Jēlnaftas mehānismsdeemulsifikatoriir fāzes pārneses-apgrieztās deformācijas mehānisms. Deemulsifikatoru pievienošana izraisa fāzes pāreju, radotvirsmaktīvās vielas(apgrieztie deemulgatori), kas veido pretēja tipa emulsijas tām, ko veido emulgatori. Šādi deemulgatori reaģē ar hidrofobiem emulgatoriem, veidojot kompleksus, tādējādi atņemot emulgatoriem to emulgācijas spēju.
Sadursmes starpfāžu plēves plīšanas mehānisms. Sildīšanas vai maisīšanas apstākļos deemulsifikatoriem ir daudz iespēju sadurties ar emulsiju starpfāžu plēvi, adsorbēties uz starpfāžu plēves vai izspiest daļu no virsmaktīvām vielām. Tas pārrauj starpfāžu plēvi, ievērojami samazinot tās stabilitāti un izraisot deemulsifikāciju, izmantojot flokulāciju un koalescenci.
Naftas produktu ražošanas un rafinēšanas laikā bieži rodas jēlnaftas emulsijas. Lielākā daļa galveno jēlnaftas veidu pasaulē tiek iegūti emulsiju veidā. Emulsija sastāv no vismaz diviem nesajaucamiem šķidrumiem, no kuriem viens ir suspendēts kā ārkārtīgi smalkas dispersijas.—pilieni ar aptuveni 1 mm diametru—citā šķidrumā.
Viens no šiem šķidrumiem parasti ir ūdens, bet otrs parasti ir eļļa. Eļļa var izkliedēties kā sīki pilieni ūdenī, veidojot eļļas-ūdenī emulsiju, kur ūdens kalpo kā nepārtrauktā fāze, bet eļļa - kā dispersā fāze. Un otrādi, ja eļļa darbojas kā nepārtrauktā fāze, bet ūdens - kā dispersā fāze, emulsija tiek klasificēta kā ūdens-eļļā. Lielākā daļa jēlnaftas emulsiju ietilpst šajā kategorijā.
Ūdens molekulas pievelk viena otru, un eļļas molekulas uzvedas identiski. Tomēr starp atsevišķām ūdens molekulām un eļļas molekulām pastāv atgrūšanas spēki, kas darbojas eļļas-ūdens saskarvirsmā. Virsmas spraigums samazina šīs saskarvirsmas laukumu. Šī iemesla dēļ ūdens pilieni ūdens-eļļas (Ū/O) emulsijās iegūst sfērisku formu. Turklāt atsevišķi ūdens pilieni mēdz veidot agregātus, kuru kopējā virsmas platība ir mazāka nekā visu atsevišķo pilienu virsmas laukumu summa. Līdz ar to emulsijas, kas sastāv tikai no tīra ūdens un tīras eļļas, ir termodinamiski nestabilas; dispersā fāze mēdz flokulēties, veidojot divus atšķirīgus slāņus. Starpfāžu atgrūšanas spēkus var neitralizēt un virsmas spraigumu samazināt, uzkrājot īpašas ķīmiskas vielas eļļas-ūdens saskarvirsmā. Tehniski šis efekts tiek plaši izmantots rūpnieciskajā ražošanā, pievienojot labi zināmus emulgatorus, lai iegūtu stabilas emulsijas. Jebkurai vielai, kas spēj stabilizēt emulsijas šādā veidā, ir jābūt ķīmiskai struktūrai, kas vienlaikus mijiedarbojas gan ar ūdens, gan eļļas molekulām, proti, tai ir jāsatur viena hidrofila grupa un viena hidrofoba grupa.
