Влияние природы и механизма действия деэмульгатора на эффективность процесса разрушения эмульсий

Влияние природы и механизма действия деэмульгатора на эффективность процесса разрушения эмульсий Амирчупанов А. М., студент 3 к ТФ, спец. ХТПЭиУМ, Научный руководитель

Ихласова Б.И., доцент каф. химии Длительная эксплуатация нефтяных месторождений и заводнение нефтеносных пластов приводят к образованию стойких водонефтяных эмульсий. Обводненность нефти вызывает интенсивное образование асфальтосмолопарафиновых отложений, повышает температуру застывания нефти, увеличивает вязкость, таким образом, создавая дополнительные проблемы при ее транспорте и хранении.

Перерабатывать обводненную нефть нельзя: вода не только является лишним балластом, но и содержит минеральные соли, которые вызывают коррозию оборудования (трубопроводов, нефтеперегонных кубов и т. п.). Обезвоживать нефть следует ещё на промысле, т.к. транспорт балластовой воды увеличивает стоимость продукта, а дополнительное механическое перемешивание приводит к образованию стойких трудноразделимых эмульсий. водонефтяной эмульсия неионогенный деэмульгатор Разрушение водно-нефтяных эмульсий, образующихся в процессе добычи, транспортировки и переработки нефти, является одной из самых сложных задач нефтехимии.

На сегодняшний день известно множество технологических приёмов и технических устройств, позволяющих с помощью определённых воздействий на эмульсию или их комбинации вызвать её полное разрушение:

1. механические методы: фильтрование, обработка ультразвуком;

2. термические методы: подогрев и промывка горячей водой;

3. электрические методы: обработка в электрическом поле;

4. химические методы: обработка деэмульгаторами.

При этом, самым эффективным считается использование химических реагентов, так называемых деэмульгаторов — поверхностно — активных веществ (ПАВ). В качестве деэмульгаторов используется около тысячи химических реагентов, обладающих поверхностно активными свойствами. По своей химической природе, строению и свойствам деэмульгаторы делятся на: ионогенные и неионогенные.

Ионогенные деэмульгаторы в свою очередь подразделяются на анионоактивные, катионоактивные и амфотерные.

К анионоактивным относят вещества, молекулы которых в водных растворах диссоциируют на поверхностно — активный анион.

Типичными представителями этого класса являются: Алкил-сульфат, Сульфонол-НП, АНП-2, Пентамин — 67 и др.

К катионоактивным ПАВ относятся вещества, диссоциирующие в воде на поверхностно активный катион. В эту группу входят: соли алкиламинов, соли четырёхзамещённого аммония и соли пиридиновых соединений, например, Катапин-А.

К амфотерным ПАВ относятся вещества, в молекуле которых одновременно присутствуют основные и кислотные группы. В зависимости от рН среды эти вещества при диссоциации могут образовывать или анионоактивные, или катионоактивные ионы. Примером соединений этого класса могут служить высшие алкиламинокислоты.

Процесс разрушения нефтяных эмульсий в большей степени является физическим процессом, эффективность которого зависит от: типа, свойств и количества деэмульгатора.

Молекулы деэмульгатора, которые адсорбируются на границе раздела фаз «нефть-вода» и вытесняют природные эмульгаторы, не способны стабилизировать вновь эмульсию любого типа, т.к. его молекулы не обладают структурно-механическими свойствами. Капельки воды в окружении деэмульгатора начинают притягиваться друг к другу, поверхностная пленка глобул воды ослабевает, и капельки сливаются (коалесцируют), вызывая расслоение эмульсии. Роль деэмульгатора в процессе обезвоживания нефти заключается в разрушении бронирующего слоя, окружающего капельки воды. Деэмульгаторы обладают достаточной поверхностной активностью, чтобы вытеснить с поверхности частицы воды, диспергированной в нефти, защитную оболочку. Таким образом, при разрушении нефтяных эмульсий под действием химических реагентов происходит вытеснение природных эмульгаторов и стабилизаторов из защитного слоя в нефтяную или водную фазу.

Принципиально новым этапом в развитии химического деэмульгирования водо-нефтяных эмульсий стало использование в качестве реагентов неионогенных ПАВ, относящихся к классу оксиалкиленпроизводных. Неионогенные деэмудьгаторы, в свою очередь, подразделяются на водои нефтерастворимые. Примерами подобных соединений могут служить: дипроксамин-157; ОП-10; дисольван-4411; прокса-мин-385 и др.

Неионогенные деэмульгаторы применяются исключительно для разрушения эмульсии типа В/Н и они при этом (в отличии от ионогенных) не образуют эмульсию Н/В. И хотя эти деэмульгаторы в несколько раз дороже, их расход в сотни раз меньше, а эффективность существенно выше. Применяемые сегодня деэмульгаторы водонефтяных эмульсий — композиции химических веществ на основе активных компонентов, подбираемые индивидуально, в зависимости от физико-химических свойств разделяемых эмульсий. Многие виды разработанных деэмульгаторов по своим химическим свойствам являются реагентами комплексного действия, а именно обладают свойствами ингибиторов коррозии, ингибиторов асфальто-смоло-парафино отложений.

Внедрение новых технологий по разрушению стойких водонефтяных эмульсий требует разработки научно-обоснованного подхода, базирующегося на глубоком знании механизмов формирования структуры межфазного слоя и особенностей строения эмульгаторов в процессе стабилизации водонефтяных эмульсий