Petrolio gordinaren demultsionatzaileen mekanismoa fase-transferentzia-alderantzizko deformazio printzipioan oinarritzen da. Demultsionatzaile bat gehitzean, fase-trantsizio bat gertatzen da: emultsionatzaileak sortutakoaren aurkako emultsio mota bat sortzeko gai diren gainazal-aktiboak (alderantzizko faseko demultsionatzaileak bezala ezagutzen direnak) sortzen dira. Demultsionatzaile horiek emultsionatzaile hidrofoboekin erreakzionatzen dute konplexuak sortzeko, eta horrela, emultsionatzaileari bere emultsionatzeko gaitasuna kenduz.
Beste mekanismo bat gainazaleko filmaren talkak eragindako haustura da. Berotze edo agitazio baldintzetan, desemultsionatzaileak aukera zabala du emultsioaren gainazaleko filmarekin talka egiteko, bertan adsorbatuz edo gainazaleko substantzia aktiboen zatiak desplazatu eta ordezkatuz, eta horrela filma hautsiz. Horrek egonkortasuna izugarri murrizten du, flokulazioa eta koaleszentzia eraginez, eta horrek desemultsionatzea dakar.
Petrolio gordinaren emultsioak maiz sortzen dira petrolio-produktuen ekoizpenean eta fintzean. Munduko petrolio gordinaren zatirik handiena emultsionatutako egoeran lortzen da. Emultsio batek gutxienez bi likido nahastezin ditu, eta horietako bat bestearen barruan fin-fin barreiatuta dago —1 μm-ko diametroko tantak gutxi gorabehera—.
Likido hauetako bat ura izaten da normalean, eta bestea, berriz, olioa. Olioa hain fin sakabanatuta egon daiteke uretan, ezen emultsioa olio-uretan (O/W) motakoa bihurtzen baita, non ura fase jarraitua den eta olioa fase sakabanatua. Alderantziz, olioa fase jarraitua osatzen badu eta ura fase sakabanatua, emultsioa ur-olioetan (W/O) motakoa da; petrolio gordinaren emultsio gehienak azken kategoria honetakoak dira.
Ur molekulek elkar erakartzen dute, baita olio molekulek ere; hala ere, ur eta olio molekulen artean aldaratze-indar aktibo bat dago haien interfazean. Gainazaleko tentsioak gainazaleko azalera minimizatzen du, beraz, W/O emultsio bateko tantek esferikotasunerantz jotzen dute. Gainera, tanta indibidualek agregazioa errazten dute, eta horien azalera osoa tanta-azalera bereizien batura baino txikiagoa da. Horrela, ur puruaren eta olio puruaren emultsioa berez ezegonkorra da: fase sakabanatuak koaleszentziarantz grabitatzen du, bi geruza bereizi sortuz gainazaleko aldarapena konpentsatzen denean; adibidez, gainazalean produktu kimiko espezializatuak metatuz, eta horrek gainazaleko tentsioa murrizten du. Teknologikoki, aplikazio askok efektu hau aprobetxatzen dute emultsionatzaile ezagunak gehituz emultsio egonkorrak sortzeko. Emultsio bat modu honetan egonkortzen duen edozein substantziak ur eta olio molekulekin aldi berean elkarreragitea ahalbidetzen duen egitura kimikoa izan behar du; hau da, talde hidrofiliko bat eta talde hidrofobiko bat izan behar ditu.
Petrolio gordinaren emultsioek petrolioaren barruko substantzia naturalei zor diete egonkortasuna, askotan karboxilo edo fenol taldeak bezalako talde polarrak dituztenak. Hauek disoluzio edo dispertsio koloidalen moduan egon daitezke, eta eragin berezia dute interfazeei atxikita daudenean. Kasu horietan, partikula gehienak olio fasean sakabanatu eta olio-ura interfazean pilatzen dira, uraren aldera orientatutako talde polarrak alboz albo lerrokatuz. Horrela, gainazaleko geruza fisikoki egonkor bat sortzen da, partikula-geruza edo parafina kristal-sare baten antzeko zorro solido baten antzekoa. Begi hutsez, hau gainazaleko geruza biltzen duen estaldura gisa agertzen da. Mekanismo honek petrolio gordinaren emultsioen zahartzea eta hauek hausteko zailtasuna azaltzen du.
Azken urteotan, petrolio gordinaren emultsioen desemulsifikazio-mekanismoei buruzko ikerketak tanta-koaleszentzia-prozesuen eskala fineko ikerketan eta desemulsifikatzaileek gainazaleko propietate erreologikoetan duten eraginan zentratu dira neurri handi batean. Hala ere, desemulsifikatzaileek emultsioetan duten ekintza oso konplexua denez, eta arlo honetan ikerketa zabalak egin diren arren, ez da desemulsifikazio-mekanismoaren teoria bateraturik sortu.
Hainbat mekanismo ezagutzen dira gaur egun:
③ Disolbatzeko mekanismoa– Demultsionatzailearen molekula bakar batek edo molekula gutxi batzuek mizelak sor ditzakete; makromolekula-kirten edo mizela hauek emultsionatzaile molekulak disolbatzen dituzte, emultsionatutako petrolio gordinaren haustura bizkortuz.
④ Tolestura-deformazio mekanismoa – Behaketa mikroskopikoek agerian uzten dute W/O emultsioek ur-geruza bikoitzak edo anitz dituztela, eta horien artean olio-geruzak daudela. Berokuntzaren, nahastearen eta desemultsionatzailearen ekintza konbinatuaren pean, tanta-geruzak elkarri lotzen zaizkio, eta horrek tanta-koaleszentzia eta desemultsionazioa eragiten ditu.
Gainera, O/W emultsionatutako petrolio gordin sistemen desemulsifikazio-mekanismoei buruzko ikerketa nazionalek iradokitzen dute desemulsifikatzaile ideal batek irizpide hauek bete behar dituela: gainazaleko jarduera handia; bustitzeko errendimendu ona; flokulazio-ahalmen nahikoa; eta koaleszentzia-gaitasun eraginkorra.
Desemultsionatzaileak askotarikoak dira; gainazal-aktibo motaren arabera sailkatuta, kationikoak, anionikoak, ez-ionikoak eta zwitterionikoak dira.
Desemultsionatzaile anionikoak: karboxilatoak, sulfonatoak, polioxietileno gantz-azidoen sulfato esterrak, etab. — desabantailen artean dosi handia, eraginkortasun eskasa eta elektrolitoen aurrean errendimendua murrizteko joera daude.
Demultsionatzaile kationikoak: batez ere amonio kuaternarioko gatzak — eraginkorrak olio arinetarako, baina desegokiak olio astun edo zahartuetarako.
Desemulsifikatzaile ez-ionikoak: aminek hasitako bloke kopolimeroak; alkoholek hasitako bloke kopolimeroak; alkilfenol-formaldehido erretxina bloke kopolimeroak; fenol-amina-formaldehido erretxina bloke kopolimeroak; silikonazko desemulsifikatzaileak; pisu molekular ultra-altuko desemulsifikatzaileak; polifosfatoak; bloke kopolimero eraldatuak; eta imidazolinazko petrolio gordinaren desemulsifikatzaileek ordezkatutako desemulsifikatzaile zwitterionikoak.
Argitaratze data: 2025eko abenduak 4