Demulgeringsmedel
Eftersom vissa fasta ämnen är olösliga i vatten, kan ett eller flera av dessa fasta ämnen, när de finns i stora mängder i en vattenlösning, föreligga i vatten i emulgerat tillstånd under omrörning med hydraulisk eller extern kraft, vilket bildar en emulsion. Teoretiskt sett är detta system instabilt, men om det finns närvaro av vissa tensider (jordpartiklar etc.) kommer det att göra emulgeringstillståndet mycket allvarligt, även de två faserna är svåra att separera. Den mest typiska är olje-vattenblandningen vid olje-vattenseparation och vatten-oljablandningen vid avloppsrening. De två faserna bildar en mer stabil olja-i-vatten- eller vatten-i-olja-struktur. Den teoretiska grunden är "dubbel elektrisk lagerstruktur". I detta fall används vissa medel för att störa den stabila elektriska dubbelskiktsstrukturen samt för att stabilisera emulgeringssystemet för att uppnå separation av de två faserna. Dessa medel som används för att uppnå brytning av emulgeringen kallas emulsionsbrytare. |
Huvudsakliga tillämpningar
Demulgeringsmedel är ett ytaktivt ämne som kan förstöra den emulsionsliknande flytande strukturen för att uppnå syftet med emulsionen vid separation av de olika faserna. Avmulgeringsmedel för råolja avser användningen av den kemiska effekten av emulsionsbrytningsmedel för att lämna olja och vatten kvar i den emulgerade olje-vattenblandningen för att uppnå syftet med råoljans dehydrering och för att säkerställa en standardiserad vattenhalt i råoljan för extern transmission. För effektiv separation av organiska och vattenhaltiga faser är en av de enklaste och mest effektiva metoderna att använda ett demulgeringsmedel för att eliminera emulgering och bilda ett emulgerat gränssnitt med en viss styrka för att uppnå separation av de två faserna. Olika demulgeringsmedel har dock olika emulsionsbrytningsförmåga för den organiska fasen, och dess prestanda påverkar direkt tvåfasseparationseffekten. I penicillinproduktionsprocessen är en viktig procedur att extrahera penicillin från penicillinjäsningsbuljong med organiska lösningsmedel (såsom butylacetat). Eftersom jäsningsbuljongen innehåller komplex av proteiner, sockerarter, mycelium etc. är gränssnittet mellan organiska och vattenhaltiga faser oklart under extraktionen, och emulgeringszonen har en viss intensitet, vilket har stor inverkan på utbytet av färdiga produkter. |
Vanlig demulgeringsmedel - Följande är de viktigaste icke-joniska demulgeringsmedlen som vanligtvis används inom oljefältet.
SP-typ demulgeringsmedel
Huvudkomponenten i SP-typ emulsionsbrytare är polyoxietylenpolyoxipropylenoktadecyleter, den teoretiska strukturformeln är R(PO)x(EO)y(PO)zH, där: EO-polyoxietylen; PO-polyoxipropylen; R-alifatisk alkohol; x, y, z-polymerisationsgrad.SP-typ demulgeringsmedel har utseendet av en ljusgul pasta, HLB-värde på 10~12, lösligt i vatten. SP-typ nonjoniskt demulgeringsmedel har bättre demulgerande effekt på paraffinbaserad råolja. Dess hydrofoba del består av kol 12~18 kolvätekedjor, och dess hydrofila grupp är hydrofil genom verkan av hydroxyl (-OH) och eter (-O-) grupper i molekylen och vatten för att bilda vätebindningar. Eftersom hydroxyl- och etergrupperna är svagt hydrofila, kan endast en eller två hydroxyl- eller etergrupper inte dra den hydrofoba gruppen i kol 12~18 kolvätekedjan in i vatten, det måste finnas mer än en sådan hydrofil grupp för att uppnå syftet med vattenlöslighet. Ju större molekylvikten hos det nonjoniska demulgeringsmedlet är, desto längre molekylkedja, desto fler hydroxyl- och etergrupper den innehåller, desto större dess dragkraft, desto starkare är demulgerande förmågan hos råoljeemulsioner. En annan anledning till att SP-demulgeringsmedel är lämpligt för paraffinbaserad råolja är att paraffinbaserad råolja innehåller inget eller mycket lite gummi och asfalten, färre lipofila tensider och lägre relativ densitet. För råolja med högt gummi- och asfalteninnehåll (eller vatteninnehåll större än 20 %) är demulgeringsförmågan hos SP-typ demulgeringsmedel svagare på grund av den enkla molekylstrukturen, ingen grenad kedjestruktur och aromatisk struktur. |
AP-typ demulgeringsmedel
