Mekanisme penyahmulsi minyak mentah berakar umbi dalam prinsip pemindahan fasa-ubah bentuk terbalik. Setelah penambahan penyahmulsi, peralihan fasa berlaku: surfaktan yang mampu menghasilkan jenis emulsi yang bertentangan dengan yang dibentuk oleh pengemulsi (dikenali sebagai penyahmulsi fasa terbalik) akan terbentuk. Penyahmulsi sedemikian bertindak balas dengan pengemulsi hidrofobik untuk membentuk kompleks, sekali gus melucutkan kapasiti pengemulsi pengemulsi.
Satu lagi mekanisme ialah pecahnya filem antara muka yang disebabkan oleh perlanggaran. Di bawah keadaan pemanasan atau pengadukan, penyahmulsi mempunyai peluang yang mencukupi untuk berlanggar dengan filem antara muka emulsi, sama ada terserap ke atasnya atau menggantikan dan menggantikan bahagian bahan aktif permukaan, sekali gus memecahkan filem. Ini secara drastik mengurangkan kestabilan, menyebabkan penggumpalan dan penggabungan yang membawa kepada demulsifikasi.
Emulsi minyak mentah kerap timbul dalam pengeluaran dan penapisan produk petroleum. Kebanyakan minyak mentah utama dunia diperoleh dalam keadaan emulsi. Emulsi terdiri daripada sekurang-kurangnya dua cecair yang tidak boleh campur tangan, salah satunya tersebar halus—titisan berdiameter kira-kira 1 μm—di dalam cecair yang satu lagi.
Salah satu cecair ini biasanya air, dan yang satu lagi biasanya minyak. Minyak mungkin tersebar begitu halus di dalam air sehingga emulsi menjadi jenis minyak-dalam-air (O/W), di mana air adalah fasa berterusan dan minyak fasa tersebar. Sebaliknya, jika minyak membentuk fasa berterusan dan menyiram fasa tersebar, emulsi adalah jenis air-dalam-minyak (A/W)—kebanyakan emulsi minyak mentah tergolong dalam kategori yang terakhir ini.
Molekul air menarik antara satu sama lain, begitu juga molekul minyak; namun antara molekul air dan minyak individu terdapat daya tolakan yang aktif pada antara muka mereka. Tegangan permukaan meminimumkan luas antara muka, jadi titisan dalam emulsi W/O cenderung ke arah kesferaan. Tambahan pula, titisan individu menggalakkan pengagregatan, yang jumlah luas permukaannya lebih kecil daripada jumlah luas titisan yang berasingan. Oleh itu, emulsi air tulen dan minyak tulen secara semula jadi tidak stabil: fasa tersebar tertarik ke arah penggabungan, membentuk dua lapisan terpisah setelah tolakan antara muka diatasi—contohnya, melalui pengumpulan bahan kimia khusus pada antara muka, yang menurunkan tegangan permukaan. Secara teknologi, banyak aplikasi memanfaatkan kesan ini dengan menambahkan pengemulsi yang terkenal untuk menghasilkan emulsi yang stabil. Sebarang bahan yang menstabilkan emulsi dengan cara ini mesti mempunyai struktur kimia yang membolehkan interaksi serentak dengan molekul air dan minyak—iaitu, ia harus mengandungi kumpulan hidrofilik dan kumpulan hidrofobik.
Emulsi minyak mentah bergantung kepada kestabilannya kepada bahan semula jadi di dalam minyak, selalunya mengandungi kumpulan kutub seperti kumpulan karboksil atau fenolik. Ini mungkin wujud sebagai larutan atau serakan koloid, yang memberikan pengaruh tertentu apabila dilekatkan pada antara muka. Dalam kes sedemikian, kebanyakan zarah tersebar dalam fasa minyak dan terkumpul pada antara muka minyak-air, sejajar bersebelahan dengan kumpulan kutubnya yang berorientasikan ke arah air. Lapisan antara muka yang stabil secara fizikal kemudiannya terbentuk, serupa dengan sarung pepejal yang menyerupai lapisan zarah atau kekisi kristal parafin. Pada mata kasar, ini menjelma sebagai salutan yang membaluti lapisan antara muka. Mekanisme ini menjelaskan penuaan emulsi minyak mentah dan kesukaran untuk memecahkannya.
Dalam beberapa tahun kebelakangan ini, penyelidikan mengenai mekanisme demulsifikasi emulsi minyak mentah telah banyak tertumpu pada penyiasatan berskala halus tentang proses penggabungan titisan dan kesan demulsifier terhadap sifat reologi antara muka. Namun, oleh kerana tindakan demulsifier terhadap emulsi adalah sangat kompleks, dan meskipun terdapat kajian yang meluas dalam bidang ini, tiada teori mekanisme demulsifikasi yang bersatu telah muncul.
Beberapa mekanisme telah dikenal pasti pada masa ini:
③ Mekanisme pelarutan– Satu molekul atau beberapa molekul demulsifier boleh membentuk misel; gegelung makromolekul atau misel ini melarutkan molekul pengemulsi, lalu mempercepatkan penguraian minyak mentah yang diemulsi.
④ Mekanisme ubah bentuk berlipat– Pemerhatian mikroskopik mendedahkan bahawa emulsi W/O mempunyai cangkerang air berganda atau berbilang, dengan cangkerang minyak diapit di antaranya. Di bawah kesan gabungan pemanasan, pengacakan dan tindakan penyahmulsifikasi, lapisan dalaman titisan menjadi saling berkaitan, yang membawa kepada penggabungan dan penyahmulsifikasi titisan.
Di samping itu, kajian domestik mengenai mekanisme demulsifikasi untuk sistem minyak mentah emulsi O/W menunjukkan bahawa demulsifier yang ideal mesti memenuhi kriteria berikut: aktiviti permukaan yang kuat; prestasi pembasahan yang baik; kuasa penggumpalan yang mencukupi; dan keupayaan penyatuan yang berkesan.
Demulsifier terdapat dalam pelbagai jenis; dikelaskan mengikut jenis surfaktan, ia termasuk jenis kationik, anionik, nonionik dan zwitterionik.
Demulsifier anionik: karboksilat, sulfonat, ester sulfat asid lemak polioksietilena, dsb.—kelemahan termasuk dos yang tinggi, keberkesanan yang lemah dan kerentanan terhadap prestasi yang berkurangan dengan kehadiran elektrolit.
Demulsifier kationik: terutamanya garam ammonium kuaterner—berkesan untuk minyak ringan tetapi tidak sesuai untuk minyak berat atau minyak yang telah lama digunakan.
Penyahmulsi bukan ionik: kopolimer blok yang dimulakan oleh amina; kopolimer blok yang dimulakan oleh alkohol; kopolimer blok resin alkilfenol-formaldehid; kopolimer blok resin fenol-amina-formaldehid; penyahmulsi berasaskan silikon; penyahmulsi berat molekul ultra tinggi; polifosfat; kopolimer blok diubah suai; dan penyahmulsi zwitterionik yang diwakili oleh penyahmulsi minyak mentah berasaskan imidazolin.
Masa siaran: 04 Dis-2025