Деэмульгатор
| Поскольку некоторые твердые вещества нерастворимы в воде, когда одно или несколько из этих твердых веществ присутствуют в больших количествах в водном растворе, они могут находиться в воде в эмульгированном состоянии при перемешивании гидравлической или внешней силой, образуя эмульсию. Теоретически эта система нестабильна, но если присутствуют поверхностно-активные вещества (частицы почвы и т. д.), то это сделает состояние эмульгирования очень серьезным, даже две фазы трудно разделить, наиболее типичными являются смесь нефти и воды при разделении нефти и воды и смесь воды и нефти при очистке сточных вод, две фазы образуют более устойчивую структуру «нефть в воде» или «вода в нефти», теоретической основой которой является «структура двойного электрического слоя». В этом случае вводят агенты, разрушающие устойчивую структуру электрического бислоя, а также стабилизирующие эмульгационную систему для достижения разделения двух фаз. Такие агенты, применяемые для разрушения эмульсии, называются деэмульгаторами. |
Основные области применения
| Деэмульгатор – это поверхностно-активное вещество, способное разрушать структуру эмульсионной жидкости для достижения цели разделения эмульсии на различные фазы. Деэмульгирование сырой нефти – это использование химического воздействия деэмульгатора для сохранения нефти и воды в эмульгированной смеси нефти и воды для достижения цели обезвоживания сырой нефти и обеспечения необходимого содержания воды в сырой нефти для внешней транспортировки. Эффективное разделение органической и водной фаз, один из самых простых и эффективных методов, заключается в использовании деэмульгатора для устранения эмульгирования с целью формирования эмульгированной границы раздела с определенной прочностью для достижения разделения двух фаз. Однако разные деэмульгаторы имеют различную способность разрушать эмульсию в органической фазе, и ее эффективность напрямую влияет на эффект двухфазного разделения. В процессе производства пенициллина важной процедурой является экстракция пенициллина из ферментационного бульона пенициллина органическими растворителями (такими как бутилацетат). Поскольку ферментационный бульон содержит комплексы белков, сахаров, мицелия и т. д., граница раздела между органической и водной фазами во время экстракции нечеткая, а зона эмульгирования имеет определенную интенсивность, что оказывает большое влияние на выход готовых продуктов. |
Обычный деэмульгатор. Ниже приведены основные неионогенные деэмульгаторы, обычно используемые на нефтяных месторождениях.
Деэмульгатор типа SP
| Основным компонентом деэмульгатора типа СП является октадециловый эфир полиоксиэтилена и полиоксипропилена, теоретическая структурная формула R(PO)x(EO)y(PO)zH, где: ЭО – полиоксиэтилен; ПО – полиоксипропилен; R – алифатический спирт; x, y, z – степень полимеризации.Деэмульгатор типа SP имеет вид светло-желтой пасты, значение ГЛБ составляет 10~12, растворим в воде. Неионогенный деэмульгатор типа SP обладает лучшим деэмульгирующим эффектом на парафинистой сырой нефти. Его гидрофобная часть состоит из углеводородных цепей с атомами углерода 12~18, а его гидрофильная группа гидрофильна за счет взаимодействия гидроксильных (-ОН) и эфирных (-О-) групп молекулы с водой с образованием водородных связей. Поскольку гидроксильные и эфирные группы слабо гидрофильны, только одна или две гидроксильные или эфирные группы не могут перетянуть гидрофобную группу углеводородной цепи с атомами углерода 12~18 в воду, для достижения водорастворимости должно быть более одной такой гидрофильной группы. Чем больше молекулярная масса неионогенного деэмульгатора, тем длиннее его молекулярная цепь, чем больше в нём гидроксильных и эфирных групп, тем выше его тяговая способность и тем выше деэмульгирующая способность нефтяных эмульсий. Ещё одна причина, по которой деэмульгатор типа SP подходит для парафиновой нефти, заключается в том, что парафиновая нефть содержит очень мало или совсем не содержит смол и асфальтенов, меньше липофильных поверхностно-активных веществ и имеет меньшую относительную плотность. Для нефти с высоким содержанием смол и асфальтенов (или содержанием воды более 20%) деэмульгирующая способность деэмульгатора типа SP слабее из-за одномолекулярной структуры, отсутствия разветвлённой цепи и ароматической структуры. |
Деэмульгатор типа АП