Jēlnaftas emulsijas stabilizē dabiskas vielas, kas piemīt jēlnaftai un kurām parasti ir polāras funkcionālās grupas, piemēram, karboksilgrupas vai fenola grupas. Šīs vielas var pastāvēt šķīdumu vai koloīdu dispersiju veidā un tām ir izteikta tendence adsorbēties uz gala virsmām. Šādos gadījumos lielākā daļa mikrodaļiņu izkliedējas eļļas fāzē un uzkrājas eļļas un ūdens saskarnē, kur tās novietojas blakus ar savām polārajām grupām, kas orientētas uz ūdens fāzi, galu galā veidojot fiziski stabilu starpfāžu plēvi. Šo plēvi iekapsulē cietas vielas, kas atgādina daļiņu slāņus vai parafīna kristālus, kas ir redzami ar neapbruņotu aci. Šis mehānisms izskaidro jēlnaftas emulsiju novecošanās un sarežģītās deemulsifikācijas īpašības.
[Izlaists neatbilstošs, izkropļots ķīniešu teksts]
Pēdējos gados pētījumi par jēlnaftas emulsiju deemulsifikācijas mehānismiem galvenokārt ir vērsti uz pilienu koalescences procesu detalizētu raksturojumu un deemulgatoru ietekmi uz starpfāžu reoloģiskajām īpašībām. Tomēr mijiedarbība starp deemulgatoriem un emulsijām ir ārkārtīgi sarežģīta. Neskatoties uz plašajiem pētījumiem šajā jomā, līdz šim nav panākta vienota vienprātība par deemulsifikācijas mehānismiem.
Vairāki plaši atzīti deemulsifikācijas mehānismi ir aprakstīti šādi:
③Šķīdināšanas mehānisms: Viena vai neliels skaits deemulgatora molekulu var apvienoties micellās. Šādas makromolekulāras spirāles vai micellas šķīdina emulgatora molekulas, izraisot jēlnaftas emulsiju deemulgāciju.
④Salocītās deformācijas mehānisms: Mikroskopiski novērojumi apstiprina, ka ūdens/eļļas emulsijām ir dubulti vai vairāki koncentriski ūdens apvalki, kas atdalīti ar eļļas starpslāņiem. Kombinētas karsēšanas, maisīšanas un deemulsifikācijas apstrādes laikā pilienu iekšējie slāņi savstarpēji savienojas, izraisot pilienu koalescenci un deemulsifikāciju.
Turklāt vietējos pētījumos ir pētīti arī naftas-ūdenī (O/W) jēlnaftas emulsijas sistēmu deemulsifikācijas mehānismi. Pētījumi liecina, ka ideālam deemulsifikatoram jāatbilst četrām galvenajām prasībām: augsta virsmas aktivitāte, lieliska mitrināmība, pietiekama flokulācijas spēja un izcila koalescences veiktspēja.
Deemulgatori aptver plašu šķirņu klāstu. Pēc virsmaktīvo vielu kategorizācijas standartiem tos iedala četros veidos: katjonu, anjonu, nejonu un amfotēru deemulgatori.
Anjonu deemulgatoru vidū ir karboksilāti, sulfonāti un polioksietilēna taukskābju sulfātu sāļi, un tiem ir tādi trūkumi kā augstas devas prasības, viduvēja deemulgācijas efektivitāte un jutība pret elektrolītu izraisītu veiktspējas pasliktināšanos.
Katjoniskie deemulsifikatori pārsvarā ir kvaternārie amonija sāļi, kas nodrošina ievērojamu deemulsifikācijas veiktspēju vieglajai jēlnaftai, bet nav piemēroti smagajai eļļai un izturētai jēlnaftai.
Nejonu deemulgatorigalvenokārt sastāv no bloku poliēteriem, ko iniciē amīni, bloku poliēteriem, ko iniciē spirti, alkilfenola-formaldehīda sveķu bloku poliēteriem, fenola-amīna-formaldehīda sveķu bloku poliēteriem, silīciju saturošiem deemulgatoriem, īpaši augstas molekulmasas deemulgatoriem, polifosfātiem, modificētiem bloku poliēteriem, kā arī amfotēriem deemulgatoriem, ko pārstāv uz imidazolīna bāzes veidoti jēlnaftas deemulgatori.
Publicēšanas laiks: 2026. gada 9. jūlijs