Механизмот на демулгаторите за сурова нафта е вкоренет во принципот на фазен трансфер-обратна деформација. По додавањето на демулгатор, се јавува фазен премин: се создаваат сурфактанти способни да генерираат емулзија спротивна на онаа формирана од емулгаторот (познати како демулгатори со обратна фаза). Ваквите демулгатори реагираат со хидрофобни емулгатори за да формираат комплекси, со што го лишуваат емулгаторот од неговиот емулгаторски капацитет.
Друг механизам е пукање на меѓуфазниот филм предизвикано од судир. Под услови на загревање или мешање, демулгаторот има голема можност да се судри со меѓуфазниот филм на емулзијата, или адсорбирајќи се на него или поместувајќи и заменувајќи делови од површински активните супстанции, со што се пука филмот. Ова драстично ја намалува стабилноста, предизвикувајќи флокулација и коалесценција што доведува до демулгификација.
Емулзиите од сурова нафта често се појавуваат при производството и рафинирањето на нафтени производи. Повеќето од примарните сурови масла во светот се добиваат во емулгирана состојба. Емулзијата се состои од најмалку две немешливи течности, од кои едната е фино дисперзирана - капки со дијаметар од приближно 1 μm - во другата.
Една од овие течности е типично вода, а другата обично масло. Маслото може да биде толку фино дисперзирано во вода што емулзијата станува од типот масло-во-вода (O/W), каде што водата е континуирана фаза, а маслото дисперзирана фаза. Обратно, ако маслото ја формира континуираната фаза, а водата дисперзирана фаза, емулзијата е од типот вода-во-масло (W/O) - повеќето емулзии на сурова нафта припаѓаат на оваа втора категорија.
Молекулите на водата се привлекуваат едни со други, како и молекулите на маслото; сепак, помеѓу поединечните молекули на вода и масло постои одбивна сила активна на нивната меѓусебна површина. Површинскиот напон ја минимизира меѓусебната површина, па капките во W/O емулзија имаат тенденција кон сферичност. Покрај тоа, поединечните капки фаворизираат агрегација, чија вкупна површина е помала од збирот на одделните површини на капките. Така, емулзијата од чиста вода и чисто масло е по природа нестабилна: дисперзираната фаза гравитира кон спојување, формирајќи два одделени слоја откако ќе се неутрализира меѓусебната одбивност - на пример, со акумулација на специјални хемикалии на меѓусебната површина, што го намалува површинскиот напон. Технолошки, многу апликации го искористуваат овој ефект со додавање на добро познати емулгатори за да се произведат стабилни емулзии. Секоја супстанција што стабилизира емулзија на овој начин мора да поседува хемиска структура што овозможува истовремена интеракција со молекулите на водата и маслото - односно, треба да содржи хидрофилна група и хидрофобна група.
Емулзиите на сурова нафта ја должат својата стабилност на природните супстанции во маслото, кои често носат поларни групи како што се карбоксилни или фенолни групи. Тие можат да постојат како раствори или колоидни дисперзии, кои вршат посебно влијание кога се прикачени на меѓумемориите. Во такви случаи, повеќето честички се дисперзираат во нафтената фаза и се акумулираат на меѓумеморијата масло-вода, порамнувајќи се рамо до рамо со нивните поларни групи ориентирани кон водата. Така, се формира физички стабилен меѓумемориски слој, сличен на цврста обвивка што личи на слој од честички или парафинска кристална решетка. Со голо око, ова се манифестира како обвивка што го обвиткува меѓумеморискиот слој. Овој механизам го објаснува стареењето на емулзиите на сурова нафта и тешкотијата при нивното кршење.
Во последниве години, истражувањата за механизмите за демулгификација на емулзии на сурова нафта се фокусираа главно на фино истражување на процесите на коалесценција на капките и влијанието на демулгаторите врз меѓуфазните реолошки својства. Сепак, бидејќи дејството на демулгаторите врз емулзиите е многу сложено и покрај обемните студии во оваа област, не се појави унифицирана теорија за механизмот на демулгификација.
Во моментов се препознаваат неколку механизми:
③ Механизам на растворање – Една молекула или неколку молекули од демулгаторот можат да формираат мицели; овие макромолекуларни спирали или мицели ги раствораат молекулите на емулгаторот, предизвикувајќи го распаѓањето на емулгираната сурова нафта.
④ Механизам на превиткана деформација – Микроскопските набљудувања откриваат дека W/O емулзиите поседуваат двојни или повеќекратни водни обвивки, со маслени обвивки сместени меѓу нив. Под комбинираните ефекти на загревање, мешање и дејство на демулгатор, внатрешните слоеви на капките стануваат меѓусебно поврзани, што доведува до спојување на капките и демулгификација.
Дополнително, домашните истражувања за механизмите за демулгификација за системи за емулгирана сурова нафта од O/W сугерираат дека идеалниот демулгатор мора да ги исполнува следниве критериуми: силна површинска активност; добри перформанси на навлажнување; доволна моќ на флокулација; и ефикасна способност за спојување.
Демулгаторите се достапни во голем број; класифицирани според типовите на сурфактанти, тие вклучуваат катјонски, анјонски, нејонски и цвитерјонски варијанти.
Анјонски демулгатори: карбоксилати, сулфонати, естри на сулфат на полиоксиетиленски масни киселини, итн. - недостатоците вклучуваат висока доза, слаба ефикасност и подложност на намалени перформанси во присуство на електролити.
Катјонски демулгатори: главно кватернарни амониумови соли - ефикасни за лесни масла, но несоодветни за тешки или зрели масла.
Нејонски демулгатори: блок кополимери иницирани од амини; блок кополимери иницирани од алкохоли; блок кополимери од алкилфенол-формалдехидна смола; блок кополимери од фенол-амин-формалдехидна смола; демулгатори на база на силикон; демулгатори со ултра висока молекуларна тежина; полифосфати; модифицирани блок кополимери; и цвитерионски демулгатори претставени со демулгатори за сурова нафта на база на имидазолин.
Време на објавување: 04.12.2025