Mekanismen för råoljademulgeringsmedelär fasöverförings-omvänd deformationsmekanismen. Tillsatsen av demulgeringsmedel utlöser en fasövergång, vilket producerartensider(omvända demulgeringsmedel) som bildar emulsioner av motsatt typ jämfört med de som bildas av emulgeringsmedel. Sådana demulgeringsmedel reagerar med hydrofoba emulgeringsmedel för att bilda komplex, vilket berövar emulgeringsmedlen deras emulgerande förmåga.
Kollisionsmekanism för gränsskiktsbrott. Under uppvärmning eller omrörning får demulgeringsmedel stora möjligheter att kollidera med emulsionernas gränsskikt, adsorbera på gränsskiktet eller tränga undan delar av de ytaktiva ämnena. Detta spränger gränsskiktet, vilket drastiskt minskar dess stabilitet och leder till demulgering via flockulering och koalescens.
Råoljeemulsioner uppstår ofta under produktion och raffinering av petroleumprodukter. De flesta större råoljor världen över utvinns i form av emulsioner. En emulsion består av minst två oblandbara vätskor, varav en är suspenderad som extremt fina dispersioner.—droppar med en diameter på cirka 1 mm—i den andra vätskan.
En av dessa vätskor är vanligtvis vatten, och den andra är typiskt olja. Olja kan dispergeras som små droppar i vatten och bilda en olja-i-vatten-emulsion, där vatten fungerar som kontinuerlig fas och olja som dispergerad fas. Omvänt, när olja fungerar som kontinuerlig fas och vatten som dispergerad fas, klassificeras emulsionen som vatten-i-olja. Majoriteten av råoljeemulsioner faller inom denna kategori.
Vattenmolekyler attraherar varandra, och oljemolekyler beter sig identiskt. Emellertid finns det repulsiva krafter mellan enskilda vattenmolekyler och oljemolekyler, vilka verkar vid gränsytan mellan olja och vatten. Ytspänning minimerar arean av detta gränssnitt. Av denna anledning antar vattendroppar i vatten-i-olja (W/O)-emulsioner en sfärisk form. Dessutom tenderar diskreta vattendroppar att bilda aggregat vars totala ytarea är mindre än summan av ytorna på alla separata droppar. Följaktligen är emulsioner som enbart består av rent vatten och ren olja termodynamiskt instabila; den dispergerade fasen tenderar att flockulera och bilda två distinkta lager. De repulsiva krafterna vid gränsytorna kan motverkas och ytspänningen minskas genom att ackumulera speciella kemiska ämnen vid gränsytan mellan olja och vatten. Tekniskt sett utnyttjas denna effekt i stor utsträckning inom industriell produktion genom att tillsätta välkända emulgeringsmedel för att generera stabila emulsioner. Alla ämnen som kan stabilisera emulsioner på detta sätt måste ha en kemisk struktur som interagerar med både vatten- och oljemolekyler samtidigt, nämligen innehålla en hydrofil grupp och en hydrofob grupp.
Råoljeemulsioner stabiliseras av naturliga ämnen som finns i råolja, vilka vanligtvis bär polära funktionella grupper såsom karboxyl- eller fenolgrupper. Dessa ämnen kan existera i form av lösningar eller kolloidala dispersioner och uppvisar en uttalad tendens att adsorberas på terminala ytor. I sådana fall sprider sig de flesta mikropartiklar i oljefasen och ackumuleras vid gränsytan mellan olja och vatten, där de riktar sig sida vid sida med sina polära grupper orienterade mot vattenfasen, vilket slutligen bildar en fysikaliskt stabil gränssnittsfilm. Denna film är inkapslad av fasta ämnen som liknar partikelformiga lager eller paraffinkristaller, vilka är synliga för blotta ögat. Denna mekanism förklarar åldrandet och de svåra demulgeringsegenskaperna hos råoljeemulsioner.
[Irrelevant förvrängd kinesisk text utelämnad]
Under senare år har forskningen om demulgeringsmekanismer i råoljeemulsioner i stor utsträckning fokuserat på detaljerad karakterisering av droppkoalescensprocesser och demulgeringsmedels inverkan på gränssnittets reologiska egenskaper. Icke desto mindre är interaktionerna mellan demulgeringsmedel och emulsioner extremt komplexa. Trots omfattande forskning inom detta område har ingen enad konsensus om demulgeringsmekanismer nåtts hittills.
Flera allmänt erkända demulsifieringsmekanismer beskrivs enligt följande:
③Löslighetsmekanism: En enda eller ett litet antal demulgeringsmedelsmolekyler kan samlas till miceller. Sådana makromolekylära spolar eller miceller löser upp emulgeringsmedelsmolekyler, vilket utlöser demulgering av råoljeemulsioner.
④Vikt deformationsmekanism: Mikroskopiska observationer bekräftar att vatten/olja-emulsioner har dubbla eller flera koncentriska vattenskal separerade av oljemellanlager. Under kombinerad uppvärmning, omrörning och demulgeringsbehandling sammankopplas de inre skikten av droppar, vilket inducerar droppkoalescens och demulgering.
Dessutom har inhemsk forskning även undersökt demulgeringsmekanismer för olja-i-vatten (O/W) råoljeemulsionssystem. Studier visar att en idealisk demulgeringsmedel måste uppfylla fyra nyckelkrav: stark ytaktivitet, utmärkt vätbarhet, tillräcklig flockuleringskapacitet och enastående koalescensprestanda.
Demulgeringsmedel omfattar ett brett spektrum av varianter. Klassificerade efter standarder för kategorisering av tensider, delas de in i fyra typer: katjoniska, anjoniska, nonjoniska och amfotära demulgeringsmedel.
Anjoniska demulgeringsmedel innefattar karboxylater, sulfonater och polyoxietylenfettsulfatsalter, vilka har nackdelar såsom höga doseringskrav, medioker demulgeringseffektivitet och känslighet för prestandaförsämring inducerad av elektrolyter.
Katjoniska demulgeringsmedel är huvudsakligen kvaternära ammoniumsalter, vilka ger anmärkningsvärd demulgeringsprestanda för lätt råolja men är olämpliga för tungolja och lagrad råolja.
Nonjoniska demulgeringsmedelbestår huvudsakligen av blockpolyetrar initierade av aminer, blockpolyetrar initierade av alkoholer, alkylfenol-formaldehydhartsblockpolyetrar, fenol-amin-formaldehydhartsblockpolyetrar, kiselinnehållande demulgeringsmedel, demulgeringsmedel med ultrahög molekylvikt, polyfosfater, modifierade blockpolyetrar, samt amfotära demulgeringsmedel representerade av imidazolinbaserade råoljedemulgeringsmedel.
Publiceringstid: 9 juli 2026