| Деэмульгатор типа АП представляет собой полиоксиэтиленполиоксипропиленполиэфир с полиэтиленполиамином в качестве инициатора, неионогенное поверхностно-активное вещество многоразветвленного типа с формулой молекулярной структуры: D(PO)x(EO)y(PO)zH, где: EO - полиоксиэтилен; PO - полиоксипропилен; R - жирный спирт; D - полиэтиленамин: x, y, z - степень полимеризации. Деэмульгатор типа AP для деэмульгирования сырой нефти на основе парафина, эффект лучше, чем у деэмульгатора типа SP, он больше подходит для содержания воды в сырой нефти выше 20% деэмульгатора сырой нефти и может достигать быстрого деэмульгирующего эффекта в условиях низких температур. Если деэмульгатор типа SP осаждает и деэмульгирует эмульсию в течение 55~60 ℃ и 2 часов, то деэмульгатору типа AP нужно только осаждать и деэмульгировать эмульсию в течение 45~50 ℃ и 1,5 часов. Это связано со структурными характеристиками молекулы деэмульгатора типа AP. Инициатор полиэтиленполиамин определяет структурную форму молекулы: молекулярная цепь длинная и разветвленная, а гидрофильная способность выше, чем у деэмульгатора типа SP с одинарной молекулярной структурой. Характеристики многоразветвленной цепи определяют высокую смачиваемость и проницаемость деэмульгатора типа AP. При деэмульгировании сырой нефти молекулы деэмульгатора типа AP быстро проникают через пленку на границе раздела нефть-вода, в то время как молекулы деэмульгатора типа SP с вертикальной одномолекулярной структурой занимают большую площадь поверхности, что позволяет снизить дозировку и добиться выраженного эффекта разрушения эмульсии. В настоящее время этот тип деэмульгатора является лучшим неионогенным деэмульгатором, используемым на нефтяном месторождении Дацин. |
Деэмульгатор типа АЭ
| Деэмульгатор типа АЭ представляет собой полиоксиэтиленполиоксипропиленовый полиэфир с полиэтиленполиамином в качестве инициатора, который является многоразветвленным типом неионогенного поверхностно-активного вещества. По сравнению с деэмульгатором типа АП, отличие заключается в том, что деэмульгатор типа АЭ представляет собой двухступенчатый полимер с небольшими молекулами и короткими разветвленными цепями. Формула молекулярной структуры: D(PO)x(EO)yH, где: EO - полиоксиэтилен : PO - полиоксипропилен : D - полиэтиленполиамин; x, y - степень полимеризации. Хотя молекулярные фазы деэмульгатора типа АЭ и деэмульгатора типа АП сильно различаются, но молекулярный состав одинаков, различия заключаются только в дозировке мономера и порядке полимеризации. (1) два неионогенных деэмульгатора в конструкции синтеза, количество используемого материала в начале и конце различно, в результате чего длина молекул полимеризации также различна. (2) Молекула деэмульгатора типа AP является двухкомпонентной, с полиэтиленполиамином в качестве инициатора и полиоксиэтиленом, полиоксипропиленом полимеризацией с образованием блок-сополимеров: Молекула деэмульгатора типа AE является двухкомпонентной, с полиэтиленполиамином в качестве инициатора и полиоксиэтиленом, полиоксипропиленом полимеризацией с образованием двух сополимеров, поэтому конструкция молекулы деэмульгатора типа AP должна быть длиннее, чем конструкция молекулы деэмульгатора типа AE. Тип AE представляет собой двухступенчатый деэмульгатор сырой нефти с многоразветвленной структурой, который также подходит для деэмульгирования асфальтеновых нефтяных эмульсий. Чем больше содержание липофильного поверхностно-активного вещества в битуминозной сырой нефти, тем сильнее вязкостные силы, тем меньше разница между плотностью нефти и воды, что затрудняет деэмульгирование эмульсии. Деэмульгатор типа AE используется для быстрого деэмульгирования эмульсии, и в то же время является лучшим антипарафиновым понизителем вязкости. Благодаря многоразветвленной структуре молекул, он очень легко образует мелкие сети, так что монокристаллы парафина, уже образовавшиеся в сырой нефти, попадают в эти сети, препятствуют свободному движению монокристаллов парафина и не могут соединяться друг с другом, образуя сетчатую структуру парафина, снижая вязкость и температуру замерзания сырой нефти и предотвращая агрегацию кристаллов парафина, тем самым достигая цели антипарафинизации. |
Деэмульгатор типа АР
| Деэмульгатор типа AR изготовлен из алкилфенольной смолы (смолы AR) и полиоксиэтилена, полиоксипропилена и нового типа маслорастворимого неионогенного деэмульгатора. Значение ГЛБ составляет около 4 ~ 8, низкая температура деэмульгирования 35 ~ 45 ℃. Молекулярная формула: AR(PO)x(EO)yH, где: EO – полиоксиэтилен; PO – полиоксипропилен; AR – смола; x, y, z – степень полимеризации.В процессе синтеза деэмульгатора смола AR действует как инициатор, так и проникает в молекулу деэмульгатора, образуя липофильную группу. Характеристики деэмульгатора типа AR: небольшая молекула, хорошая растворимость, диффузия и проникновение в нефть при температуре застывания выше 5 °C, быстрое образование хлопьев и агломерация эмульгированных капель воды. Он способен удалять более 80% воды из нефти с содержанием воды 50–70% при температуре ниже 45 °C в течение 45 минут, что несравнимо с деэмульгаторами типа SP и AP. |
Время публикации: 22 марта 2022 г.