El mecanismo del petróleo crudodesemulsionanteses el mecanismo de transferencia de fase-deformación inversa. La adición de desemulsionantes desencadena una transición de fase, produciendotensioactivos(desemulsionantes inversos) que forman emulsiones del tipo opuesto a las formadas por los emulsionantes. Estos desemulsionantes reaccionan con los emulsionantes hidrofóbicos para formar complejos, privando así a los emulsionantes de su capacidad emulsionante.
Mecanismo de ruptura de la película interfacial por colisión. Bajo condiciones de calentamiento o agitación, los desemulsionantes tienen numerosas oportunidades de colisionar con la película interfacial de las emulsiones, adsorberse sobre ella o desplazar parte de las sustancias tensioactivas. Esto provoca la ruptura de la película interfacial, reduciendo drásticamente su estabilidad y dando lugar a la desemulsificación por floculación y coalescencia.
Las emulsiones de petróleo crudo suelen aparecer durante la producción y el refinado de productos petrolíferos. La mayoría de los principales petróleos crudos del mundo se extraen en forma de emulsiones. Una emulsión consta de al menos dos líquidos inmiscibles, uno de los cuales se encuentra suspendido como una dispersión extremadamente fina.—gotas con un diámetro de aproximadamente 1 mm—en el otro líquido.
Uno de estos líquidos suele ser agua, y el otro, aceite. El aceite puede dispersarse en forma de diminutas gotitas dentro del agua, formando una emulsión de aceite en agua, donde el agua actúa como fase continua y el aceite como fase dispersa. Por el contrario, cuando el aceite actúa como fase continua y el agua como fase dispersa, la emulsión se clasifica como agua en aceite. La mayoría de las emulsiones de petróleo crudo pertenecen a esta categoría.
Las moléculas de agua se atraen entre sí, y las de aceite se comportan de forma idéntica. Sin embargo, existen fuerzas repulsivas entre las moléculas de agua y de aceite, que actúan en la interfaz agua-aceite. La tensión superficial minimiza el área de esta interfaz. Por esta razón, las gotas de agua en las emulsiones agua-en-aceite (A/A) adoptan una forma esférica. Además, las gotas de agua individuales tienden a formar agregados cuya superficie total es menor que la suma de las superficies de todas las gotas por separado. En consecuencia, las emulsiones compuestas únicamente de agua pura y aceite puro son termodinámicamente inestables; la fase dispersa tiende a flocular, formando dos capas distintas. Las fuerzas repulsivas interfaciales pueden contrarrestarse y la tensión superficial reducirse mediante la acumulación de sustancias químicas especiales en la interfaz agua-aceite. Técnicamente, este efecto se aprovecha ampliamente en la producción industrial mediante la adición de emulsionantes conocidos para generar emulsiones estables. Cualquier sustancia capaz de estabilizar emulsiones de esta manera debe poseer una estructura química que interactúe simultáneamente con las moléculas de agua y de aceite, es decir, que contenga un grupo hidrófilo y un grupo hidrófobo.
Las emulsiones de petróleo crudo se estabilizan mediante sustancias naturales propias del crudo, que suelen contener grupos funcionales polares como grupos carboxilo o fenólicos. Estas sustancias pueden existir en forma de soluciones o dispersiones coloidales y presentan una marcada tendencia a adsorberse en superficies terminales. En estos casos, la mayoría de las micropartículas se dispersan en la fase oleosa y se acumulan en la interfase aceite-agua, donde se alinean lateralmente con sus grupos polares orientados hacia la fase acuosa, formando finalmente una película interfacial físicamente estable. Esta película está encapsulada por sustancias sólidas que se asemejan a capas de partículas o cristales de parafina, visibles a simple vista. Este mecanismo explica el envejecimiento y la dificultad de desemulsificación de las emulsiones de petróleo crudo.
[Texto chino ilegible omitido]
En los últimos años, la investigación sobre los mecanismos de desemulsificación de emulsiones de petróleo crudo se ha centrado principalmente en la caracterización detallada de los procesos de coalescencia de gotas y la influencia de los desemulsionantes en las propiedades reológicas interfaciales. Sin embargo, las interacciones entre los desemulsionantes y las emulsiones son extremadamente complejas. A pesar de la extensa investigación realizada en este campo, hasta la fecha no se ha alcanzado un consenso unificado sobre los mecanismos de desemulsificación.
A continuación se describen varios mecanismos de desemulsificación ampliamente reconocidos:
③Mecanismo de solubilización: Una o pocas moléculas de desemulsionante pueden agruparse en micelas. Estas estructuras macromoleculares, o micelas, solubilizan las moléculas de emulsionante, lo que desencadena la desemulsificación de las emulsiones de petróleo crudo.
④Mecanismo de deformación por plegado: Las observaciones microscópicas confirman que las emulsiones W/O presentan capas de agua concéntricas dobles o múltiples, separadas por capas intermedias de aceite. Bajo un tratamiento combinado de calentamiento, agitación y desemulsionante, las capas internas de las gotas se interconectan, lo que induce la coalescencia de las gotas y la desemulsificación.
Además, la investigación nacional también ha estudiado los mecanismos de desemulsificación para sistemas de emulsión de petróleo crudo en agua (O/W). Los estudios indican que un desemulsionante ideal debe cumplir cuatro requisitos clave: alta actividad superficial, excelente humectabilidad, capacidad de floculación suficiente y un rendimiento de coalescencia excepcional.
Los desemulsionantes abarcan una amplia gama de variedades. Clasificados según los estándares de categorización de tensioactivos, se dividen en cuatro tipos: desemulsionantes catiónicos, aniónicos, no iónicos y anfotéricos.
Los desemulsionantes aniónicos incluyen carboxilatos, sulfonatos y sales de sulfato graso de polioxietileno, pero presentan inconvenientes como la necesidad de dosis elevadas, una eficiencia de desemulsificación mediocre y la susceptibilidad a la degradación del rendimiento inducida por electrolitos.
Los desemulsionantes catiónicos son predominantemente sales de amonio cuaternario, que ofrecen un rendimiento de desemulsificación notable para el petróleo crudo ligero, pero no son adecuados para el petróleo pesado ni para el petróleo crudo añejo.
Desemulsionantes no iónicosConsisten principalmente en poliéteres de bloque iniciados por aminas, poliéteres de bloque iniciados por alcoholes, poliéteres de bloque de resina de alquilfenol-formaldehído, poliéteres de bloque de resina de fenol-amina-formaldehído, desemulsionantes que contienen silicio, desemulsionantes de peso molecular ultra alto, polifosfatos, poliéteres de bloque modificados, así como desemulsionantes anfotéricos representados por desemulsionantes de petróleo crudo a base de imidazolina.
Fecha de publicación: 9 de julio de 2026