Emulsioiden poistoaine
| Koska jotkut kiinteät aineet eivät liukene veteen, kun yksi tai useampi näistä kiinteistä aineista on läsnä suurina määrinä vesiliuoksessa, ne voivat olla vedessä emulgoituneessa tilassa sekoittaen hydraulisella tai ulkoisella voimalla, muodostaen emulsion. Teoriassa tämä järjestelmä on epävakaa, mutta jos läsnä on joitakin pinta-aktiivisia aineita (maaperän hiukkasia jne.), se tekee emulgointitilasta erittäin vakavan, jopa kahden faasin erottaminen on vaikeaa. Tyypillisin on öljy-vesiseos öljy-vesierotuksessa ja vesi-öljyseos jätevedenkäsittelyssä. Nämä kaksi faasia muodostavat vakaamman öljy-vedessä- tai vesi-öljyssä-rakenteen. Teoreettinen perusta on "kaksinkertainen sähkökerrosrakenne". Tässä tapauksessa lisätään aineita, jotka häiritsevät stabiilia sähköistä kaksoiskerrosrakennetta sekä stabiloivat emulgointijärjestelmää kahden faasin erottumisen aikaansaamiseksi. Näitä emulgoinnin häiritsemiseen käytettyjä aineita kutsutaan emulsionhajoajiksi. |
Tärkeimmät sovellukset
| Deemulgointiaine on pinta-aktiivinen aine, joka voi hajottaa emulsion kaltaisen nestemäisen rakenteen ja siten saavuttaa emulsion tarkoituksen eri faasien erottamisessa. Raakaöljyn deemulgointi tarkoittaa emulsiota hajottavan aineen kemiallista vaikutusta öljyn ja veden poistamiseksi emulgoidusta öljy-vesiseoksesta raakaöljyn kuivaamiseksi ja raakaöljyn vesipitoisuuden standardin varmistamiseksi ulkoista siirtoa varten. Yksi yksinkertaisimmista ja tehokkaimmista menetelmistä orgaanisen ja vesipitoisen faasin erottamiseksi on käyttää emulsioiden poistoon emulgoitumista estävää ainetta, jolla on tietty lujuus emulgoituneen rajapinnan muodostamiseksi kahden faasin erottamiseksi. Eri emulsioiden poistoaineilla on kuitenkin erilainen emulsion rikkomiskyky orgaanisessa faasissa, ja sen suorituskyky vaikuttaa suoraan kahden faasin erotusvaikutukseen. Penisilliinin tuotantoprosessissa tärkeä menetelmä on penisilliinin uuttaminen penisilliinikäymisliemestä orgaanisilla liuottimilla (kuten butyyliasetaatilla). Koska käymisliemi sisältää proteiini-, sokeri-, sienirihmasto- jne. komplekseja, orgaanisen ja vesipitoisen faasin välinen rajapinta on epäselvä uuton aikana, ja emulgointivyöhyke on tietyn intensiteetin omaava, millä on suuri vaikutus valmiiden tuotteiden saantoon. |
Yleinen emulsioiden purkaja - Seuraavat ovat tärkeimmät öljykentillä yleisesti käytetyt ionittomat emulsioiden purkajat.
