ნედლი ნავთობის დემილგატორებზე საუბარი

ნედლი ნავთობის მექანიზმიდემიულგატორებიარის ფაზის გადატანის-უკუ დეფორმაციის მექანიზმი. დემიულგიფიკატორების დამატება იწვევს ფაზურ გადასვლას, რაც იწვევსზედაპირულად აქტიური ნივთიერებები(უკუ დემულგატორები), რომლებიც ქმნიან ემულსიებს ემულგატორების მიერ წარმოქმნილი ემულსიებისგან საპირისპირო ტიპის. ასეთი დემულგატორები რეაგირებენ ჰიდროფობულ ემულგიატორებთან კომპლექსების წარმოსაქმნელად, რითაც ემულგატორებს ართმევენ ემულგაციის უნარს.

შეჯახებისას ზედაპირული ფენის გაწყვეტის მექანიზმი. გათბობის ან მორევის პირობებში, დემულგიატორებს აქვთ უამრავი შესაძლებლობა, შეეჯახონ ემულსიების ზედაპირულ ფენას, შეიწოვონ ზედაპირულ ფენაზე ან გადაადგილონ ზედაპირულად აქტიური ნივთიერებების ნაწილი. ეს არღვევს ზედაპირულ ფენას, მკვეთრად ამცირებს მის სტაბილურობას და იწვევს დემულსიფიკაციას ფლოკულაციისა და შერწყმის გზით.

ნავთობპროდუქტების წარმოებისა და გადამუშავების დროს ხშირად წარმოიქმნება ნედლი ნავთობის ემულსიები. მსოფლიოში ნედლი ნავთობის ძირითადი სახეობების უმეტესობა ემულსიების სახით მოიპოვება. ემულსია შედგება სულ მცირე ორი შეურევადი სითხისგან, რომელთაგან ერთი სუსპენზირებულია უკიდურესად წვრილი დისპერსიების სახით.—დაახლოებით 1 მმ დიამეტრის წვეთები—სხვა სითხეში.

ამ სითხეებიდან ერთ-ერთი, როგორც წესი, წყალია, ხოლო მეორე - ნავთობი. ნავთობი შეიძლება წყალში პაწაწინა წვეთების სახით გაიფანტოს და წარმოქმნას ზეთი-წყალში ემულსია, სადაც წყალი უწყვეტი ფაზის როლს ასრულებს, ხოლო ზეთი - დისპერსიული ფაზის. პირიქით, როდესაც ნავთობი უწყვეტი ფაზის როლს ასრულებს, ხოლო წყალი - დისპერსიული ფაზის როლს, ემულსია კლასიფიცირდება, როგორც წყალი-ზეთში. ნედლი ნავთობის ემულსიების უმეტესობა ამ კატეგორიას მიეკუთვნება.

წყლის მოლეკულები ერთმანეთს იზიდავენ და ზეთის მოლეკულები იდენტურად იქცევიან. თუმცა, ცალკეულ წყლის მოლეკულებსა და ზეთის მოლეკულებს შორის არსებობს საძრახის ძალები, რომლებიც მოქმედებენ ზეთი-წყლის ინტერფეისზე. ზედაპირული დაჭიმულობა ამცირებს ამ ინტერფეისის ფართობს. ამ მიზეზით, წყალი-ზეთში (W/O) ემულსიებში წყლის წვეთები სფერულ ფორმას იღებენ. გარდა ამისა, დისკრეტული წყლის წვეთები, როგორც წესი, ქმნიან აგრეგატებს, რომელთა საერთო ზედაპირის ფართობი უფრო მცირეა, ვიდრე ყველა ცალკეული წვეთის ზედაპირის ფართობების ჯამი. შესაბამისად, მხოლოდ სუფთა წყლისა და სუფთა ზეთისგან შემდგარი ემულსიები თერმოდინამიკურად არასტაბილურია; დისპერსიული ფაზა მიდრეკილია ფლოკულაციისკენ, რაც ორ განსხვავებულ ფენას წარმოქმნის. ინტერფეისული საძრახის ძალების განეიტრალება და ზედაპირული დაჭიმულობის შემცირება შესაძლებელია ზეთი-წყლის ინტერფეისზე სპეციალური ქიმიური ნივთიერებების დაგროვებით. ტექნიკურად, ეს ეფექტი ფართოდ გამოიყენება სამრეწველო წარმოებაში ცნობილი ემულგატორების დამატებით სტაბილური ემულსიების შესაქმნელად. ნებისმიერ ნივთიერებას, რომელსაც შეუძლია ემულსიების ამ გზით სტაბილიზაცია, უნდა ჰქონდეს ქიმიური სტრუქტურა, რომელიც ერთდროულად ურთიერთქმედებს როგორც წყლის, ასევე ზეთის მოლეკულებთან, კერძოდ, შეიცავს ერთ ჰიდროფილურ ჯგუფს და ერთ ჰიდროფობულ ჯგუფს.