AP-typ demulgeringsmedel är polyoxietylenpolyoxipropylenpolyeter med polyetylenpolyamin som initiator, ett flergrenigt nonjoniskt tensid med molekylstrukturformeln: D(PO)x(EO)y(PO)zH, där: EO - polyoxietylen; PO - polyoxipropylen; R - fettalkohol; D - polyetylamin; x, y, z - polymerisationsgrad. AP-typstrukturdemulgeringsmedel för paraffinbaserad råoljedemulgering. Effekten är bättre än SP-typdemulgeringsmedel. Det är mer lämpligt för råoljevattenhalter högre än 20 % av råoljedemulgeringsmedlet och kan uppnå snabb demulgerande effekt under låga temperaturförhållanden. Om SP-typdemulgeringsmedlet sedimenterar och demulgerar emulsionen inom 55~60 ℃ och 2 timmar, behöver AP-typdemulgeringsmedlet bara sedimentera och demulgera emulsionen inom 45~50 ℃ och 1,5 timmar. Detta beror på de strukturella egenskaperna hos AP-typdemulgeringsmolekylen. Initiatorn polyetylenpolyamin bestämmer molekylens strukturform: molekylkedjan är lång och grenad, och den hydrofila förmågan är högre än den hos SP-typdemulgeringsmedlet med en enda molekylstruktur. Egenskaperna hos den flergrenade kedjan avgör att AP-typ demulgeringsmedel har hög vätbarhet och permeabilitet. När råoljedemulgerande molekyler kan AP-typ demulgeringsmedel snabbt penetrera olje-vatten-gränssnittsfilmen, än SP-typ demulgeringsmedelsmolekyler i det vertikala enmolekylfilmsarrangemanget upptar de en större yta, vilket innebär mindre dosering, och emulsionsbrytningseffekten är uppenbar. För närvarande är denna typ av demulgeringsmedel den bättre nonjoniska demulgeringsmedlet som används i Daqing-oljefältet. |
AE-typ demulgeringsmedel
AE-typ demulgeringsmedel är en polyoxietylenpolyoxipropylenpolyeter med polyetylenpolyamin som initiator, vilket är ett flergrenat nonjoniskt tensid. Jämfört med AP-typ demulgeringsmedel är skillnaden att AE-typ demulgeringsmedel är en tvåstegspolymer med små molekyler och korta grenade kedjor. Molekylstrukturformeln är: D(PO)x(EO)yH, där: EO - polyoxietylen; PO - polyoxipropylen; D - polyetylenpolyamin; x, y - polymerisationsgrad. Även om de molekylära faserna hos AE-typ demulgeringsmedel och AP-typ demulgeringsmedel är mycket olika, är den molekylära sammansättningen densamma, endast skillnader i monomerdosering och polymerisationsordning. (1) Vid syntesdesignen av två icke-joniska demulgeringsmedel används olika mängder material i huvud och svans, vilket resulterar i att längden på polymerisationsmolekylerna också skiljer sig åt. (2) AP-typ demulgeringsmolekylen är tvådelad, med polyetylenpolyamin som initiator, och polyoxietylen-polyoxipropylenpolymerisation för att bilda blocksampolymerer: AE-typ demulgeringsmolekylen är tvådelad, med polyetylenpolyamin som initiator, och polyoxietylen-polyoxipropylenpolymerisation för att bilda två sampolymerer, därför bör utformningen av AP-typ demulgeringsmolekylen vara längre än AE-typ demulgeringsmolekylen. AE-typ är en tvåstegs råoljedemulgator med flera grenar, som också är anpassad för demulgering av asfaltenråoljeemulsioner. Ju högre innehållet av lipofilt ytaktivt ämne är i bituminös råolja, desto starkare är den viskösa kraften och desto mindre är skillnaden mellan olje- och vattendensitet. Det är inte lätt att demulgera emulsionen. AE-typ demulgator används för att snabbt demulgera emulsioner, och samtidigt är AE-typ demulgatorn en bättre antivaxviskositetsreducerare. På grund av sin flergrenade molekylstruktur är det mycket lätt att bilda små nätverk, så att de paraffinkristaller som redan bildats i råolja faller in i dessa nätverk, hindrar den fria rörligheten av paraffinkristaller och inte kan komma i kontakt med varandra, vilket bildar paraffinets nätstruktur, vilket minskar viskositeten och fryspunkten för råolja och förhindrar aggregering av vaxkristaller, vilket uppnår syftet med antivax. |
AR-typ demulgeringsmedel
AR-typ demulgeringsmedel är tillverkat av alkylfenolharts (AR-harts) och polyoxietylen, polyoxipropylen och en ny typ av oljelöslig nonjonisk demulgeringsmedel, HLB-värde på cirka 4 ~ 8, låg demulgeringstemperatur på 35 ~ 45 ℃. Molekylstrukturformeln är: AR(PO)x(EO)yH, där: EO-polyoxietylen; PO-polyoxipropylen; AR-harts; x, y, z - polymerisationsgrad.Vid syntetisering av demulgeringsmedel fungerar AR-harts både som initiator och kommer in i demulgeringsmedlets molekyl för att bilda en lipofil grupp. Egenskaperna hos AR-typ demulgeringsmedel är: molekylen är inte stor, och vid stelningspunkten för råolja över 5 ℃ har den en god upplösnings-, diffusions- och penetrationseffekt, samt snabb flockulering och agglomerering av emulgerade vattendroppar. Den kan avlägsna mer än 80 % vatten från råolja med en vattenhalt på 50 % till 70 % vid temperaturer under 45 ℃ och avlägsna mer än 80 % vatten från råolja med en vattenhalt på 50 % till 70 % på 45 minuter, vilket är ojämförligt med SP-typ och AP-typ demulgeringsmedel. |
Publiceringstid: 22 mars 2022