца эмульгатарам (вядомыя як дээмульгатары з зваротнай фазай). Такія дээмульгатары рэагуюць з гідрафобнымі эмульгатарамі, утвараючы комплексы, тым самым пазбаўляючы эмульгатар яго эмульгуючай здольнасці.
Іншы механізм — гэта разрыў міжфазнай плёнкі, выкліканы сутыкненнем. Ва ўмовах награвання або перамешвання дээмульгатар мае шмат магчымасцей сутыкнуцца з міжфазнай плёнкай эмульсіі, альбо адсарбуючыся на ёй, альбо выцясняючы і замяняючы часткі павярхоўна-актыўных рэчываў, тым самым разрываючы плёнку. Гэта рэзка зніжае стабільнасць, выклікаючы флокуляцыю і каалесцэнцыю, якія прыводзяць да дээмульгацыі.
Эмульсіі сырой нафты часта ўзнікаюць пры вытворчасці і перапрацоўцы нафтапрадуктаў. Большая частка сырой нафты ў свеце атрымліваецца ў эмульгаваным стане. Эмульсія складаецца як мінімум з двух незмешвальных вадкасцей, адна з якіх дробна дыспергаваная — кроплі дыяметрам прыкладна 1 мкм — унутры другой.
Адной з гэтых вадкасцей звычайна з'яўляецца вада, другой — звычайна алей. Алей можа быць настолькі дробна дыспергаваны ў вадзе, што эмульсія становіцца тыпу «алей у вадзе» (А/В), дзе вада з'яўляецца бесперапыннай фазай, а алей — дысперснай. І наадварот, калі алей утварае бесперапынную фазу, а вада — дысперсную фазу, эмульсія мае тып «вада ў алеі» (В/А) — большасць эмульсій сырой нафты адносяцца да гэтай апошняй катэгорыі.
Малекулы вады прыцягваюцца адна да адной, як і малекулы алею; аднак паміж асобнымі малекуламі вады і алею існуе сіла адштурхвання, якая дзейнічае на іх мяжы падзелу. Павярхоўнае нацяжэнне мінімізуе плошчу міжфазнай паверхні, таму кроплі ў эмульсіі W/O імкнуцца да сферычнасці. Больш за тое, асобныя кроплі спрыяюць агрэгацыі, агульная плошча паверхні якой меншая за суму плошчаў асобных кропель. Такім чынам, эмульсія чыстай вады і чыстага алею па сваёй сутнасці нестабільная: дысперсная фаза імкнецца да каалесцэнцыі, утвараючы два асобныя пласты, калі супрацьстаіць міжфазнаму адштурханню, напрыклад, шляхам назапашвання спецыяльных хімічных рэчываў на мяжы падзелу, што зніжае павярхоўнае нацяжэнне. Тэхналагічна многія прымянення выкарыстоўваюць гэты эфект, дадаючы вядомыя эмульгатары для атрымання стабільных эмульсій. Любое рэчыва, якое стабілізуе эмульсію такім чынам, павінна мець хімічную структуру, якая дазваляе адначасова ўзаемадзейнічаць як з малекуламі вады, так і з малекуламі алею, гэта значыць, яно павінна ўтрымліваць гідрафільную групу і гідрафобную групу.
Эмульсіі сырой нафты абавязаны сваёй стабільнасцю прыродным рэчывам у нафце, якія часта маюць палярныя групы, такія як карбаксільныя або фенольныя групы. Яны могуць існаваць у выглядзе раствораў або калоідных дысперсій, аказваючы асаблівы ўплыў пры далучэнні да міжфазных паверхняў. У такіх выпадках большасць часціц рассейваюцца ў нафтавай фазе і назапашваюцца на мяжы паміж нафтай і вадой, выраўноўваючыся побач са сваімі палярнымі групамі, арыентаванымі да вады. Такім чынам утвараецца фізічна стабільны міжфазны пласт, падобны на цвёрдую абалонку, якая нагадвае пласт часціц або крышталічную рашотку парафіна. Няўзброеным вокам гэта праяўляецца як пакрыццё, якое ахінае міжфазны пласт. Гэты механізм тлумачыць старэнне эмульсій сырой нафты і цяжкасць іх разбурэння.
У апошнія гады даследаванні механізмаў дээмульгацыі эмульсій сырой нафты ў асноўным сканцэнтраваны на дробнамаштабным даследаванні працэсаў каалесцэнцыі кропель і ўплыву дээмульгатараў на рэалагічныя ўласцівасці міжфазнай паверхні. Аднак, паколькі дзеянне дээмульгатараў на эмульсіі вельмі складанае, і нягледзячы на шырокія даследаванні ў гэтай галіне, адзінай тэорыі механізму дээмульгацыі так і не з'явілася.
У цяперашні час прызнаецца некалькі механізмаў:
③ Механізм растварэння — адна малекула або некалькі малекул дээмульгатара могуць утвараць міцэлы; гэтыя макрамалекулярныя спіралі або міцэлы раствараюць малекулы эмульгатара, што паскарае расшчапленне эмульгаванай сырой нафты.
④ Механізм складчатай дэфармацыі – Мікраскапічныя назіранні паказваюць, што эмульсіі вада/масляная кіслата маюць падвойныя або некалькі водных абалонак з алейнымі абалонкамі, размешчанымі паміж імі. Пад сумесным уздзеяннем награвання, перамешвання і дзеяння дээмульгатара ўнутраныя пласты кропель злучаюцца паміж сабой, што прыводзіць да іх каалесцэнцыі і дээмульгацыі.
Акрамя таго, айчынныя даследаванні механізмаў дээмульгацыі для сістэм эмульсіі сырой нафты тыпу "алей/вада" паказваюць, што ідэальны дээмульгатар павінен адпавядаць наступным крытэрыям: высокая павярхоўная актыўнасць; добрая змочвальная здольнасць; дастатковая флокуляцыйная здольнасць; і эфектыўная каалесцыруючая здольнасць.
Дээмульгатары бываюць самых розных; яны класіфікуюцца па тыпах павярхоўна-актыўных рэчываў і ўключаюць катыённыя, аніённыя, неіённыя і цвітэрыённыя разнавіднасці.
Аніённыя дээмульгатары: карбаксілаты, сульфанаты, поліаксіэтыленавыя сульфатныя эфіры тоўстых кіслот і г.д. — да недахопаў адносяцца высокая дазоўка, нізкая эфектыўнасць і схільнасць да зніжэння прадукцыйнасці ў прысутнасці электралітаў.
Катыённыя дээмульгатары: у асноўным чацвярцічныя амоніевыя солі — эфектыўныя для лёгкіх нафт, але не падыходзяць для цяжкіх або вытрыманых нафт.
Неіённыя дээмульгатары: блок-сапалімеры, ініцыяваныя амінамі; блок-сапалімеры, ініцыяваныя спіртамі; блок-сапалімеры алкілфенол-фармальдэгідных смол; блок-сапалімеры фенол-амін-фармальдэгідных смол; дээмульгатары на аснове сілікону; дээмульгатары звышвысокай малекулярнай масай; поліфасфаты; мадыфікаваныя блок-сапалімеры; і цвітэрыённыя дээмульгатары, прадстаўленыя дээмульгатарамі на аснове імідазаліну з сырой нафты.
Час публікацыі: 04.12.2025