Ի՞նչ գիտեք նավթի դեմուլգատորների մասին

Հում նավթի դեմուլգատորների մեխանիզմը հիմնված է փուլային փոխանցման-հակադարձ դեֆորմացիայի սկզբունքի վրա: Դեմուլգատորի ավելացման ժամանակ տեղի է ունենում փուլային անցում. առաջանում են մակերևութային ակտիվ նյութեր, որոնք ունակ են առաջացնելու էմուլգատորի կողմից առաջացող էմուլգատորի տեսակին հակառակ էմուլգացիա (հայտնի են որպես հակադարձ փուլային դեմուլգատորներ): Նման դեմուլգատորները ռեակցիայի մեջ են մտնում հիդրոֆոբ էմուլգատորների հետ՝ առաջացնելով կոմպլեքսներ, այդպիսով զրկելով էմուլգատորին իր էմուլգացնող ունակությունից:

Մեկ այլ մեխանիզմ է միջմակերեսային թաղանթի բախումից առաջացած պատռումը: Տաքացման կամ խառնման պայմաններում դեմուլգատորը լայն հնարավորություն ունի բախվելու էմուլսիայի միջմակերեսային թաղանթին՝ կա՛մ ներծծվելով դրա վրա, կա՛մ տեղահանելով և փոխարինելով մակերևութային ակտիվ նյութերի որոշ մասեր, այդպիսով պատռելով թաղանթը: Սա կտրուկ նվազեցնում է կայունությունը՝ առաջացնելով ֆլոկուլյացիա և միաձուլում, որը հանգեցնում է դեմուլգացման:

Հում նավթի էմուլսիաները հաճախ առաջանում են նավթամթերքների արտադրության և վերամշակման ժամանակ: Աշխարհի առաջնային հում նավթի մեծ մասը ստացվում է էմուլսիացված վիճակում: Էմուլսիան բաղկացած է առնվազն երկու չխառնվող հեղուկներից, որոնցից մեկը մանր ցրված է՝ մոտավորապես 1 մկմ տրամագծով կաթիլներ՝ մյուսի մեջ:

Այս հեղուկներից մեկը սովորաբար ջուրն է, մյուսը՝ սովորաբար նավթը։ Նավթը կարող է այնքան մանր դիսպերսված լինել ջրի մեջ, որ էմուլսիան դառնա յուղ-ջրում (O/W) տիպի, որտեղ ջուրը անընդհատ փուլն է, իսկ յուղը՝ դիսպերսված փուլը։ Եվ հակառակը, եթե նավթը կազմում է անընդհատ փուլը, իսկ ջուրը՝ դիսպերսված փուլը, էմուլսիան ջուր-յուղում (W/O) տիպի է. հում նավթի էմուլսիաների մեծ մասը պատկանում է այս վերջին կատեգորիային։

Ջրի մոլեկուլները միմյանց են ձգում, ինչպես նաև նավթի մոլեկուլները, սակայն առանձին ջրի և նավթի մոլեկուլների միջև գոյություն ունի վանող ուժ, որը գործում է նրանց միջերեսում: Մակերեսային լարվածությունը նվազագույնի է հասցնում միջերեսային մակերեսը, ուստի Ջ/Օ էմուլսիայի կաթիլները հակված են գնդաձևության: Ավելին, առանձին կաթիլները նպաստում են ագրեգացմանը, որի ընդհանուր մակերեսը փոքր է առանձին կաթիլների մակերեսների գումարից: Այսպիսով, մաքուր ջրի և մաքուր յուղի էմուլսիան բնույթով անկայուն է. ցրված փուլը ձգվում է դեպի միաձուլում, ձևավորելով երկու առանձնացված շերտեր, երբ միջերեսային վանողությունը չեզոքացվում է, օրինակ՝ միջերեսում հատուկ քիմիական նյութերի կուտակման միջոցով, ինչը նվազեցնում է մակերեսային լարվածությունը: Տեխնոլոգիապես շատ կիրառություններ օգտագործում են այս էֆեկտը՝ ավելացնելով հայտնի էմուլգատորներ՝ կայուն էմուլսիաներ ստանալու համար: Այս կերպ էմուլսիան կայունացնող ցանկացած նյութ պետք է ունենա քիմիական կառուցվածք, որը հնարավորություն է տալիս միաժամանակ փոխազդել ինչպես ջրի, այնպես էլ յուղի մոլեկուլների հետ, այսինքն՝ այն պետք է պարունակի հիդրոֆիլ և հիդրոֆոբ խումբ:

Հում նավթի էմուլսիաները իրենց կայունությունը պարտական ​​են նավթի մեջ պարունակվող բնական նյութերին, որոնք հաճախ կրում են բևեռային խմբեր, ինչպիսիք են կարբօքսիլային կամ ֆենոլային խմբերը: Սրանք կարող են գոյություն ունենալ լուծույթների կամ կոլոիդային դիսպերսիաների տեսքով, որոնք հատուկ ազդեցություն են ունենում միջերեսներին կպչելիս: Նման դեպքերում մասնիկների մեծ մասը ցրվում է նավթային փուլում և կուտակվում նավթ-ջուր միջերեսում՝ կողք կողքի դասավորվելով ջրի ուղղությամբ ուղղված իրենց բևեռային խմբերի հետ: Այսպիսով, ձևավորվում է ֆիզիկապես կայուն միջերեսային շերտ, որը նման է մասնիկային շերտի կամ պարաֆինային բյուրեղային ցանցի նմանվող պինդ թաղանթի: Անզեն աչքով սա դրսևորվում է որպես միջերեսային շերտը փաթաթող ծածկույթ: Այս մեխանիզմը բացատրում է հում նավթի էմուլսիաների ծերացումը և դրանք քայքայելու դժվարությունը:

Վերջին տարիներին հում նավթի էմուլսիաների դեմուլսացման մեխանիզմների հետազոտությունները հիմնականում կենտրոնացած են կաթիլային միաձուլման գործընթացների մանրամասշտաբ ուսումնասիրության և դեմուլգատորների միջմակերեսային ռեոլոգիական հատկությունների վրա ազդեցության վրա: Սակայն, քանի որ դեմուլգատորների ազդեցությունը էմուլսիաների վրա խիստ բարդ է, և չնայած այս ոլորտում ծավալուն ուսումնասիրություններին, դեմուլսացման մեխանիզմի միասնական տեսություն չի ի հայտ եկել:

Ներկայումս ճանաչվում են մի քանի մեխանիզմներ՝

 ③ Լուծման մեխանիզմ – Դեմուլգատորի մեկ մոլեկուլը կամ մի քանի մոլեկուլներ կարող են առաջացնել միցելներ։ Այս մակրոմոլեկուլային պարույրները կամ միցելները լուծելիացնում են էմուլգատորի մոլեկուլները՝ արագացնելով էմուլգացված հում նավթի քայքայումը։

 ④ Ծալքավոր դեֆորմացիայի մեխանիզմ – Մանրադիտակային դիտարկումները ցույց են տալիս, որ Ջ/Օ էմուլսիաները ունեն կրկնակի կամ բազմակի ջրային թաղանթներ, որոնց միջև տեղադրված են յուղային թաղանթներ: Տաքացման, խառնելու և դեմուլգատորի ազդեցության համակցված ազդեցության տակ կաթիլների ներքին շերտերը փոխկապակցված են դառնում, ինչը հանգեցնում է կաթիլների միաձուլմանը և դեմուլգացմանը:

Բացի այդ, O/W էմուլգացված հում նավթի համակարգերի դեմուլգացման մեխանիզմների վերաբերյալ ներքին հետազոտությունները ցույց են տալիս, որ իդեալական դեմուլգատորը պետք է համապատասխանի հետևյալ չափանիշներին՝ ուժեղ մակերևութային ակտիվություն, լավ թրջման կատարողականություն, բավարար ֆլոկուլյացիոն հզորություն և արդյունավետ միաձուլման ունակություն։

Դեմուլգատորները լինում են բազմազան՝ դասակարգված մակերևութային ակտիվ նյութերի տեսակների համաձայն՝ դրանք ներառում են կատիոնային, անիոնային, ոչ իոնային և ցվիտերիոնային տեսակներ։

Անիոնային դեմուլգատորներ՝ կարբօքսիլատներ, սուլֆոնատներ, պոլիօքսիէթիլենային ճարպաթթուների սուլֆատի էսթերներ և այլն։ Թերությունների թվում են բարձր դեղաչափը, ցածր արդյունավետությունը և էլեկտրոլիտների առկայության դեպքում արդյունավետության նվազման հակվածությունը։

Կատիոնային դեմուլգատորներ. հիմնականում քառորդական ամոնիումային աղեր՝ արդյունավետ են թեթև յուղերի համար, բայց անհարմար են ծանր կամ հնեցված յուղերի համար։

Ոչ իոնային դեմուլգատորներ՝ ամիններով նախաձեռնված բլոկային համապոլիմերներ, սպիրտներով նախաձեռնված բլոկային համապոլիմերներ, ալկիլֆենոլ-ֆորմալդեհիդային խեժի բլոկային համապոլիմերներ, ֆենոլ-ամին-ֆորմալդեհիդային խեժի բլոկային համապոլիմերներ, սիլիկոնային հիմքով դեմուլգատորներ, գերբարձր մոլեկուլային քաշով դեմուլգատորներ, պոլիֆոսֆատներ, մոդիֆիկացված բլոկային համապոլիմերներ և ցվիտերիոնային դեմուլգատորներ, որոնք ներկայացված են իմիդազոլինի հիմքով հում նավթի դեմուլգատորներով։