SP-tyyppinen emulsioiden poistoaine
| SP-tyyppisen emulsiokatkaisijan pääkomponentti on polyoksietyleenipolyoksipropyleenioktadekyylieetteri, jonka teoreettinen rakennekaava on R(PO)x(EO)y(PO)zH, jossa: EO-polyoksietyleeni; PO-polyoksipropyleeni; R-alifaattinen alkoholi; x, y, z-polymeroitumisaste.SP-tyyppinen emulsioiden purkaja on vaaleankeltaisen tahnan ulkonäköinen, HLB-arvo 10~12, liukenee veteen. SP-tyyppisellä ionittomalla emulsioiden purkajalla on parempi emulsioiden purkamisvaikutus parafiinipohjaiseen raakaöljyyn. Sen hydrofobinen osa koostuu hiili-12-18-hiilivetyketjuista, ja sen hydrofiilinen ryhmä on hydrofiilinen molekyylin hydroksyyli- (-OH) ja eetteri- (-O-) ryhmien vaikutuksesta muodostaen vetysidoksia veden kanssa. Koska hydroksyyli- ja eetteriryhmät ovat heikosti hydrofiilisiä, vain yksi tai kaksi hydroksyyli- tai eetteriryhmää ei voi vetää hiili-12-18-hiilivetyketjun hydrofobista ryhmää veteen, joten vesiliukoisuuden saavuttamiseksi on oltava useampi kuin yksi tällainen hydrofiilinen ryhmä. Mitä suurempi on ionittoman emulsioiden purkajan molekyylipaino, mitä pidempi on molekyyliketju, mitä enemmän hydroksyyli- ja eetteriryhmiä se sisältää, sitä suurempi on sen vetovoima ja sitä vahvempi on raakaöljyemulsioiden emulsioiden purkamiskyky. Toinen syy, miksi SP-tyyppinen emulsioiden poistoaine soveltuu parafiinipohjaiselle raakaöljylle, on se, että parafiinipohjainen raakaöljy ei sisällä lainkaan tai hyvin vähän kumia ja asfalteenia, vähemmän lipofiilisiä pinta-aktiivisia aineita ja pienempi suhteellinen tiheys. Raakaöljyssä, jossa on paljon kumia ja asfalteenia (tai yli 20 %:n vesipitoisuus), SP-tyyppisen emulsioiden poistoaineen emulsioiden poistokyky on heikompi yksittäisen molekyylirakenteen, haarautumattoman ketjurakenteen ja aromaattisen rakenteen vuoksi. |
AP-tyyppinen emulsioiden poistoaine
| AP-tyyppinen emulsioiden purkaja on polyoksietyleenipolyoksipropyleenipolyeetteri, jonka initiaattorina on polyetyleenipolyamiini. Se on monihaarainen ioniton pinta-aktiivinen aine, jonka molekyylirakennekaava on: D(PO)x(EO)y(PO)zH, jossa: EO - polyoksietyleeni; PO - polyoksipropeeni; R - rasva-alkoholi; D - polyetyleeniamiini; x, y, z - polymeroitumisaste. AP-tyyppinen rakenteellinen emulsioiden poistoaine parafiinipohjaiseen raakaöljyn emulsioiden poistoon. Sen vaikutus on parempi kuin SP-tyyppisellä emulsioiden poistoaineella. Se soveltuu paremmin raakaöljyn vesipitoisuuden ollessa yli 20 % ja sillä voidaan saavuttaa nopea emulsioiden poisto matalissa lämpötiloissa. Jos SP-tyyppinen emulsioiden poistoaine laskeutuu ja emulsio hajoaa 55–60 ℃:ssa 2 tunnissa, AP-tyyppisen emulsioiden poistoaineen tarvitsee laskeutua ja emulsio hajoaa vain 45–50 ℃:ssa 1,5 tunnissa. Tämä johtuu AP-tyyppisen emulsioiden poistoainemolekyylin rakenteellisista ominaisuuksista. Initiaattori polyetyleenipolyamiini määrittää molekyylin rakennemuodon: molekyyliketju on pitkä ja haarautunut, ja sen hydrofiilisyys on parempi kuin SP-tyyppisellä emulsioiden poistoaineella, jolla on yksimolekyylirakenne. Monihaaraisen ketjun ominaisuudet määräävät, että AP-tyyppisellä deemulgaattorilla on korkea kostuvuus ja läpäisevyys. Kun raakaöljyä deemulgoiva AP-tyyppinen deemulgaattorimolekyyli tunkeutuu nopeasti öljy-vesi-rajapintakalvoon, kun taas pystysuorassa yksimolekyylisessä kalvossa SP-tyyppiset deemulgaattorimolekyylit vievät enemmän pinta-alaa, jolloin annostusta on vähemmän ja emulsiota rikkova vaikutus on ilmeinen. Tällä hetkellä tämäntyyppinen deemulgaattori on parempi ioniton deemulgaattori, jota käytetään Daqingin öljykentillä. |
