Механізм дії сирої нафтидеемульгаториє механізмом фазового переносу-зворотної деформації. Додавання деемульгаторів запускає фазовий перехід, утворюючиповерхнево-активні речовини(зворотні деемульгатори), що утворюють емульсії протилежного типу до тих, що утворюються емульгаторами. Такі деемульгатори реагують з гідрофобними емульгаторами, утворюючи комплекси, тим самим позбавляючи емульгатори їхньої емульгуючої здатності.
Механізм розриву міжфазної плівки внаслідок зіткнення. В умовах нагрівання або перемішування деемульгатори отримують численні можливості для зіткнення з міжфазною плівкою емульсій, адсорбції на міжфазній плівці або витіснення частини поверхнево-активних речовин. Це розриває міжфазну плівку, різко знижуючи її стабільність і призводячи до деемульсації через флокуляцію та коалесценцію.
Емульсії сирої нафти часто виникають під час виробництва та переробки нафтопродуктів. Більшість основних видів сирої нафти у світі видобувають у вигляді емульсій. Емульсія складається щонайменше з двох незмішуваних рідин, одна з яких суспендована у вигляді надзвичайно дрібних дисперсій.—краплі діаметром приблизно 1 мм—в іншій рідині.
Одна з цих рідин зазвичай вода, а інша – зазвичай олія. Олія може диспергуватися у воді у вигляді крихітних крапельок, утворюючи емульсію «олія у воді», де вода служить безперервною фазою, а олія – дисперсною. І навпаки, коли олія діє як безперервна фаза, а вода – як дисперсна фаза, емульсія класифікується як «вода в олії». Більшість емульсій сирої нафти належать до цієї категорії.
Молекули води притягуються одна до одної, а молекули олії поводяться однаково. Однак між окремими молекулами води та молекулами олії існують сили відштовхування, які діють на межі розділу олія-вода. Поверхневий натяг мінімізує площу цієї межі розділу. З цієї причини краплі води в емульсіях вода в олії (В/О) набувають сферичної форми. Крім того, окремі краплі води схильні утворювати агрегати, загальна площа поверхні яких менша за суму площ поверхні всіх окремих крапель. Отже, емульсії, що складаються виключно з чистої води та чистої олії, є термодинамічно нестабільними; дисперсна фаза має тенденцію до флокуляції, утворюючи два окремі шари. Міжфазні сили відштовхування можна протидіяти, а поверхневий натяг зменшувати, накопичуючи спеціальні хімічні речовини на межі розділу олія-вода. Технічно цей ефект широко використовується в промисловому виробництві шляхом додавання відомих емульгаторів для створення стабільних емульсій. Будь-яка речовина, здатна стабілізувати емульсії таким чином, повинна мати хімічну структуру, яка взаємодіє одночасно з молекулами води та олії, а саме містити одну гідрофільну групу та одну гідрофобну групу.
Емульсії сирої нафти стабілізуються природними речовинами, властивими сирій нафті, які зазвичай містять полярні функціональні групи, такі як карбоксильні або фенольні групи. Ці речовини можуть існувати у формі розчинів або колоїдних дисперсій та демонструвати виражену схильність до адсорбції на кінцевих поверхнях. У таких випадках більшість мікрочастинок диспергуються в олійній фазі та накопичуються на межі розділу нафта-вода, де вони вирівнюються пліч-о-пліч зі своїми полярними групами, орієнтованими до водної фази, зрештою утворюючи фізично стабільну міжфазну плівку. Ця плівка інкапсульована твердими речовинами, що нагадують шари частинок або кристали парафіну, які видно неозброєним оком. Цей механізм пояснює характеристики старіння та складної деемульгації емульсій сирої нафти.
[Нерелевантний спотворений китайський текст пропущено]
В останні роки дослідження механізмів деемульсації емульсій сирої нафти значною мірою зосереджувалися на детальній характеристиці процесів коалесценції крапель та впливі деемульгаторів на міжфазні реологічні властивості. Тим не менш, взаємодія між деемульгаторами та емульсіями є надзвичайно складною. Незважаючи на широкі дослідження, проведені в цій галузі, єдиного консенсусу щодо механізмів деемульсації досі не досягнуто.
Кілька широко визнаних механізмів деемульгації описані нижче:
③Механізм розчинності: Одна або невелика кількість молекул деемульгатора можуть об'єднуватися в міцели. Такі макромолекулярні клубки або міцели розчиняють молекули емульгатора, запускаючи деемульгацію емульсій сирої нафти.
④Механізм складчастої деформації: Мікроскопічні спостереження підтверджують, що емульсії вода/масло мають подвійні або множинні концентричні водні оболонки, розділені прошарками олії. При комбінованому нагріванні, перемішуванні та обробці деемульгатором внутрішні шари крапель з'єднуються між собою, викликаючи коалесценцію крапель та деемульгацію.
Крім того, вітчизняні дослідження також вивчали механізми деемульгації для емульсійних систем нафти типу «нафта у воді» (O/W). Дослідження показують, що ідеальний деемульгатор повинен відповідати чотирьом ключовим вимогам: висока поверхнева активність, відмінна змочуваність, достатня флокуляційна здатність та видатні показники коалесценції.
Деемульгатори охоплюють широкий спектр різновидів. За стандартами категоризації поверхнево-активних речовин вони поділяються на чотири типи: катіонні, аніонні, неіонні та амфотерні деемульгатори.
Аніонні деемульгатори включають карбоксилати, сульфонати та солі поліоксіетилену жирних сульфатів, які мають такі недоліки, як високі вимоги до дозування, посередня ефективність деемульгації та схильність до погіршення продуктивності, викликаного електролітами.
Катіонні деемульгатори – це переважно четвертинні солі амонію, які забезпечують чудову деемульгацію легкої сирої нафти, але не підходять для важкої та витриманої сирої нафти.
Неіонні деемульгаторив основному складаються з блокових поліефірів, ініційованих амінами, блокових поліефірів, ініційованих спиртами, блокових поліефірів алкілфенолформальдегідних смол, блокових поліефірів фенол-амінформальдегідних смол, кремнійвмісних деемульгаторів, деемульгаторів надвисокої молекулярної маси, поліфосфатів, модифікованих блокових поліефірів, а також амфотерних деемульгаторів, представлених деемульгаторами на основі імідазоліну з сирої нафти.
Час публікації: 09 липня 2026 р.