Mehanizem surove naftedeemulgatorjije mehanizem faznega prenosa in obratne deformacije. Dodatek deemulgatorjev sproži fazni prehod, ki povzročipovršinsko aktivne snovi(reverzni deemulgatorji), ki tvorijo emulzije nasprotne vrste kot tiste, ki jih tvorijo emulgatorji. Takšni deemulgatorji reagirajo s hidrofobnimi emulgatorji in tvorijo komplekse, s čimer emulgatorjem odvzamejo njihovo emulgirajočo sposobnost.
Mehanizem pretrganja medfaznega filma zaradi trčenja. Pri segrevanju ali mešanju imajo deemulgatorji številne možnosti za trčenje z medfaznim filmom emulzij, adsorbiranje na medfazni film ali izpodrivanje dela površinsko aktivnih snovi. To pretrga medfazni film, drastično zmanjša njegovo stabilnost in povzroči deemulgacijo s flokulacijo in koalescenco.
Emulzije surove nafte pogosto nastajajo med proizvodnjo in rafiniranjem naftnih derivatov. Večina večjih surovih naft po svetu se pridobiva v obliki emulzij. Emulzija je sestavljena iz vsaj dveh nemešajočih se tekočin, od katerih je ena suspendirana kot izjemno fine disperzije.—kapljice s premerom približno 1 mm—v drugi tekočini.
Ena od teh tekočin je običajno voda, druga pa olje. Olje se lahko v vodi razprši kot drobne kapljice in tvori emulzijo olje v vodi, kjer voda služi kot zvezna faza, olje pa kot dispergirana faza. Nasprotno pa, ko olje deluje kot zvezna faza, voda pa kot dispergirana faza, emulzija spada med emulzije voda v olju. Večina emulzij surove nafte spada v to kategorijo.
Molekule vode se privlačijo, molekule olja pa se obnašajo enako. Vendar pa obstajajo odbojne sile med posameznimi molekulami vode in molekulami olja, ki delujejo na vmesniku olje-voda. Površinska napetost zmanjšuje površino tega vmesnika. Zaradi tega imajo kapljice vode v emulzijah voda v olju (V/O) kroglasto obliko. Poleg tega diskretne kapljice vode ponavadi tvorijo agregate, katerih skupna površina je manjša od vsote površin vseh ločenih kapljic. Posledično so emulzije, sestavljene izključno iz čiste vode in čistega olja, termodinamično nestabilne; dispergirana faza se nagiba k flokulaciji in tvori dve ločeni plasti. Medfazne odbojne sile je mogoče uravnotežiti in površinsko napetost zmanjšati z kopičenjem posebnih kemičnih snovi na vmesniku olje-voda. Tehnično se ta učinek pogosto izkorišča v industrijski proizvodnji z dodajanjem znanih emulgatorjev za ustvarjanje stabilnih emulzij. Vsaka snov, ki lahko na ta način stabilizira emulzije, mora imeti kemijsko strukturo, ki hkrati interagira z molekulami vode in olja, in sicer mora vsebovati eno hidrofilno in eno hidrofobno skupino.
Emulzije surove nafte so stabilizirane z naravnimi snovmi, ki so lastne surovi nafti in običajno vsebujejo polarne funkcionalne skupine, kot so karboksilne ali fenolne skupine. Te snovi lahko obstajajo v obliki raztopin ali koloidnih disperzij in kažejo izrazito nagnjenost k adsorpciji na končne površine. V takih primerih se večina mikrodelcev dispergira znotraj oljne faze in se kopiči na vmesniku olje-voda, kjer se poravnajo druga ob drugi s svojimi polarnimi skupinami, usmerjenimi proti vodni fazi, in na koncu tvorijo fizikalno stabilen medfazni film. Ta film je obdan s trdnimi snovmi, ki spominjajo na plasti delcev ali parafinske kristale, ki so vidni s prostim očesom. Ta mehanizem pojasnjuje staranje in težave pri deemulgiranju emulzij surove nafte.
[Nepomembno popačeno kitajsko besedilo izpuščeno]
V zadnjih letih so se raziskave mehanizmov deemulgacije emulzij surove nafte večinoma osredotočale na podrobno karakterizacijo procesov koalescence kapljic in vpliv deemulgatorjev na reološke lastnosti na površini. Kljub temu so interakcije med deemulgatorji in emulzijami izjemno kompleksne. Kljub obsežnim raziskavam na tem področju do danes ni bilo doseženega enotnega soglasja o mehanizmih deemulgacije.
Več splošno priznanih mehanizmov deemulgacije je opisanih v nadaljevanju:
3Mehanizem solubilizacije: Posamezna ali majhna količina molekul deemulgatorja se lahko združi v micele. Takšne makromolekularne zvitke ali micele solubilizirajo molekule emulgatorja, kar sproži deemulgacijo emulzij surove nafte.
4Mehanizem zgubane deformacije: Mikroskopska opazovanja potrjujejo, da imajo emulzije voda/olje dvojne ali več koncentričnih vodnih lupin, ločenih z vmesnimi plastmi olja. Pri kombiniranem segrevanju, mešanju in obdelavi z deemulgatorjem se notranje plasti kapljic medsebojno povežejo, kar povzroči koalescenco kapljic in deemulgacijo.
Poleg tega so domače raziskave preučevale tudi mehanizme deemulgacije za emulzijske sisteme olje v vodi (O/W) iz surove nafte. Študije kažejo, da mora idealen deemulgator izpolnjevati štiri ključne zahteve: močno površinsko aktivnost, odlično omočljivost, zadostno flokulacijsko sposobnost in izjemno koalescenčno delovanje.
Deemulgatorji obsegajo široko paleto vrst. Glede na standarde kategorizacije površinsko aktivnih snovi jih delimo na štiri vrste: kationske, anionske, neionske in amfoterne deemulgatorje.
Anionski deemulgatorji vključujejo karboksilate, sulfonate in polioksietilen maščobne sulfatne soli, ki imajo pomanjkljivosti, kot so visoke zahteve glede odmerjanja, povprečna učinkovitost deemulgacije in dovzetnost za poslabšanje delovanja zaradi elektrolitov.
Kationski deemulgatorji so pretežno kvaternarne amonijeve soli, ki zagotavljajo izjemno učinkovitost deemulgiranja lahke surove nafte, vendar niso primerni za težko in starano surovo nafto.
Neionski deemulgatorjiv glavnem sestavljajo blokovni polietri, inicirani z amini, blokovni polietri, inicirani z alkoholi, blokovni polietri iz alkilfenol-formaldehidne smole, blokovni polietri iz fenol-amin-formaldehidne smole, deemulgatorji, ki vsebujejo silicij, deemulgatorji z ultra visoko molekulsko maso, polifosfati, modificirani blokovni polietri, pa tudi amfoterni deemulgatorji, ki jih predstavljajo deemulgatorji iz surove nafte na osnovi imidazolina.
Čas objave: 9. julij 2026