AE-tyyppinen emulsioiden poistoaine
| AE-tyyppinen emulsioiden poistoaine on polyoksietyleenipolyoksipropeenipolyeetteri, jonka initiaattorina on polyetyleenipolyamiini. Se on monihaarainen ioniton pinta-aktiivinen aine. AP-tyyppiseen emulsioiden poistoaineeseen verrattuna AE-tyyppinen emulsioiden poistoaine on kaksivaiheinen polymeeri, jossa on pieniä molekyylejä ja lyhyitä haarautuneita ketjuja. Molekyylirakenteen kaava on: D(PO)x(EO)yH, jossa: EO - polyoksietyleeni; PO - polyoksipropeeni; D - polyetyleenipolyamiini; x, y - polymeroitumisaste. Vaikka AE-tyyppisen ja AP-tyyppisen emulsioiden poistoaineen molekyylifaasit ovat hyvin erilaisia, niiden molekyylikoostumus on sama, eroja on vain monomeeriannostuksessa ja polymerointijärjestyksessä. (1) synteesin suunnittelussa käytetään kahta ionitonta deemulgaattoria, joiden pään ja häntäosan määrä on erilainen, mikä johtaa myös polymerointimolekyylien pituuteen. (2) AP-tyyppinen deemulgaattorimolekyyli on kaksijakoinen, initiaattorina polyetyleenipolyamiini ja polyoksietyleeni, polyoksipropeeni polymeroituu lohkokopolymeereiksi: AE-tyyppinen deemulgaattorimolekyyli on kaksijakoinen, initiaattorina polyetyleenipolyamiini ja polyoksietyleeni, polyoksipropeeni polymeroituu kahdeksi kopolymeeriksi, joten AP-tyyppisen deemulgaattorimolekyylin rakenteen tulisi olla pidempi kuin AE-tyyppisen deemulgaattorimolekyylin. AE-tyyppi on kaksivaiheinen, monihaarainen raakaöljyn emulsioiden purkaja, joka soveltuu myös asfalteenipohjaisten raakaöljyemulsioiden emulsioiden purkamiseen. Mitä enemmän lipofiilistä pinta-aktiivista ainetta bitumipitoisessa raakaöljyssä on, sitä voimakkaampi on viskoosi voima, sitä pienempi on öljyn ja veden tiheyden ero, mikä vaikeuttaa emulsion purkamista. AE-tyyppistä emulsioiden purkajaa käytetään emulsion nopeaan purkamiseen, ja samalla se on parempi vahanmuodostuksen viskositeetin alentaja. Monihaaraisen molekyylirakenteensa ansiosta on erittäin helppo muodostaa pieniä verkkoja, jolloin raakaöljyssä jo muodostuneet parafiinin yksittäiskiteet putoavat näihin verkkoihin, estävät parafiinin yksittäiskiteiden vapaan liikkumisen eivätkä voi yhdistyä toisiinsa. Tämä muodostaa parafiinin verkkorakenteen, alentaa raakaöljyn viskositeettia ja jäätymispistettä sekä estää vahakiteiden aggregaation, jolloin vahanmuodostuksen tarkoitus saavutetaan. |
AR-tyyppinen emulsioiden poistoaine
| AR-tyyppinen emulsioiden purkaja on valmistettu alkyylifenolihartsista (AR-hartsi) ja polyoksietyleenistä, polyoksipropeenista ja uudentyyppisestä öljyliukoisesta ionittomasta emulsioiden purkajasta, jonka HLB-arvo on noin 4–8 ja emulsioiden purkautumislämpötila 35–45 °C. Molekyylirakenteen kaava on: AR(PO)x(EO)yH, jossa: EO-polyoksietyleeni; PO-polyoksipropeeni; AR-hartsi; x, y ja z-polymeroitumisaste.Deemulgaattorin syntetisointiprosessissa AR-hartsi toimii sekä initiaattorina että se liittyy deemulgaattorin molekyyliin muodostaen lipofiilisen ryhmän. AR-tyyppisen deemulgaattorin ominaisuuksia ovat: molekyyli ei ole suuri, raakaöljyn jähmettymispisteessä yli 5 ℃ sillä on hyvä liukeneminen, diffuusio ja tunkeutumisvaikutus, se aiheuttaa nopeaa emulgoituneiden vesipisaroiden flokkausta ja agglomeraatiota. Se voi poistaa yli 80 % vedestä raakaöljystä, jonka vesipitoisuus on 50–70 %, alle 45 ℃:ssa, ja yli 80 % vedestä voidaan poistaa 50–70 %:n vesipitoisuuden omaavasta raakaöljystä 45 minuutissa, mikä on verraton SP- ja AP-tyyppisiin deemulgaattoreihin. |
Julkaisun aika: 22.3.2022