ნედლი ნავთობის ემულსიები სტაბილიზირებულია ნედლი ნავთობის ბუნებრივი ნივთიერებებით, რომლებიც, როგორც წესი, შეიცავს პოლარულ ფუნქციურ ჯგუფებს, როგორიცაა კარბოქსილის ან ფენოლური ჯგუფები. ეს ნივთიერებები შეიძლება არსებობდეს ხსნარების ან კოლოიდური დისპერსიების სახით და ავლენდეს ტერმინალურ ზედაპირებზე ადსორბციის გამოხატულ ტენდენციას. ასეთ შემთხვევებში, მიკრონაწილაკების უმეტესობა იფანტება ნავთობის ფაზაში და გროვდება ნავთობ-წყლის ინტერფეისზე, სადაც ისინი გვერდიგვერდ იდგმებიან წყლის ფაზისკენ ორიენტირებულ პოლარულ ჯგუფებთან, საბოლოოდ ქმნიან ფიზიკურად სტაბილურ ინტერფეისულ აპკს. ეს აპკი დაფარულია მყარი ნივთიერებებით, რომლებიც წააგავს ნაწილაკების ფენებს ან პარაფინის კრისტალებს, რომლებიც შეუიარაღებელი თვალით ჩანს. ეს მექანიზმი ხსნის ნედლი ნავთობის ემულსიების დაბერების და დემულსიფიკაციის რთულ მახასიათებლებს.

[არასაჭირო დამახინჯებული ჩინური ტექსტი გამოტოვებულია]

ბოლო წლებში, ნედლი ნავთობის ემულსიების დემულსიფიკაციის მექანიზმების კვლევა ძირითადად ფოკუსირებულია წვეთების შერწყმის პროცესების დეტალურ დახასიათებაზე და დემულგატორების გავლენასზე ზედაპირული რეოლოგიური თვისებების შესახებ. მიუხედავად ამისა, დემულგატორებსა და ემულსიებს შორის ურთიერთქმედება უკიდურესად რთულია. ამ სფეროში ჩატარებული ფართომასშტაბიანი კვლევის მიუხედავად, დღემდე არ არის მიღწეული ერთიანი კონსენსუსი დემულსიფიკაციის მექანიზმებთან დაკავშირებით.

დემულსიფიკაციის რამდენიმე ფართოდ აღიარებული მექანიზმი შემდეგნაირად არის აღწერილი:

③გამხსნელობის მექანიზმი: დემულგატორის მოლეკულების ერთი ან მცირე რაოდენობა შეიძლება გაერთიანდეს მიცელებად. ასეთი მაკრომოლეკულური ხვეულები ან მიცელები ხსნიან ემულგატორის მოლეკულებს, რაც იწვევს ნედლი ნავთობის ემულსიების დემულსიფიკაციას.

④დაკეცილი დეფორმაციის მექანიზმი: მიკროსკოპული დაკვირვებები ადასტურებს, რომ წყალხსნარ-ჟანგბადის ემულსიებს აქვთ ორმაგი ან მრავლობითი კონცენტრული წყლის გარსები, რომლებიც გამოყოფილია ზეთის შუალედური შრეებით. კომბინირებული გათბობის, მორევისა და დემულგიფიკატორის დამუშავების დროს, წვეთების შიდა შრეები ერთმანეთთან არის დაკავშირებული, რაც იწვევს წვეთების შერწყმას და დემულსიფიკაციას.

გარდა ამისა, ადგილობრივმა კვლევებმა ასევე შეისწავლა ნავთობი-წყალში (O/W) ნედლი ნავთობის ემულსიის სისტემების დემულსიფიკაციის მექანიზმები. კვლევები მიუთითებს, რომ იდეალური დემულგატორი უნდა აკმაყოფილებდეს ოთხ ძირითად მოთხოვნას: ძლიერი ზედაპირული აქტივობა, შესანიშნავი დასველებადობა, საკმარისი ფლოკულაციის უნარი და შესანიშნავი შერწყმის უნარი.

დემულგატორების ფართო სპექტრი არსებობს. ზედაპირულად აქტიური ნივთიერებების კატეგორიზაციის სტანდარტების მიხედვით, ისინი ოთხ ტიპად იყოფა: კათიონური, ანიონური, არაიონური და ამფოტერული დემულგატორები.

ანიონური დემულგიფიკატორები მოიცავს კარბოქსილატებს, სულფონატებს და პოლიოქსიეთილენის ცხიმოვან სულფატ მარილებს, რომლებსაც აქვთ ისეთი ნაკლოვანებები, როგორიცაა მაღალი დოზირების მოთხოვნები, დემულსიფიკაციის საშუალო ეფექტურობა და ელექტროლიტებით გამოწვეული მუშაობის გაუარესებისადმი მგრძნობელობა.

კათიონური დემულგიფიკატორები უპირატესად მეოთხეული ამონიუმის მარილებია, რომლებიც მსუბუქი ნედლი ნავთობისთვის შესანიშნავ დემულსიფიკაციის ეფექტურობას ავლენენ, თუმცა მძიმე და დაძველებული ნედლი ნავთობისთვის არ არიან შესაფერისი.

არაიონური დემულგატორებიძირითადად შედგება ამინებით ინიცირებული ბლოკური პოლიეთერებისგან, სპირტებით ინიცირებული ბლოკური პოლიეთერებისგან, ალკილფენოლ-ფორმალდეჰიდის ფისის ბლოკური პოლიეთერებისგან, ფენოლ-ამინ-ფორმალდეჰიდის ფისის ბლოკური პოლიეთერებისგან, სილიციუმის შემცველი დემულგატორებისგან, ულტრამაღალი მოლეკულური წონის დემულგატორებისგან, პოლიფოსფატებისგან, მოდიფიცირებული ბლოკური პოლიეთერებისგან, აგრეთვე ამფოტერული დემულგატორებისგან, რომლებიც წარმოდგენილია იმიდაზოლინზე დაფუძნებული ნედლი ნავთობის დემულგატორებით.