Механизам деемулгатора сирове нафте заснован је на принципу фазног преноса и обрнуте деформације. Након додавања деемулгатора, долази до фазног прелаза: настају сурфактанти способни да генеришу емулзију супротног типа од оне коју формира емулгатор (познати као деемулгатори обрнуте фазе). Такви деемулгатори реагују са хидрофобним емулгаторима и формирају комплексе, чиме се емулгатору одузима његов емулгаторски капацитет.
Други механизам је пуцање међуповршинског филма изазвано сударом. Под условима загревања или мешања, деемулгатор има велике могућности да се судари са међуповршинским филмом емулзије, било да се адсорбује на њега или да помери и замени делове површински активних супстанци, чиме се пуца филм. Ово драстично смањује стабилност, подстичући флокулацију и коалесценцију што доводи до деемулгирања.
Емулзије сирове нафте често настају у производњи и рафинацији нафтних деривата. Већина светских примарних сирових нафта добија се у емулгованом стању. Емулзија се састоји од најмање две течности које се не мешају једна са другом, од којих је једна фино диспергована – капљице пречника отприлике 1 μm – унутар друге.
Једна од ових течности је обично вода, друга обично уље. Уље може бити тако фино дисперговано у води да емулзија постаје типа уље-у-води (О/В), где је вода континуирана фаза, а уље диспергована фаза. Супротно томе, ако уље формира континуирану фазу, а вода дисперговану фазу, емулзија је типа вода-у-уљу (В/О) – већина емулзија сирове нафте припада овој последњој категорији.
Молекули воде се привлаче, као и молекули уља; ипак, између појединачних молекула воде и уља постоји одбојна сила која делује на њиховој површини. Површински напон минимизира површину међуповршине, тако да капљице у емулзији В/У теже ка сферичности. Штавише, појединачне капљице фаворизују агрегацију, чија је укупна површина мања од збира површина одвојених капљица. Дакле, емулзија чисте воде и чистог уља је инхерентно нестабилна: диспергована фаза гравитира ка коалесценцији, формирајући два одвојена слоја када се сузбије одбијање међуповршине - на пример, акумулацијом специјалних хемикалија на граници, што смањује површински напон. Технолошки, многе примене користе овај ефекат додавањем добро познатих емулгатора за производњу стабилних емулзија. Било која супстанца која стабилизује емулзију на овај начин мора поседовати хемијску структуру која омогућава истовремену интеракцију са молекулима воде и уља - то јест, требало би да садржи хидрофилну групу и хидрофобну групу.
Емулзије сирове нафте дугују своју стабилност природним супстанцама у нафти, које често носе поларне групе као што су карбоксилне или фенолне групе. Оне могу постојати као раствори или колоидне дисперзије, вршећи посебан утицај када су везане за међуповршине. У таквим случајевима, већина честица се диспергује у уљној фази и акумулира на међуповршини уља и воде, поравнавајући се једна поред друге са својим поларним групама оријентисаним према води. Тако се формира физички стабилан међуповршински слој, сличан чврстом омотачу који подсећа на слој честица или парафинску кристалну решетку. Голим оком се ово манифестује као премаз који обавија међуповршински слој. Овај механизам објашњава старење емулзија сирове нафте и тешкоћу њиховог разбијања.
Последњих година, истраживања механизама деемулгирања емулзија сирове нафте углавном су се фокусирала на истраживање процеса коалесценције капљица на финим размерама и утицај деемулгатора на међуповршинска реолошка својства. Међутим, пошто је дејство деемулгатора на емулзије веома сложено, и упркос опсежним студијама у овој области, није се појавила јединствена теорија механизма деемулгирања.
Тренутно је препознато неколико механизама:
③ Механизам растварања – Један молекул или неколико молекула деемулгатора могу формирати мицеле; ови макромолекуларни спирале или мицеле растварају молекуле емулгатора, убрзавајући разградњу емулговане сирове нафте.
④ Механизам пресавијене деформације – Микроскопска посматрања показују да емулзије В/У поседују двоструке или вишеструке водене љуске, са уљним љускама између њих. Под комбинованим ефектима загревања, мешања и деемулгатора, унутрашњи слојеви капљица се међусобно повезују, што доводи до коалесценције капљица и деемулгирања.
Поред тога, домаћа истраживања о механизмима деемулгирања за системе емулговане сирове нафте у уљу и води сугеришу да идеалан деемулгатор мора да испуњава следеће критеријуме: јаку површинску активност; добре перформансе квашења; довољну моћ флокулације; и ефикасну способност коалесцирања.
Деемулгатори долазе у великој мери; класификовани по типовима сурфактаната, укључују катјонске, ањонске, нејонске и цвитерјонске варијанте.
Анјонски деемулгатори: карбоксилати, сулфонати, полиоксиетилен сулфатни естри масних киселина итд. - недостаци укључују високу дозу, слабу ефикасност и подложност смањеним перформансама у присуству електролита.
Катјонски деемулгатори: углавном кватернарне амонијумове соли - ефикасне за лака уља, али непогодне за тешка или стара уља.
Нејонски деемулгатори: блок кополимери иницирани аминима; блок кополимери иницирани алкохолима; блок кополимери алкилфенол-формалдехидне смоле; блок кополимери фенол-амин-формалдехидне смоле; деемулгатори на бази силикона; деемулгатори ултра високе молекулске тежине; полифосфати; модификовани блок кополимери; и цвитерјонски деемулгатори представљени деемулгаторима сирове нафте на бази имидазолина.
Време објаве: 04.12.2025.