Mekanismen bag råoliedemulgatorerer faseoverførsels-omvendt deformationsmekanisme. Tilsætning af demulgatorer udløser en faseovergang, der producereroverfladeaktive stoffer(omvendte demulgatorer), der danner emulsioner af den modsatte type af dem, der dannes af emulgatorer. Sådanne demulgatorer reagerer med hydrofobe emulgatorer og danner komplekser, hvorved emulgatorerne mister deres emulgerende kapacitet.
Kollisionsmekanisme for grænsefladefilmbrud. Under opvarmning eller omrøring får demulgatorer rigelige muligheder for at kollidere med emulsionernes grænsefladefilm, adsorbere på grænsefladefilmen eller fortrænge en del af de overfladeaktive stoffer. Dette sprænger grænsefladefilmen, hvilket drastisk reducerer dens stabilitet og fører til demulgering via flokkulering og koalescens.
Råolieemulsioner opstår ofte under produktion og raffinering af olieprodukter. De fleste større råolier verden over udvindes i form af emulsioner. En emulsion består af mindst to ikke-blandbare væsker, hvoraf den ene er suspenderet som ekstremt fine dispersioner.—dråber med en diameter på cirka 1 mm—i den anden væske.
En af disse væsker er normalt vand, og den anden er typisk olie. Olie kan dispergeres som små dråber i vand og danne en olie-i-vand-emulsion, hvor vand fungerer som den kontinuerlige fase og olie som den dispergerede fase. Omvendt, når olie fungerer som den kontinuerlige fase og vand som den dispergerede fase, klassificeres emulsionen som vand-i-olie. Størstedelen af råolieemulsioner falder ind under denne kategori.
Vandmolekyler tiltrækker hinanden, og oliemolekyler opfører sig identisk. Der findes dog frastødende kræfter mellem individuelle vandmolekyler og oliemolekyler, som virker ved olie-vand-grænsefladen. Overfladespænding minimerer arealet af denne grænseflade. Af denne grund antager vanddråber i vand-i-olie (W/O) emulsioner en sfærisk form. Desuden har separate vanddråber en tendens til at danne aggregater, hvis samlede overfladeareal er mindre end summen af overfladearealerne af alle separate dråber. Følgelig er emulsioner, der udelukkende består af rent vand og ren olie, termodynamisk ustabile; den dispergerede fase har en tendens til at flokkulere og danne to adskilte lag. De frastødende kræfter på grænsefladen kan modvirkes, og overfladespændingen kan reduceres ved at akkumulere specielle kemiske stoffer ved olie-vand-grænsefladen. Teknisk set udnyttes denne effekt i vid udstrækning i industriel produktion ved at tilsætte velkendte emulgatorer for at generere stabile emulsioner. Ethvert stof, der er i stand til at stabilisere emulsioner på denne måde, skal have en kemisk struktur, der interagerer med både vand- og oliemolekyler samtidigt, nemlig indeholdende en hydrofil gruppe og en hydrofob gruppe.
Råolieemulsioner stabiliseres af naturlige stoffer, der findes i råolie, og som typisk bærer polære funktionelle grupper såsom carboxyl- eller phenolgrupper. Disse stoffer kan eksistere i form af opløsninger eller kolloidale dispersioner og udviser en udtalt tendens til at adsorbere på terminale overflader. I sådanne tilfælde spredes de fleste mikropartikler i oliefasen og akkumuleres ved olie-vand-grænsefladen, hvor de justeres side om side med deres polære grupper orienteret mod den vandige fase, hvilket i sidste ende danner en fysisk stabil grænsefladefilm. Denne film er indkapslet af faste stoffer, der ligner partikelformede lag eller paraffinkrystaller, som er synlige for det blotte øje. Denne mekanisme forklarer råolieemulsionernes ældning og vanskelige demulgeringsegenskaber.
[Irrelevant forvrænget kinesisk tekst udeladt]
I de senere år har forskning i demulgeringsmekanismer i råolieemulsioner i høj grad fokuseret på detaljeret karakterisering af dråbekoalescensprocesser og demulgatorers indflydelse på grænsefladernes reologiske egenskaber. Ikke desto mindre er interaktionerne mellem demulgatorer og emulsioner ekstremt komplekse. Trods omfattende forskning på dette område er der hidtil ikke opnået enighed om demulgeringsmekanismer.
Adskillige bredt anerkendte demulsificeringsmekanismer er beskrevet som følger:
③Opløselighedsmekanisme: Et enkelt eller et lille antal demulgatormolekyler kan samles til miceller. Sådanne makromolekylære spiraler eller miceller opløser emulgatormolekyler, hvilket udløser demulgering af råolieemulsioner.
④Foldet deformationsmekanisme: Mikroskopiske observationer bekræfter, at vand/olie-emulsioner har dobbelte eller flere koncentriske vandskaller adskilt af oliemellemlag. Under kombineret opvarmning, omrøring og demulgatorbehandling forbindes de indre lag af dråber, hvilket inducerer dråbekoalescens og demulgering.
Derudover har indenlandsk forskning også undersøgt demulgeringsmekanismer for olie-i-vand (O/W) råolieemulsionssystemer. Undersøgelser viser, at en ideel demulgator skal opfylde fire nøglekrav: stærk overfladeaktivitet, fremragende befugtningsevne, tilstrækkelig flokkuleringskapacitet og enestående koalescensevne.
Demulgatorer omfatter en bred vifte af varianter. Klassificeret efter standarder for kategorisering af overfladeaktive stoffer, falder de i fire typer: kationiske, anioniske, ikke-ioniske og amfotere demulgatorer.
Anioniske demulgatorer omfatter carboxylater, sulfonater og polyoxyethylenfedtsulfatsalte, der lider af ulemper såsom høje doseringskrav, middelmådig demulgeringseffektivitet og modtagelighed for ydeevneforringelse induceret af elektrolytter.
Kationiske demulgatorer er overvejende kvaternære ammoniumsalte, som leverer bemærkelsesværdig demulgeringsevne for let råolie, men er uegnede til tung olie og lagret råolie.
Nonioniske demulgatorerbestår hovedsageligt af blokpolyethere initieret af aminer, blokpolyethere initieret af alkoholer, alkylphenol-formaldehydharpiksblokpolyethere, phenol-amin-formaldehydharpiksblokpolyethere, siliciumholdige demulgatorer, demulgatorer med ultrahøj molekylvægt, polyfosfater, modificerede blokpolyethere samt amfotere demulgatorer repræsenteret af imidazolinbaserede råoliedemulgatorer.
Opslagstidspunkt: 9. juli 2026