Het mechanisme van ruwe oliedemulgatorenis het faseoverdracht-omgekeerde vervormingsmechanisme. De toevoeging van demulgatoren veroorzaakt een faseovergang, wat leidt tot de productie vanoppervlakteactieve stoffen(omgekeerde demulgatoren) die emulsies vormen van het tegenovergestelde type als die gevormd door emulgatoren. Zulke demulgatoren reageren met hydrofobe emulgatoren en vormen complexen, waardoor de emulgatoren hun emulgerende vermogen verliezen.
Mechanisme van breuk van de grensvlakfilm door botsing. Onder verhitting of roeren krijgen demulgatoren volop mogelijkheden om te botsen met de grensvlakfilm van emulsies, eraan te adsorberen of een deel van de oppervlakteactieve stoffen te verdringen. Dit scheurt de grensvlakfilm, waardoor de stabiliteit ervan drastisch afneemt en demulsificatie optreedt via flocculatie en coalescentie.
Tijdens de productie en raffinage van aardolieproducten ontstaan vaak ruwe-olie-emulsies. De meeste belangrijke ruwe oliën wereldwijd worden gewonnen in de vorm van emulsies. Een emulsie bestaat uit ten minste twee niet-mengbare vloeistoffen, waarvan er één is gesuspendeerd als een zeer fijne dispersie.—druppeltjes met een diameter van ongeveer 1 mm—in de andere vloeistof.
Een van deze vloeistoffen is meestal water en de andere doorgaans olie. Olie kan zich als kleine druppeltjes in water verspreiden, waardoor een olie-in-water-emulsie ontstaat, waarbij water de continue fase is en olie de gedispergeerde fase. Omgekeerd, wanneer olie de continue fase is en water de gedispergeerde fase, wordt de emulsie geclassificeerd als water-in-olie. De meeste ruwe-olie-emulsies vallen in deze categorie.
Watermoleculen trekken elkaar aan en oliemoleculen gedragen zich identiek. Er bestaan echter afstotende krachten tussen individuele watermoleculen en oliemoleculen, die werken aan het olie-watergrensvlak. Oppervlaktespanning minimaliseert het oppervlak van dit grensvlak. Om die reden nemen waterdruppels in water-in-olie (W/O) emulsies een bolvorm aan. Bovendien hebben afzonderlijke waterdruppels de neiging aggregaten te vormen waarvan het totale oppervlak kleiner is dan de som van de oppervlakken van alle afzonderlijke druppels. Bijgevolg zijn emulsies die uitsluitend uit zuiver water en zuivere olie bestaan thermodynamisch instabiel; de gedispergeerde fase heeft de neiging te flocculeren en twee afzonderlijke lagen te vormen. De afstotende krachten aan het grensvlak kunnen worden tegengegaan en de oppervlaktespanning kan worden verlaagd door de accumulatie van speciale chemische stoffen aan het olie-watergrensvlak. Technisch gezien wordt dit effect op grote schaal in de industriële productie benut door bekende emulgatoren toe te voegen om stabiele emulsies te creëren. Elke stof die op deze manier emulsies kan stabiliseren, moet een chemische structuur bezitten die tegelijkertijd met water- en oliemoleculen reageert, namelijk door één hydrofiele en één hydrofobe groep te bevatten.
Emulsies van ruwe olie worden gestabiliseerd door natuurlijke stoffen die van nature in ruwe olie voorkomen en die doorgaans polaire functionele groepen bevatten, zoals carboxyl- of fenolgroepen. Deze stoffen kunnen voorkomen in de vorm van oplossingen of colloïdale dispersies en vertonen een uitgesproken neiging tot adsorptie aan eindoppervlakken. In dergelijke gevallen verspreiden de meeste microdeeltjes zich in de oliefase en hopen ze zich op aan het olie-watergrensvlak, waar ze zich naast elkaar positioneren met hun polaire groepen gericht naar de waterfase, waardoor uiteindelijk een fysiek stabiele grensvlakfilm ontstaat. Deze film wordt ingekapseld door vaste stoffen die lijken op deeltjeslagen of paraffinekristallen, die met het blote oog zichtbaar zijn. Dit mechanisme verklaart de veroudering en de moeilijk te demulgeren eigenschappen van ruwe-olie-emulsies.
[Irrelevante, onduidelijke Chinese tekst weggelaten]
Het onderzoek naar demulsificatiemechanismen van ruwe-olie-emulsies heeft zich de afgelopen jaren grotendeels gericht op de gedetailleerde karakterisering van de processen van druppelcoalescentie en de invloed van demulgatoren op de reologische eigenschappen van het grensvlak. De interacties tussen demulgatoren en emulsies zijn echter uiterst complex. Ondanks uitgebreid onderzoek op dit gebied is er tot op heden geen consensus bereikt over de demulsificatiemechanismen.
Hieronder worden verschillende algemeen erkende demulsificatiemechanismen beschreven:
③Oplossingsmechanisme: Een enkel of een klein aantal demulgatormoleculen kan zich samenvoegen tot micellen. Zulke macromoleculaire spiralen of micellen lossen de emulgatormoleculen op, waardoor de demulsificatie van ruwe-olie-emulsies op gang komt.
④Mechanisme van gevouwen vervorming: Microscopische waarnemingen bevestigen dat W/O-emulsies dubbele of meervoudige concentrische waterschillen hebben, gescheiden door olielagen. Onder gecombineerde verhitting, roeren en behandeling met een demulgator verbinden de interne lagen van de druppels zich met elkaar, wat leidt tot het samensmelten van de druppels en demulsificatie.
Daarnaast is er in eigen land ook onderzoek gedaan naar demulsificatiemechanismen voor olie-in-water (O/W) ruwe-olie-emulsiesystemen. Uit studies blijkt dat een ideale demulgator aan vier belangrijke eisen moet voldoen: sterke oppervlakteactiviteit, uitstekende bevochtigbaarheid, voldoende flocculatievermogen en uitstekende coalescentieprestaties.
Demulgatoren omvatten een breed scala aan varianten. Geklassificeerd volgens de normen voor oppervlakteactieve stoffen, vallen ze in vier typen uiteen: kationische, anionische, niet-ionische en amfotere demulgatoren.
Anionische demulgatoren omvatten carboxylaten, sulfonaten en polyoxyethyleenvetsulfaatzouten, die echter nadelen hebben zoals een hoge dosering, een matige demulsificatie-efficiëntie en gevoeligheid voor prestatievermindering door elektrolyten.
Kationische demulgatoren zijn voornamelijk quaternaire ammoniumzouten, die opmerkelijke demulsificatieprestaties leveren voor lichte ruwe olie, maar ongeschikt zijn voor zware olie en verouderde ruwe olie.
Niet-ionische demulgatorenZe bestaan hoofdzakelijk uit blokpolyethers geïnitieerd door aminen, blokpolyethers geïnitieerd door alcoholen, alkylfenol-formaldehydeharsblokpolyethers, fenol-amine-formaldehydeharsblokpolyethers, siliciumhoudende demulgatoren, demulgatoren met een ultrahoog moleculair gewicht, polyfosfaten, gemodificeerde blokpolyethers, evenals amfotere demulgatoren, vertegenwoordigd door imidazoline-gebaseerde ruwe-olie-demulgatoren.
Geplaatst op: 09-07-2026