Խոսենք նավթի դեմուլգատորների մասին

Հում նավթի մեխանիզմըդեմուլգատորներփուլային փոխանցման-հակադարձ դեֆորմացիայի մեխանիզմն է։ Դեմուլգատորների ավելացումը առաջացնում է փուլային անցում, առաջացնելովմակերևութային ակտիվ նյութեր(հակադարձ դեմուլգատորներ), որոնք առաջացնում են էմուլգատորների կողմից առաջացող էմուլգատորների տիպին հակառակ էմուլգատորներ: Նման դեմուլգատորները փոխազդում են հիդրոֆոբ էմուլգատորների հետ՝ առաջացնելով կոմպլեքսներ, այդպիսով զրկելով էմուլգատորներին իրենց էմուլգացնող ունակությունից:

Միջմակերեսային թաղանթի բախման պատռման մեխանիզմ։ Տաքացման կամ խառնելու պայմաններում դեմուլգատորները բազմաթիվ հնարավորություններ են ստանում բախվելու էմուլսիաների միջմակերեսային թաղանթի հետ, կլանվելու միջմակերեսային թաղանթի վրա կամ մակերևութային ակտիվ նյութերի մի մասը տեղահանելու։ Սա պատռում է միջմակերեսային թաղանթը, կտրուկ նվազեցնելով դրա կայունությունը և հանգեցնելով դեմուլգացիայի՝ ֆլոկուլյացիայի և միաձուլման միջոցով։

Նավթամթերքների արտադրության և վերամշակման ընթացքում հաճախ առաջանում են հում նավթի էմուլսիաներ: Աշխարհի խոշորագույն հում նավթերի մեծ մասը արդյունահանվում է էմուլսիաների տեսքով: Էմուլսիան բաղկացած է առնվազն երկու չխառնվող հեղուկներից, որոնցից մեկը սուսպենզիա է որպես չափազանց նուրբ դիսպերսիաներ:—մոտավորապես 1 մմ տրամագծով կաթիլներ—մյուս հեղուկի մեջ։

Այս հեղուկներից մեկը սովորաբար ջուրն է, իսկ մյուսը՝ նավթը։ Նավթը կարող է ցրվել ջրի մեջ որպես փոքրիկ կաթիլներ՝ առաջացնելով յուղ-ջրում էմուլսիա, որտեղ ջուրը հանդես է գալիս որպես շարունակական փուլ, իսկ յուղը՝ որպես ցրված փուլ։ Եվ հակառակը, երբ նավթը հանդես է գալիս որպես շարունակական փուլ, իսկ ջուրը՝ որպես ցրված փուլ, էմուլսիան դասակարգվում է որպես ջուր-յուղում։ Հում նավթի էմուլսիաների մեծ մասը ընկնում է այս կատեգորիայի մեջ։

Ջրի մոլեկուլները միմյանց են ձգում, և նավթի մոլեկուլները նույնական են իրենց պահում: Այնուամենայնիվ, առանձին ջրի մոլեկուլների և նավթի մոլեկուլների միջև գոյություն ունեն վանողական ուժեր, որոնք գործում են նավթ-ջուր միջերեսում: Մակերեսային լարվածությունը նվազագույնի է հասցնում այս միջերեսի մակերեսը: Այս պատճառով ջուր-յուղում (W/O) էմուլսիաներում ջրի կաթիլները ընդունում են գնդաձև ձև: Ավելին, առանձին ջրի կաթիլները հակված են ձևավորել ագրեգատներ, որոնց ընդհանուր մակերեսը փոքր է բոլոր առանձին կաթիլների մակերեսների գումարից: Հետևաբար, միայն մաքուր ջրից և մաքուր յուղից կազմված էմուլսիաները թերմոդինամիկորեն անկայուն են. ցրված փուլը հակված է ֆլոկուլացվելու՝ ձևավորելով երկու տարբեր շերտեր: Միջերեսային վանողական ուժերը կարող են հակազդվել և մակերեսային լարվածությունը նվազեցվել՝ յուղ-ջուր միջերեսում կուտակելով հատուկ քիմիական նյութեր: Տեխնիկապես, այս էֆեկտը լայնորեն օգտագործվում է արդյունաբերական արտադրության մեջ՝ կայուն էմուլսիաներ ստանալու համար հայտնի էմուլգատորներ ավելացնելով: Այս կերպ էմուլսիաները կայունացնելու ունակ ցանկացած նյութ պետք է ունենա քիմիական կառուցվածք, որը միաժամանակ փոխազդում է և՛ ջրի, և՛ յուղի մոլեկուլների հետ, այսինքն՝ պարունակի մեկ հիդրոֆիլ խումբ և մեկ հիդրոֆոբ խումբ:

Հում նավթի էմուլսիաները կայունացվում են հում նավթին բնորոշ բնական նյութերով, որոնք սովորաբար կրում են բևեռային ֆունկցիոնալ խմբեր, ինչպիսիք են կարբօքսիլային կամ ֆենոլային խմբերը: Այս նյութերը կարող են գոյություն ունենալ լուծույթների կամ կոլոիդային դիսպերսիաների տեսքով և ցուցաբերել վերջնական մակերեսներին ադսորբելու ակնհայտ հակում: Նման դեպքերում միկրոմասնիկների մեծ մասը ցրվում է նավթային փուլում և կուտակվում նավթ-ջուր միջերեսում, որտեղ դրանք դասավորվում են կողք կողքի իրենց բևեռային խմբերի հետ, որոնք ուղղված են դեպի ջրային փուլը, ի վերջո ձևավորելով ֆիզիկապես կայուն միջերեսային թաղանթ: Այս թաղանթը պատված է մասնիկային շերտերի կամ պարաֆինային բյուրեղների նմանվող պինդ նյութերով, որոնք տեսանելի են անզեն աչքով: Այս մեխանիզմը բացատրում է հում նավթի էմուլսիաների ծերացման և դժվար դեմուլսացման բնութագրերը:

[Անտեղի աղավաղված չինարեն տեքստը բաց է թողնված]

Վերջին տարիներին հում նավթի էմուլսիաների դեմուլսացման մեխանիզմների հետազոտությունները հիմնականում կենտրոնացած են կաթիլային միաձուլման գործընթացների մանրամասն բնութագրման և դեմուլսացնողների միջմակերեսային ռեոլոգիական հատկությունների վրա ազդեցության վրա: Այնուամենայնիվ, դեմուլսացնողների և էմուլսիաների միջև փոխազդեցությունները չափազանց բարդ են: Չնայած այս ոլորտում կատարված լայնածավալ հետազոտություններին, մինչ օրս դեմուլսացման մեխանիզմների վերաբերյալ միասնական կոնսենսուսի հասնել չի հաջողվել:

Հետևյալը ներկայացնում է դեմուլսացման մի քանի լայնորեն ճանաչված մեխանիզմներ՝

③Լուծման մեխանիզմ. Մեկ կամ փոքր քանակությամբ դեմուլգատոր մոլեկուլներ կարող են հավաքվել միցելների մեջ: Նման մակրոմոլեկուլային պարույրները կամ միցելները լուծելիացնում են էմուլգատոր մոլեկուլները՝ առաջացնելով հում նավթի էմուլսիաների դեմուլգացումը:

④Ծալված դեֆորմացիայի մեխանիզմ. Մանրադիտակային դիտարկումները հաստատում են, որ Ջ/Օ էմուլսիաները ունեն կրկնակի կամ բազմակի համակենտրոն ջրային թաղանթներ, որոնք բաժանված են յուղի միջշերտերով: Համակցված տաքացման, խառնման և դեմուլգատորային մշակման դեպքում կաթիլների ներքին շերտերը միանում են միմյանց, առաջացնելով կաթիլների միաձուլում և դեմուլգացում:

Բացի այդ, տեղական հետազոտությունները նաև ուսումնասիրել են նավթ-ջրում (O/W) հում նավթի էմուլսիոն համակարգերի դեմուլսացման մեխանիզմները: Ուսումնասիրությունները ցույց են տալիս, որ իդեալական դեմուլսացնողը պետք է բավարարի չորս հիմնական պահանջ՝ ուժեղ մակերևութային ակտիվություն, գերազանց թրջելիություն, բավարար ֆլոկուլյացիայի ունակություն և բացառիկ միաձուլման արդյունավետություն:

Դեմուլգատորները ներառում են բազմազան տեսակներ: Դասակարգված մակերևութային ակտիվ նյութերի դասակարգման չափանիշներով, դրանք բաժանվում են չորս տեսակի՝ կատիոնային, անիոնային, ոչ իոնային և ամֆոտերային դեմուլգատորներ:

Անիոնային դեմուլգատորները ներառում են կարբօքսիլատներ, սուլֆոնատներ և պոլիօքսիէթիլենային ճարպային սուլֆատային աղեր, որոնք ունեն այնպիսի թերություններ, ինչպիսիք են բարձր դեղաչափի պահանջները, միջակ դեմուլգացման արդյունավետությունը և էլեկտրոլիտներից առաջացած կատարողականի վատթարացման նկատմամբ զգայունությունը։

Կատիոնային դեմուլգատորները հիմնականում քառորդական ամոնիումային աղեր են, որոնք ապահովում են ուշագրավ դեմուլգացման արդյունավետություն թեթև հում նավթի համար, սակայն անպիտան են ծանր նավթի և հնեցված հում նավթի համար։

Ոչ իոնային դեմուլգատորներհիմնականում բաղկացած են ամիններով նախաձեռնված բլոկային պոլիեթերներից, սպիրտներով նախաձեռնված բլոկային պոլիեթերներից, ալկիլֆենոլ-ֆորմալդեհիդային խեժի բլոկային պոլիեթերներից, ֆենոլ-ամին-ֆորմալդեհիդային խեժի բլոկային պոլիեթերներից, սիլիցիում պարունակող դեմուլգատորներից, գերբարձր մոլեկուլային քաշի դեմուլգատորներից, պոլիֆոսֆատներից, մոդիֆիկացված բլոկային պոլիեթերներից, ինչպես նաև ամֆոտերային դեմուլգատորներից, որոնք ներկայացված են իմիդազոլինի վրա հիմնված հում նավթի դեմուլգատորներով։