Шикі мұнай деэмульгаторларының механизмі фазалық ауысу-кері деформация принципіне негізделген. Деэмульгатор қосылған кезде фазалық ауысу орын алады: эмульгатор түзген эмульсия түріне қарама-қарсы эмульсия түрін түзе алатын беттік белсенді заттар (кері фазалық деэмульгаторлар деп аталады) пайда болады. Мұндай деэмульгаторлар гидрофобты эмульгаторлармен әрекеттесіп, кешендер түзеді, осылайша эмульгатордың эмульгаторлық қабілетін жоғалтады.
Тағы бір механизм - бетаралық қабықшаның соқтығысудан туындаған жарылуы. Қыздыру немесе араластыру жағдайында деэмульгатор эмульсияның бетаралық қабықшасымен соқтығысуға, оған адсорбциялануға немесе беттік белсенді заттардың бөліктерін ығыстырып, ауыстырып, осылайша қабықшаны жаруға жеткілікті мүмкіндікке ие. Бұл тұрақтылықты күрт төмендетеді, деэмульсияға әкелетін флокуляция мен бірігуді тудырады.
Шикі мұнай эмульсиялары мұнай өнімдерін өндіру және өңдеу кезінде жиі пайда болады. Әлемдегі бастапқы шикі мұнайдың көпшілігі эмульсияланған күйде алынады. Эмульсия кем дегенде екі араласпайтын сұйықтықтан тұрады, олардың бірі екіншісінің ішінде ұсақ дисперсті - диаметрі шамамен 1 мкм тамшылар.
Бұл сұйықтықтардың бірі әдетте су, екіншісі әдетте мұнай. Мұнай суда соншалықты ұсақ дисперсті болуы мүмкін, сондықтан эмульсия судағы май (O/W) түріне айналады, мұнда су үздіксіз фаза, ал май дисперсті фаза болып табылады. Керісінше, егер мұнай үздіксіз фазаны түзсе және дисперсті фазаны сумен толтырса, эмульсия мұнайдағы су (W/O) түріне жатады — шикі мұнай эмульсияларының көпшілігі осы соңғы санатқа жатады.
Су молекулалары, мұнай молекулалары сияқты, бір-бірін тартады; дегенмен жеке су мен мұнай молекулалары арасында олардың шекарасында белсенді тебу күші бар. Беттік керілу шекаралық ауданды азайтады, сондықтан W/O эмульсиясындағы тамшылар сфералыққа бейім. Сонымен қатар, жеке тамшылар агрегацияны қолдайды, олардың жалпы беттік ауданы бөлек тамшылар аудандарының қосындысынан аз. Осылайша, таза су мен таза мұнайдың эмульсиясы тұрақсыз: дисперсті фаза бірігуге қарай тартылып, шекаралық тебуге қарсы әрекеттескеннен кейін екі бөлінген қабат түзеді - мысалы, шекарада беттік керілуді төмендететін арнайы химиялық заттардың жиналуы арқылы. Технологиялық тұрғыдан көптеген қолданбалар бұл әсерді тұрақты эмульсиялар алу үшін белгілі эмульгаторларды қосу арқылы пайдаланады. Эмульсияны осылай тұрақтандыратын кез келген зат су мен мұнай молекулаларымен бір мезгілде әрекеттесуге мүмкіндік беретін химиялық құрылымға ие болуы керек - яғни, оның құрамында гидрофильді топ және гидрофобты топ болуы керек.
Шикі мұнай эмульсиялары мұнайдағы табиғи заттарға тұрақтылығымен ерекшеленеді, көбінесе карбоксил немесе фенолдық топтар сияқты полярлық топтарға ие. Олар ерітінділер немесе коллоидты дисперсиялар түрінде болуы мүмкін, шекараларға бекітілген кезде ерекше әсер етеді. Мұндай жағдайларда бөлшектердің көпшілігі мұнай фазасында ыдырайды және мұнай-су шекарасында жиналады, суға бағытталған полярлық топтарымен қатар орналасады. Осылайша, физикалық тұрғыдан тұрақты шекаралық қабат пайда болады, ол бөлшектер қабатына немесе парафин кристалдық торына ұқсайтын қатты қабыққа ұқсайды. Жалаңаш көзге бұл шекаралық қабатты орап тұратын жабын ретінде көрінеді. Бұл механизм шикі мұнай эмульсияларының ескіруін және оларды бұзудың қиындығын түсіндіреді.
Соңғы жылдары шикі мұнай эмульсиясын деэмульсиялау механизмдерін зерттеу негізінен тамшылардың бірігу процестерін және деэмульгаторлардың фазааралық реологиялық қасиеттерге әсерін ұсақ масштабты зерттеуге бағытталған. Дегенмен, деэмульгаторлардың эмульсияларға әсері өте күрделі болғандықтан және осы саладағы кең ауқымды зерттеулерге қарамастан, деэмульсиялау механизмінің бірыңғай теориясы пайда болған жоқ.
Қазіргі уақытта бірнеше механизмдер белгілі:
③ Еріту механизмі – Деэмульгатордың бір немесе бірнеше молекуласы мицелла түзе алады; бұл макромолекулалық катушкалар немесе мицеллалар эмульгатор молекулаларын ерітеді, бұл эмульсияланған шикі мұнайдың ыдырауын тудырады.
4 Бүктелген деформация механизмі – Микроскопиялық бақылаулар W/O эмульсияларының қос немесе бірнеше су қабықшалары болатынын, ал олардың арасында май қабықшалары орналасқанын көрсетеді. Қыздыру, араластыру және деэмульгатор әсерінің біріккен әсерінен тамшылардың ішкі қабаттары бір-бірімен байланысып, тамшылардың бірігуі мен деэмульгациясына әкеледі.
Сонымен қатар, O/W эмульсияланған шикі мұнай жүйелерінің деэмульгация механизмдері бойынша отандық зерттеулер идеалды деэмульгатор келесі критерийлерге сәйкес келуі керек екенін көрсетеді: күшті беттік белсенділік; жақсы ылғалдандыру өнімділігі; жеткілікті флокуляция күші; және тиімді біріктіру мүмкіндігі.
Деэмульгаторлар әртүрлі болады; беттік-белсенді заттардың түрлері бойынша жіктеледі, оларға катиондық, аниондық, бейиондық және цвиттериондық түрлері жатады.
Аниондық деэмульгаторлар: карбоксилаттар, сульфонаттар, полиоксиэтилен май қышқылының сульфат эфирлері және т.б. — кемшіліктеріне жоғары доза, төмен тиімділік және электролиттер болған кезде өнімділіктің төмендеуіне бейімділік жатады.
Катионды деэмульгаторлар: негізінен төрттік аммоний тұздары — жеңіл майлар үшін тиімді, бірақ ауыр немесе ескірген майлар үшін жарамсыз.
Иондық емес деэмульгаторлар: аминдермен инициалданған блоктық сополимерлер; спирттермен инициалданған блоктық сополимерлер; алкилфенол-формальдегид шайырының блоктық сополимерлері; фенол-амин-формальдегид шайырының блоктық сополимерлері; силикон негізіндегі деэмульгаторлар; аса жоғары молекулалық салмақтағы деэмульгаторлар; полифосфаттар; модификацияланған блоктық сополимерлер; және имидазолин негізіндегі шикі мұнай деэмульгаторларымен ұсынылған цвиттериондық деэмульгаторлар.
Жарияланған уақыты: 2025 жылғы 4 желтоқсан