El mecanisme del petroli crudesmulsionantsés el mecanisme de deformació inversa de transferència de fase. L'addició de desemulsionants desencadena una transició de fase, produinttensioactius(desemulsionants inversos) que formen emulsions del tipus oposat a les formades pels emulsionants. Aquests desemulsionants reaccionen amb emulsionants hidrofòbics per formar complexos, privant així els emulsionants de la seva capacitat emulsionant.
Mecanisme de ruptura de la pel·lícula interfacial per col·lisió. En condicions d'escalfament o agitació, els desemulsionants tenen moltes oportunitats de xocar amb la pel·lícula interfacial d'emulsions, adsorbir-se a la pel·lícula interfacial o desplaçar part de les substàncies tensioactives. Això trenca la pel·lícula interfacial, reduint dràsticament la seva estabilitat i provocant la desemulsificació mitjançant floculació i coalescència.
Les emulsions de petroli cru apareixen amb freqüència durant la producció i el refinament de productes derivats del petroli. La majoria dels principals petrolis crus del món s'extreuen en forma d'emulsions. Una emulsió consta d'almenys dos líquids immiscibles, un dels quals està suspès com a dispersions extremadament fines.—gotes amb un diàmetre d'aproximadament 1 mm—en l'altre líquid.
Un d'aquests líquids sol ser aigua i l'altre és típicament oli. L'oli es pot dispersar com a petites gotes dins de l'aigua, formant una emulsió d'oli en aigua, on l'aigua serveix com a fase contínua i l'oli com a fase dispersa. Per contra, quan l'oli actua com a fase contínua i l'aigua com a fase dispersa, l'emulsió es classifica com a aigua en oli. La majoria de les emulsions de petroli cru entren en aquesta categoria.
Les molècules d'aigua s'atreuen entre si i les molècules d'oli es comporten de manera idèntica. Tanmateix, existeixen forces repulsives entre les molècules d'aigua individuals i les molècules d'oli, que actuen a la interfície oli-aigua. La tensió superficial minimitza l'àrea d'aquesta interfície. Per aquesta raó, les gotes d'aigua en emulsions d'aigua en oli (W/O) adopten una forma esfèrica. A més, les gotes d'aigua discretes tendeixen a formar agregats la superfície total dels quals és menor que la suma de les superfícies de totes les gotes separades. En conseqüència, les emulsions compostes únicament d'aigua pura i oli pur són termodinàmicament inestables; la fase dispersa tendeix a flocular, formant dues capes diferents. Les forces repulsives interfacials es poden contrarestar i la tensió superficial es pot reduir acumulant substàncies químiques especials a la interfície oli-aigua. Tècnicament, aquest efecte s'explota àmpliament en la producció industrial afegint emulsionants coneguts per generar emulsions estables. Qualsevol substància capaç d'estabilitzar les emulsions d'aquesta manera ha de posseir una estructura química que interactuï amb les molècules d'aigua i d'oli simultàniament, és a dir, que contingui un grup hidròfil i un grup hidròfob.
Les emulsions de petroli cru s'estabilitzen mitjançant substàncies naturals inherents al petroli cru, que normalment tenen grups funcionals polars com ara grups carboxil o fenòlics. Aquestes substàncies poden existir en forma de solucions o dispersions col·loïdals i presenten una pronunciada tendència a adsorbir-se a les superfícies terminals. En aquests casos, la majoria de les micropartícules es dispersen dins de la fase oliosa i s'acumulen a la interfície oli-aigua, on s'alineen una al costat de l'altra amb els seus grups polars orientats cap a la fase aquosa, formant finalment una pel·lícula interfacial físicament estable. Aquesta pel·lícula està encapsulada per substàncies sòlides que s'assemblen a capes de partícules o cristalls de parafina, que són visibles a simple vista. Aquest mecanisme explica les característiques d'envelliment i la dificultat de desemulsificació de les emulsions de petroli cru.
[S'ha omès el text xinès irrellevant i il·legible]
En els darrers anys, la recerca sobre els mecanismes de desemulsificació d'emulsions de petroli cru s'ha centrat principalment en la caracterització detallada dels processos de coalescència de gotes i la influència dels desemulsificants en les propietats reològiques interfacials. No obstant això, les interaccions entre els desemulsificants i les emulsions són extremadament complexes. Malgrat l'extensa recerca duta a terme en aquest camp, fins ara no s'ha arribat a un consens unificat sobre els mecanismes de desemulsificació.
A continuació es descriuen diversos mecanismes de desemulsificació àmpliament reconeguts:
3Mecanisme de solubilització: Una sola o un petit nombre de molècules desemulsionants es poden ensamblar en micel·les. Aquestes espirals macromoleculars o micel·les solubilitzen les molècules emulsionants, desencadenant la desemulsificació de les emulsions de petroli cru.
④Mecanisme de deformació per plegament: Les observacions microscòpiques confirmen que les emulsions W/O presenten dobles o múltiples capes d'aigua concèntriques separades per intercapes d'oli. Sota un tractament combinat d'escalfament, agitació i desmulsionant, les capes internes de les gotes s'interconnecten, induint la coalescència i la desmulsificació de les gotes.
A més, la recerca nacional també ha investigat els mecanismes de desemulsificació per a sistemes d'emulsió de petroli cru d'oli en aigua (O/A). Els estudis indiquen que un desemulsificador ideal ha de complir quatre requisits clau: una forta activitat superficial, una excel·lent humectabilitat, una capacitat de floculació suficient i un rendiment de coalescència excepcional.
Els desemulsionants abasten una àmplia gamma de varietats. Classificats segons els estàndards de categorització de tensioactius, es divideixen en quatre tipus: desemulsionants catiònics, aniònics, no iònics i amfòters.
Els desemulsionants aniònics inclouen carboxilats, sulfonats i sals de sulfat grassos de polioxietilè, que presenten inconvenients com ara requisits de dosificació elevats, eficiència de desemulsificació mediocre i susceptibilitat a la degradació del rendiment induïda pels electròlits.
Els desemulsionants catiònics són predominantment sals d'amoni quaternari, que ofereixen un rendiment de desemulsificació notable per al petroli cru lleuger, però no són adequats per al petroli pesant ni per al petroli cru envellit.
Desemulsionants no iònicsconsisteixen principalment en polièters de bloc iniciats per amines, polièters de bloc iniciats per alcohols, polièters de bloc de resina d'alquilfenol-formaldehid, polièters de bloc de resina de fenol-amina-formaldehid, desemulsionants que contenen silici, desemulsionants de pes molecular ultra alt, polifosfats, polièters de bloc modificats, així com desemulsionants amfòters representats per desemulsionants de petroli cru basats en imidazolina.
Data de publicació: 09 de juliol de 2026