原油破乳剂作用原理

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点击次数:302 更新时间:2016年01月05日23:16:27 打印此页 关闭

原油破乳剂作用机理

     关于如何破乳的理论有多种,基本的一种是在乳状液中有两种相对抗的力在连续不断地做功。这种理论认为,水的界面张力可使其液滴趋向彼?#21496;?#32467;,形成粒径较大的液滴,靠重力从油中分离出来。另一方面,乳化剂存在于液滴周围,促使液滴悬浮并彼此稳定,必须破坏乳化剂的这种稳定作用才能破乳。破乳理论的?#34892;?#26159;关于应用化学剂、加热和电力改变乳化物原来的状态。

     化学破乳理论认为:化学破乳剂能中和存在着的乳化剂,破坏油包水型乳状液,并使固相聚集,从而破乳。另一种理论认为,化学破乳剂能引起乳化剂变得脆弱并降低它膨胀的能力,破乳剂破乳作用的关键是取代吸附在油水界面上的天然乳化剂,降低界面膜的弹性和粘性,从而降低其强度,加速液滴的聚结。当加热时,使?#35805;?#35065;的水膨胀,打破了易碎的乳化膜。使乳状液解体。但是?#34892;?#21270;学剂不必加热也可破乳,为了解释这一点,热理论的信奉者认为,化学破乳剂不仅使界面膜变得脆弱,而且也引起界面膜充分收缩而产生破碎作用。

     热学理论认为:该领域存有两种基本理论。第一种是假设微小液滴有着类似于布朗运动的现象,加热增加液滴的动量,导致更大力量的碰撞,使膜破裂,水滴聚结。第二种是认为加热降低了连续相油的粘度,促使碰撞力加大,同时,热可以使水滴的?#20004;?#36895;度加快。

    电学理论认为:乳状液的界面膜是由外部带电的极性分子组成,它们很容易干扰或吸引水滴。而电场能导致乳状?#20309;?#31890;相互吸引,它们沿着静电力线重新排列,使界面膜不能长期稳定下来,促使附近的水滴游离聚结,直到它们变得足够大时,靠自身的重力?#20004;?#19979;来。

     较长时间以来,国外报道了大量原油破乳剂的研究结果,但对于原油破乳机理及影响因素的相关性规律研?#21487;?#23569;。进入20世纪80年代以来,这方面的研究逐渐增多。由于破乳剂的作用机理比较复杂,所提出的各种见解也只能供读者参考。

破乳剂破乳过程

一般认为破乳剂的破乳过程可分为三个阶段:

1加入破乳剂

将破乳剂加到原油乳状液中,让它分布在整个油相中,并进入到要被破坏的乳状液水滴上。破乳剂渗入到被乳化的水滴的保护层,并破坏保护层。

油溶性的破乳剂以分子状态分布于油相当中,它向乳化水滴表面层的移动是纯粹的分子扩散运动。水溶性破乳剂则首先要从水相进入油相,在油相中进行再分配以后,再扩散到乳化的水滴上。因此,它进行了两种扩散,即分子扩散和对流扩散,这就是水溶性破乳剂脱水时间长于油溶性破乳剂的主要原因。

2保护层破坏后,被乳化的水滴相互接近和接触

一旦破乳剂在油水界面处占据一种好的位置,它就开始进行下一步的絮凝作用。一种好的破乳剂,在水滴界面处聚集,对处于同一状态的其他水滴有很强的吸引作用。根据这种原理,大量的水滴就会聚结在一起,当其足够大时,就出现一个个鱼卵大的水泡。油相变?#20204;?#28552;起来,因为油相的各处再没有分散的水滴漫射光。

破乳剂使水滴结合在一起的特性并不破坏乳化剂膜的连续性,恰恰相反,是加强了膜的连续性。如果乳化膜确实很脆弱,则絮凝作用足以使乳状液全部析出。可是在大多数情况下,须进一步加强水滴的结合作用,使它变得足够大并呈游离状态?#20004;?#19979;来。这种使水滴结合的作用称为聚结作用。

3滴聚结,被乳化的水滴从连续相分离出来

在此过程中,水滴之间液膜中的油必须排出,因而膜变薄而最终破?#36873;?#26377;研究表明:当被分散相的粒径在0.5~lμm时,被分散相液滴就表现出宏观上的凝聚,液膜扩大并开?#21058;?#21160;,直至变薄到0.lμm以至更薄。此时通过?#23454;?#22320;几何重排,而使液膜破裂,液滴聚结。在多种影响因素中,液膜中液体的排出速率取决于界面剪切粘度。高的界面剪切粘度[>10表面泊(s·Pa·s)]明显降低液体排出速率。绝大多数破乳剂可将界面剪切粘度降到一个低值(<10-1 s·Pa·s)。除界面剪切粘度外,膜变薄的速率亦可取决于油水界面动态界面张力梯度。随着膜的变薄,在水滴的表面有一种向外的流动,造成膜内破乳剂的浓度不均匀,这能造成界面张力梯度,该梯度是向内流动的驱动力。这种力与向外的流动阻力抗衡,致使界面刚硬。因此,降低界面的动态张力梯度对于破乳是很必要的。

可以看到较小的油滴,它们依次地油包围水,水再包油,有时其内一外相有六层或八层,甚至更多层。

根据上述情况,化学破乳剂应具有三种主要作用:

(1)对油水界面有强的吸引作用;

(2)凝聚(絮凝)作用;

(3)聚结作用。

 

 

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