Raakaöljyn mekanismiöljyn emulsioiden poistoaineetperustuu faasi-inversio-käänteisen muodonmuutoksen teoriaan. Emulsioiden purkaja-aineen lisäämisen jälkeen tapahtuu faasi-inversio, joka tuottaa pinta-aktiivisia aineita, jotka tuottavat vastakkaisen tyyppistä emulsiota kuin emulgointiaine muodostaa (käänteinen emulsioiden purkaja). Nämä emulsioiden purkajat ovat vuorovaikutuksessa hydrofobisten emulgointiaineiden kanssa muodostaen komplekseja, jotka neutraloivat emulgointiominaisuudet. Toinen mekanismi on rajapintakalvon repeäminen törmäyksen seurauksena. Kuumennettaessa tai ravistettaessa emulsioiden purkajat törmäävät usein emulsion rajapintakalvoon – joko adsorboituen siihen tai syrjäyttäen joitakin pinta-aktiivisia molekyylejä – mikä destabiloi kalvon, mikä johtaa flokkulaatioon, koalesenssiin ja lopulta emulsioiden purkautumiseen.
Raakaöljyemulsioita esiintyy yleisesti öljyntuotannon ja -jalostuksen aikana. Suurin osa maailman raakaöljystä tuotetaan emulgoituneessa muodossa. Emulsio koostuu vähintään kahdesta toisiinsa sekoittumattomasta nesteestä, joista toinen on dispergoitunut erittäin pieninä pisaroina (noin 1 mm halkaisijaltaan) toiseen suspendoituneena.
Tyypillisesti toinen näistä nesteistä on vesi ja toinen on öljy. Öljy voidaan dispergoida hienoksi veteen, jolloin muodostuu öljy-vedessä (O/W) -emulsio, jossa vesi on jatkuva faasi ja öljy on dispersiofaasi. Kääntäen, jos öljy on jatkuva faasi ja vesi on dispersiofaasi, se muodostaa vesi-öljyssä (W/O) -emulsion. Useimmat raakaöljyemulsiot kuuluvat jälkimmäiseen tyyppiin.
Viime vuosina raakaöljyn emulsioiden purkautumismekanismeja koskeva tutkimus on keskittynyt pisaroiden yhteenkasvamisen yksityiskohtaisiin havaintoihin ja emulsioiden purkajien vaikutukseen rajapinnan reologiaan. Deemulgaattorin ja emulsion vuorovaikutusten monimutkaisuuden vuoksi laajasta tutkimuksesta huolimatta deemulgaatiomekanismista ei kuitenkaan ole vieläkään yhtenäistä teoriaa.
Useita laajalti hyväksyttyjä mekanismeja ovat:
1. Molekyylin syrjäytys: Emulsioiden poistomolekyylit korvaavat emulgointiaineet rajapinnalla, mikä destabiloi emulsion.
2. Ryppyjen muodonmuutos: Mikroskooppiset tutkimukset osoittavat, että vesi-öljyemulsioissa on kaksi tai useampia vesikerroksia, joita erottaa öljyrenkaat. Kuumennettaessa, ravistettaessa ja emulsioiden purkamisen aikana nämä kerrokset yhdistyvät, mikä aiheuttaa pisaroiden yhteenkasvamisen.
Lisäksi kotimainen öljy-vesi-emulsiojärjestelmien tutkimus viittaa siihen, että ihanteellisen emulsioiden purkajan on täytettävä seuraavat kriteerit: vahva pinta-aktiivisuus, hyvä kostuvuus, riittävä flokkauskyky ja tehokas koalesenssikyky.
Deemulgaattorit voidaan luokitella pinta-aktiivisten aineiden tyypin perusteella:
•Anioniset emulsioiden purkajat: Näihin kuuluvat karboksylaatit, sulfonaatit ja polyoksietyleenirasvasulfaatit. Ne ovat vähemmän tehokkaita, vaativat suuria annoksia ja ovat herkkiä elektrolyyteille.
•Kationiset emulsioiden poistoaineet: Pääasiassa kvaternäärisiä ammoniumsuoloja, tehokkaita kevyelle öljylle, mutta eivät sovellu raskaalle tai vanhentuneelle öljylle.
•Ei-ioniset emulsioiden poistoaineet: Sisältää amiinien tai alkoholien initioimat lohkopolyeetterit, alkyylifenolihartsilohkopolyeetterit, fenoli-amiinihartsilohkopolyeetterit, silikonipohjaiset emulsioiden poistoaineet, erittäin suuren molekyylipainon omaavat emulsioiden poistoaineet, polyfosfaatit, modifioidut lohkopolyeetterit ja tsvitterioniset emulsioiden poistoaineet (esim. imidatsoliinipohjaiset raakaöljyn emulsioiden poistoaineet).
Julkaisun aika: 22. elokuuta 2025