破乳又稱反乳化作用。能有效地使乳狀液破壞的試劑稱為破乳劑,它們通常是在油水界面上有強(qiáng)烈的吸附傾向,但又不能形成牢固的界面膜的一類表面活性劑。有陰離子型破乳劑(如脂肪酸鹽、磺酸鹽類、烷基苯磺酸鹽、聚氧乙烯脂肪醇磷酸鹽等); 陽(yáng)離子型破乳劑(如氯化十四烷基三甲基銨等);非離子型破乳劑[如聚氧乙烯聚氧丙烯烷基醇(或苯酚)醚、聚氧乙烯聚氧丙烯多乙烯多胺醚]。液滴聚結(jié)破乳的理想過(guò)程如圖3-25所示。常用的破乳方法有以下幾種。
*聚并浮升/沉降
(a)(b)?(d)
(1)熱處理破乳
乳狀液是熱力學(xué)不穩(wěn)定體系,雖然提高溫度對(duì)于乳狀液的雙電層以及界面吸附?jīng)]多少影響,但如果從熱力學(xué)考慮,溫度提高,界面分子的熱運(yùn)動(dòng)加劇,界面膜分子排列松散,將有利于液珠的聚集。另外,溫度的升高會(huì)降低乳狀液的穩(wěn)定性,故易發(fā)生破乳。加熱可以作為破壞乳狀液的一種手段,特別是對(duì)于以非離子穩(wěn)定形式存在的原油乳狀液,升溫時(shí)乳狀液的親水性降低,溫度升至相轉(zhuǎn)變溫度時(shí),乳狀液很快被破壞。反之對(duì)于非離子表面活性劑穩(wěn)定的乳狀液,降溫至相轉(zhuǎn)變溫度時(shí),乳狀液也將很快被破壞。熱處理方法原理簡(jiǎn)單.適應(yīng)性較強(qiáng)。
(2)化學(xué)破乳
化學(xué)破乳一般是指加人一種或幾種化學(xué)物質(zhì)來(lái)改變?nèi)闋钜旱念愋秃徒缑嫘再|(zhì),目的是為了降低界面膜的強(qiáng)度,或破壞界面膜的性質(zhì),從而使原油的乳狀液不穩(wěn)定而發(fā)生破乳。因此,好的破乳劑應(yīng)具有在油、水兩相中具有較快的擴(kuò)散速度和頂替原油界面膜的能力,使破乳速度較快,脫水率高。另外,一些性能很好的乳化劑在一定條件下也能變成很好的破乳劑。
(3)電處理破乳
電沉降法主要用于極性型乳狀液,在電場(chǎng)的作用下,使作為內(nèi)相的水珠凝結(jié)。電場(chǎng)能夠破乳的主要理論認(rèn)為乳化膜是由帶有額外電荷的極性分子所組成,它們易被干擾,但與水之間有吸引力。這些分子把水包在中間形成一個(gè)堅(jiān)韌的膜壁。電場(chǎng)干擾這個(gè)膜壁,并引起其中分子的重新排列。分子的重新排列意味著膜的破裂,同時(shí)電場(chǎng)引起了臨近液滴的相互吸引,后水滴聚結(jié)并因相對(duì)密度較大而沉降,達(dá)到脫水脫鹽的目的。
(4)物理破乳
①過(guò)濾將乳狀液通過(guò)多孔性固體物質(zhì)過(guò)濾,由于固體表面對(duì)乳化劑有很強(qiáng)的吸附作角,使乳化劑由油水界面轉(zhuǎn)移至固液界面,從而導(dǎo)致乳狀液的破壞。另外,當(dāng)乳狀液通過(guò)濾板時(shí),濾板將界面膜刺破,使其內(nèi)相聚結(jié)而破乳。又如有時(shí)可以利用油水兩相對(duì)過(guò)濾物質(zhì)的不同的潤(rùn)濕性:如果固體過(guò)濾物質(zhì)能夠被分散相所濕潤(rùn),這種固體就可以作為液珠的場(chǎng)所,利用它可將巳聚集的液體分離出。
②離心離心分離法也可以很有效地分離乳狀液,它是利用水油的密度不同,在離心力的作用下,促進(jìn)排液過(guò)程而使乳狀液破壞。在離心破乳的過(guò)程中,對(duì)乳狀液加熱,可加速排液過(guò)程,即加快了破乳。離心場(chǎng)愈強(qiáng),破乳效果愈好。
③超聲超聲是常用的形成乳狀液的一種攪拌手段,在使用強(qiáng)度不大的超聲波時(shí),又可發(fā)生破乳。與此相似,有時(shí)對(duì)乳狀液輕微震蕩或者攪拌也可以實(shí)現(xiàn)破乳。
.(5)生物破乳
室內(nèi)及現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)結(jié)果表明,與標(biāo)樣及目前現(xiàn)場(chǎng)常用的化學(xué)破乳劑相比,原油生物破乳劑具有優(yōu)良的破乳及脫水性能。破乳后的油水界面清晰,脫出水中含油量低。研究還表明,破乳作用的主要因素是細(xì)菌菌體。隨著油田的原油含水量升高,大多數(shù)破乳劑多為油溶性破乳劑。但油溶性破乳劑的很大缺點(diǎn)是對(duì)人體危害較大,特別是用作溶劑的苯毒害更大,對(duì)現(xiàn)場(chǎng)施工人員的傷害較大。因此人們開(kāi)始研究環(huán)保型的破乳劑。
常用的破乳裝置如圖3-26所示。
圖3-26破乳裝置示意
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