Toornafta mehhanismdeemulgaatoridon faasiülekande-pöörddeformatsiooni mehhanism. Deemulgaatorite lisamine käivitab faasisiirde, tekitadespindaktiivsed ained(pöörddeemulgaatorid), mis moodustavad emulgaatorite poolt moodustatud emulsioonidele vastupidiseid emulsioone. Sellised deemulgaatorid reageerivad hüdrofoobsete emulgaatoritega, moodustades komplekse, jättes emulgaatorid ilma emulgeerimisvõimest.
Pindkihi kokkupõrke ja purunemise mehhanism. Kuumutamise või segamise tingimustes on deemulgaatoritel palju võimalusi emulsioonide faasikihiga kokku põrgata, sellele adsorbeeruda või osa pindaktiivsetest ainetest välja tõrjuda. See purustab faasikihi, vähendades drastiliselt selle stabiilsust ja viies deemulgeerimiseni flokulatsiooni ja koalestsentsi kaudu.
Toornafta emulsioonid tekivad sageli naftatoodete tootmisel ja rafineerimisel. Enamik peamisi toornafta liike kogu maailmas ekstraheeritakse emulsioonide kujul. Emulsioon koosneb vähemalt kahest segunematust vedelikust, millest üks on suspendeeritud äärmiselt peente dispersioonidena.—umbes 1 mm läbimõõduga tilgad—teises vedelikus.
Üks neist vedelikest on tavaliselt vesi ja teine on tavaliselt õli. Õli võib vees dispergeeruda pisikeste tilkadena, moodustades õli-vees emulsiooni, kus vesi on pidev faas ja õli on dispersne faas. Vastupidiselt, kui õli on pidev faas ja vesi on dispersne faas, klassifitseeritakse emulsioon vesi-õlis emulsiooniks. Enamik toornafta emulsioone kuulub sellesse kategooriasse.
Veemolekulid tõmbuvad üksteise poole ja õlimolekulid käituvad identselt. Siiski eksisteerivad üksikute veemolekulide ja õlimolekulide vahel tõukejõud, mis toimivad õli-vee piiril. Pindpinevus minimeerib selle piiri pindala. Sel põhjusel omandavad veepiisad vesi-õlis (W/O) emulsioonides sfäärilise kuju. Lisaks kipuvad eraldiseisvad veepiisad moodustama agregaate, mille kogupindala on väiksem kui kõigi eraldi tilkade pindalade summa. Järelikult on ainult puhtast veest ja puhtast õlist koosnevad emulsioonid termodünaamiliselt ebastabiilsed; dispergeeritud faas kipub flokuleeruma, moodustades kaks eraldi kihti. Pindadevahelisi tõukejõude saab tasakaalustada ja pindpinevust vähendada spetsiaalsete keemiliste ainete akumuleerimisega õli-vee piiril. Tehniliselt kasutatakse seda efekti laialdaselt tööstuslikus tootmises, lisades tuntud emulgaatoreid stabiilsete emulsioonide saamiseks. Igal ainel, mis on võimeline emulsioone sel viisil stabiliseerima, peab olema keemiline struktuur, mis interakteerub samaaegselt nii vee- kui ka õlimolekulidega, nimelt sisaldab ühte hüdrofiilset rühma ja ühte hüdrofoobset rühma.
Toornafta emulsioone stabiliseerivad toornaftas leiduvad looduslikud ained, mis tavaliselt sisaldavad polaarseid funktsionaalrühmi, näiteks karboksüül- või fenoolrühmi. Need ained võivad esineda lahuste või kolloidsete dispersioonide kujul ja neil on väljendunud kalduvus adsorbeeruda terminaalpindadele. Sellistel juhtudel dispergeerub enamik mikroosakesi õlifaasis ja akumuleerub õli-vee piirpinnale, kus nad joonduvad kõrvuti oma polaarsete rühmadega, mis on orienteeritud vesifaasi poole, moodustades lõpuks füüsikaliselt stabiilse faasidevahelise kile. See kile on kapseldatud tahkete ainetega, mis meenutavad osakeste kihte või parafiinikristalle, mis on palja silmaga nähtavad. See mehhanism selgitab toornafta emulsioonide vananemisomadusi ja keerulist deemulgeerimist.
[Ebaoluline moonutatud hiinakeelne tekst on välja jäetud]
Viimastel aastatel on toornafta emulsioonide deemulgatsioonimehhanismide uuringud keskendunud suures osas tilkade koalestsentsprotsesside üksikasjalikule iseloomustamisele ja deemulgaatorite mõjule faasidevahelisele reoloogilisele omadusele. Sellest hoolimata on deemulgaatorite ja emulsioonide vahelised interaktsioonid äärmiselt keerulised. Vaatamata ulatuslikele uuringutele selles valdkonnas ei ole tänaseni saavutatud ühtset konsensust deemulgatsioonimehhanismide osas.
Järgnevalt on välja toodud mitu laialdaselt tunnustatud deemulgeerimise mehhanismi:
③Lahustumismehhanism: Üks või väike arv deemulgaatori molekule võivad moodustada mitselle. Sellised makromolekulaarsed ahelad või mitsellid lahustavad emulgaatori molekule, käivitades toornafta emulsioonide deemulgatsiooni.
④Volditud deformatsiooni mehhanism: mikroskoopilised vaatlused kinnitavad, et vesi-õli-emulsioonidel on kaks või mitu kontsentrilist veekoort, mis on eraldatud õlikihtidega. Kuumutamise, segamise ja deemulgeeriva töötlemise kombineerimisel tilkade sisemised kihid omavahel ühenduvad, indutseerides tilkade ühinemist ja deemulgeerimist.
Lisaks on kodumaistes uuringutes uuritud ka õli-vees (O/W) toornafta emulsioonsüsteemide deemulgeerimise mehhanisme. Uuringud näitavad, et ideaalne deemulgaator peab vastama neljale põhinõudele: tugev pinnaaktiivsus, suurepärane märguvus, piisav flokulatsioonivõime ja silmapaistev koalestsentsvõime.
Deemulgaatorite valik on väga erinev. Pindaktiivsete ainete liigitamise standardite järgi jagunevad need nelja tüüpi: katioonsed, anioonsed, mitteioonsed ja amfoteersed deemulgaatorid.
Anioonsete deemulgaatorite hulka kuuluvad karboksülaadid, sulfonaadid ja polüoksüetüleeni rasvsulfaadi soolad, mille puudusteks on suured doosinõuded, keskpärane deemulgeerimise efektiivsus ja elektrolüütide põhjustatud jõudluse halvenemise kalduvus.
Katioonsed deemulgaatorid on valdavalt kvaternaarsed ammooniumsoolad, mis pakuvad märkimisväärset deemulgeerimise jõudlust kerge toornafta puhul, kuid ei sobi raske nafta ja vanandatud toornafta jaoks.
Mitteioonsed deemulgaatoridkoosnevad peamiselt amiinidega initsieeritud plokkpolüeetritest, alkoholidega initsieeritud plokkpolüeetritest, alküülfenool-formaldehüüdvaigu plokkpolüeetritest, fenool-amiin-formaldehüüdvaigu plokkpolüeetritest, räni sisaldavatest deemulgaatoritest, ülikõrge molekulmassiga deemulgaatoritest, polüfosfaatidest, modifitseeritud plokkpolüeetritest, samuti amfoteersetest deemulgaatoritest, mida esindavad imidasoliinipõhised toornafta deemulgaatorid.
Postituse aeg: 09.07.2026