原油破乳剂作用原理.docVIP

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此聚结，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。破乳理论的中心是关于应用化学剂、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，使被包裹的水膨胀，打破了易碎的乳化膜。使乳状液解体。但是有些化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，热可以使水滴的沉降速度加快。 ?? 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。而电场能导致乳状液微粒相互吸引，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，靠自身的重力沉降下来。 ??? 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究甚少。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。油相变得清澈起来，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沉降下来。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裂。有研究表明：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，液膜扩大并开始流动，直至变薄到0.lμm以至更薄。此时通过适当地几何重排，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。