Mekanismen til råoljedemulgatorerer faseoverførings-revers deformasjonsmekanismen. Tilsetning av demulgatorer utløser en faseovergang, som produsereroverflateaktive stoffer(revers demulgatorer) som danner emulsjoner av motsatt type av de som dannes av emulgatorer. Slike demulgatorer reagerer med hydrofobe emulgatorer for å danne komplekser, og fratar dermed emulgatorene deres emulgerende kapasitet.
Kollisjonsmekanisme for grenseflatefilmbrudd. Under oppvarming eller omrøring får demulgatorer rikelig med muligheter til å kollidere med grenseflatefilmen i emulsjoner, adsorbere på grenseflatefilmen eller fortrenge deler av de overflateaktive stoffene. Dette ødelegger grenseflatefilmen, noe som reduserer stabiliteten drastisk og fører til demulgering via flokkulering og koalesens.
Råoljeemulsjoner oppstår ofte under produksjon og raffinering av petroleumsprodukter. De fleste store råoljer over hele verden utvinnes i form av emulsjoner. En emulsjon består av minst to ikke-blandbare væsker, hvorav den ene er suspendert som ekstremt fine dispersjoner.—dråper med en diameter på omtrent 1 mm—i den andre væsken.
En av disse væskene er vanligvis vann, og den andre er typisk olje. Olje kan dispergere seg som små dråper i vann, og danne en olje-i-vann-emulsjon, hvor vann fungerer som den kontinuerlige fasen og olje som den dispergerte fasen. Omvendt, når olje fungerer som den kontinuerlige fasen og vann som den dispergerte fasen, klassifiseres emulsjonen som vann-i-olje. De fleste råoljeemulsjoner faller inn under denne kategorien.
Vannmolekyler tiltrekker hverandre, og oljemolekyler oppfører seg identisk. Imidlertid eksisterer det frastøtende krefter mellom individuelle vannmolekyler og oljemolekyler, som virker ved olje-vann-grensesnittet. Overflatespenning minimerer arealet av dette grensesnittet. Av denne grunn antar vanndråper i vann-i-olje (W/O)-emulsjoner en sfærisk form. Videre har separate vanndråper en tendens til å danne aggregater hvis totale overflateareal er mindre enn summen av overflatearealene til alle separate dråper. Følgelig er emulsjoner som utelukkende består av rent vann og ren olje termodynamisk ustabile; den dispergerte fasen har en tendens til å flokkulere og danne to distinkte lag. De frastøtende kreftene i grensesnittet kan motvirkes, og overflatespenningen reduseres ved å akkumulere spesielle kjemiske stoffer ved olje-vann-grensesnittet. Teknisk sett utnyttes denne effekten mye i industriell produksjon ved å tilsette velkjente emulgatorer for å generere stabile emulsjoner. Ethvert stoff som er i stand til å stabilisere emulsjoner på denne måten, må ha en kjemisk struktur som samhandler med både vann- og oljemolekyler samtidig, nemlig å inneholde én hydrofil gruppe og én hydrofob gruppe.
Råoljeemulsjoner stabiliseres av naturlige stoffer som finnes i råolje, og som vanligvis har polare funksjonelle grupper som karboksyl- eller fenolgrupper. Disse stoffene kan eksistere i form av løsninger eller kolloidale dispersjoner og viser en uttalt tendens til å adsorbere på terminale overflater. I slike tilfeller sprer de fleste mikropartiklene seg i oljefasen og akkumuleres ved olje-vann-grensesnittet, hvor de justerer seg side om side med sine polare grupper orientert mot den vandige fasen, og til slutt danner en fysisk stabil grenseflatefilm. Denne filmen er innkapslet av faste stoffer som ligner partikkelformede lag eller parafinkrystaller, som er synlige for det blotte øye. Denne mekanismen forklarer aldrings- og vanskelighetsegenskapene til råoljeemulsjoner.
[Irrelevant, forvrengt kinesisk tekst utelatt]
I de senere år har forskning på demulgeringsmekanismer i råoljeemulsjoner i stor grad fokusert på detaljert karakterisering av dråpekoalesensprosesser og demulgatorers påvirkning på grenseflatenes reologiske egenskaper. Likevel er interaksjonene mellom demulgatorer og emulsjoner ekstremt komplekse. Til tross for omfattende forskning på dette feltet, er det ikke oppnådd enighet om demulgeringsmekanismer til dags dato.
Flere allment anerkjente demulsifiseringsmekanismer er skissert som følger:
③Løselighetsmekanisme: Et enkelt eller et lite antall demulgatormolekyler kan settes sammen til miceller. Slike makromolekylære spoler eller miceller løser opp emulgatormolekyler, noe som utløser demulgering av råoljeemulsjoner.
④Foldet deformasjonsmekanisme: Mikroskopiske observasjoner bekrefter at vann/olje-emulsjoner har doble eller flere konsentriske vannskall atskilt av oljemellomlag. Under kombinert oppvarming, omrøring og demulgatorbehandling, sammenkobles de indre lagene av dråper, noe som induserer dråpekoalesens og demulgering.
I tillegg har innenlandsk forskning også undersøkt demulgeringsmekanismer for olje-i-vann (O/W) råoljeemulsjonssystemer. Studier indikerer at en ideell demulgator må oppfylle fire nøkkelkrav: sterk overflateaktivitet, utmerket fuktbarhet, tilstrekkelig flokkuleringskapasitet og enestående koalesensytelse.
Demulgatorer omfatter et bredt spekter av varianter. Klassifisert etter standarder for kategorisering av overflateaktive stoffer, faller de inn i fire typer: kationiske, anioniske, ikke-ioniske og amfotere demulgatorer.
Anioniske demulgatorer inkluderer karboksylater, sulfonater og polyoksyetylenfettsulfatsalter, som har ulemper som høye doseringskrav, middelmådig demulgeringseffektivitet og mottakelighet for ytelsesforringelse indusert av elektrolytter.
Kationiske demulgatorer er hovedsakelig kvaternære ammoniumsalter, som gir bemerkelsesverdig demulgeringsytelse for lett råolje, men er uegnet for tungolje og lagret råolje.
Ikke-ioniske demulgatorerbestår hovedsakelig av blokkpolyetere initiert av aminer, blokkpolyetere initiert av alkoholer, alkylfenol-formaldehydharpiksblokkpolyetere, fenol-amin-formaldehydharpiksblokkpolyetere, silisiumholdige demulgatorer, demulgatorer med ultrahøy molekylvekt, polyfosfater, modifiserte blokkpolyetere, samt amfotære demulgatorer representert ved imidazolinbaserte råoljedemulgatorer.
Publisert: 09.07.2026