Der Mechanismus von RohölÖl-DemulgatorenDas Verfahren basiert auf der Theorie der Phaseninversion und umgekehrten Deformation. Nach Zugabe des Demulgators findet eine Phaseninversion statt, wodurch Tenside entstehen, die eine Emulsion des entgegengesetzten Typs zu der durch den Emulgator gebildeten Emulsion erzeugen (umgekehrter Demulgator). Diese Demulgatoren reagieren mit hydrophoben Emulgatoren und bilden Komplexe, wodurch die emulgierenden Eigenschaften neutralisiert werden. Ein weiterer Mechanismus ist das Aufbrechen des Grenzflächenfilms durch Kollisionen. Unter Erhitzen oder Rühren kollidieren Demulgatoren häufig mit dem Grenzflächenfilm der Emulsion – sie adsorbieren entweder daran oder verdrängen einige Tensidmoleküle –, was den Film destabilisiert und zu Ausflockung, Koaleszenz und schließlich zur Demulgierung führt.
Rohölemulsionen entstehen häufig bei der Erdölförderung und -raffination. Der Großteil des weltweiten Rohöls wird in emulgierter Form gefördert. Eine Emulsion besteht aus mindestens zwei nicht mischbaren Flüssigkeiten, wobei die eine als extrem feine Tröpfchen (etwa 1 mm Durchmesser) in der anderen dispergiert ist.
Typischerweise ist eine dieser Flüssigkeiten Wasser und die andere Öl. Das Öl kann fein in Wasser dispergiert werden und bildet so eine Öl-in-Wasser-Emulsion (O/W), bei der Wasser die kontinuierliche und Öl die dispergierte Phase ist. Umgekehrt bildet sich eine Wasser-in-Öl-Emulsion (W/O), wenn Öl die kontinuierliche Phase und Wasser dispergiert ist. Die meisten Rohölemulsionen gehören zum letzteren Typ.
In den letzten Jahren konzentrierte sich die Forschung zu den Demulgierungsmechanismen von Rohöl auf detaillierte Beobachtungen der Tröpfchenkoaleszenz und den Einfluss von Demulgatoren auf die Grenzflächenrheologie. Aufgrund der Komplexität der Wechselwirkungen zwischen Demulgator und Emulsion existiert trotz umfangreicher Forschung jedoch noch immer keine einheitliche Theorie zum Demulgierungsmechanismus.
Zu den allgemein anerkannten Mechanismen gehören:
1. Molekülverdrängung: Demulgatormoleküle ersetzen Emulgatoren an der Grenzfläche und destabilisieren so die Emulsion.
2. Faltenbildung: Mikroskopische Untersuchungen zeigen, dass W/O-Emulsionen doppelte oder mehrere Wasserschichten aufweisen, die durch Ölringe getrennt sind. Unter Erhitzung, Rühren und Einwirkung von Demulgatoren verbinden sich diese Schichten, was zur Tröpfchenkoaleszenz führt.
Darüber hinaus legen inländische Untersuchungen zu O/W-Emulsionssystemen nahe, dass ein idealer Demulgator folgende Kriterien erfüllen muss: starke Oberflächenaktivität, gute Benetzbarkeit, ausreichendes Flockungvermögen und effektive Koaleszenzleistung.
Demulgatoren können anhand der Tensidtypen klassifiziert werden:
•Anionische Demulgatoren: Dazu gehören Carboxylate, Sulfonate und Polyoxyethylenfettsulfate. Sie sind weniger wirksam, erfordern hohe Dosierungen und reagieren empfindlich auf Elektrolyte.
•Kationische Demulgatoren: Hauptsächlich quaternäre Ammoniumsalze, wirksam bei leichten Ölen, aber ungeeignet bei schweren oder gealterten Ölen.
•Nichtionische Demulgatoren: Dazu gehören Blockpolyether, die durch Amine oder Alkohole initiiert werden, Alkylphenolharz-Blockpolyether, Phenol-Aminharz-Blockpolyether, Demulgatoren auf Silikonbasis, Demulgatoren mit ultrahohem Molekulargewicht, Polyphosphate, modifizierte Blockpolyether und zwitterionische Demulgatoren (z. B. Rohöldemulgatoren auf Imidazolinbasis).
Veröffentlichungsdatum: 22. August 2025