Deemulgaator
| Kuna mõned tahked ained ei lahustu vees, siis kui üks või mitu neist tahketest ainetest esinevad vesilahuses suurtes kogustes, võivad need vees esineda emulgeeritud olekus hüdraulilise või välise jõu abil segades, moodustades emulsiooni. Teoreetiliselt on see süsteem ebastabiilne, kuid kui esineb mõningaid pindaktiivseid aineid (mullaosakesi jne), muudab see emulgeerimisseisundi väga tõsiseks, isegi kahte faasi on raske eraldada, kõige tüüpilisem on õli-vee segu õli-vee eraldamisel ja vee-õli segu reovee puhastamisel, kaks faasi moodustavad stabiilsema õli-vees või vesi-õlis struktuuri, teoreetiliseks aluseks on "topeltelektriline struktuur". Sellisel juhul lisatakse aineid, mis häirivad stabiilset elektrilist kaksikkihi struktuuri ja stabiliseerivad emulgeerimissüsteemi, et saavutada kahe faasi eraldumine. Neid emulgeerimise häirimiseks kasutatavaid aineid nimetatakse emulsiooni lõhkujateks. |
Peamised rakendused
| Deemulgaator on pindaktiivne aine, mis võib emulsioonilaadset vedelat struktuuri lõhkuda, et saavutada emulsiooni eesmärk erinevate faaside eraldamisel. Toornafta deemulgeerimise all mõeldakse emulsiooni lagundava aine keemilise toime kasutamist, et õli ja vesi emulgeeritud õli-vee segusse jääksid, et saavutada toornafta dehüdratsiooni eesmärk ja tagada toornafta veesisalduse standard väliseks ülekandeks. Orgaanilise ja vesifaasi efektiivseks eraldamiseks on üks lihtsamaid ja tõhusamaid meetodeid deemulgaatori kasutamine emulgeerimise kõrvaldamiseks, moodustades teatud tugevusega emulgeeritud piirpinna, mis saavutab kahe faasi eraldamise. Erinevatel deemulgaatoritel on aga orgaanilise faasi emulsiooni lagundamisvõime erinev ja selle toimivus mõjutab otseselt kahefaasilise eraldamise efekti. Penitsilliini tootmise protsessis on oluline protseduur penitsilliini ekstraheerimine penitsilliini fermentatsioonipuljongist orgaaniliste lahustitega (näiteks butüülatsetaadiga). Kuna fermentatsioonipuljong sisaldab valkude, suhkrute, seeneniidistiku jne komplekse, on orgaanilise ja vesifaasi piirpind ekstraheerimise ajal ebaselge ning emulgeerimistsoon on teatud intensiivsusega, millel on suur mõju valmistoodete saagisele. |
Tavaline deemulgaator - Järgnevalt on toodud peamised mitteioonsed deemulgaatorid, mida tavaliselt naftaväljadel kasutatakse.
SP-tüüpi deemulgaator
| SP-tüüpi emulsioonpurustaja põhikomponendiks on polüoksüetüleenpolüoksüpropüleenoktadetsüüleeter, mille teoreetiline struktuurivalem on R(PO)x(EO)y(PO)zH, kus: EO-polüoksüetüleen; PO-polüoksüpropüleen; R-alifaatne alkohol; x, y, z-polümerisatsiooniaste.SP-tüüpi deemulgaatoril on helekollane pasta, HLB väärtus on 10–12 ja see lahustub vees. SP-tüüpi mitteioonsel deemulgaatoril on parem deemulgeeriv toime parafiinipõhisele toornaftale. Selle hüdrofoobne osa koosneb süsinik-12–18 süsivesinikahelatest ja selle hüdrofiilne rühm on hüdrofiilne molekulis olevate hüdroksüül- (-OH) ja eetri (-O-) rühmade ning vee toimel, moodustades vesiniksidemeid. Kuna hüdroksüül- ja eetrirühmad on nõrgalt hüdrofiilsed, ei saa ainult üks või kaks hüdroksüül- või eetrirühma süsinik-12–18 süsivesinikahela hüdrofoobset rühma vette tõmmata, seega peab vees lahustuvuse eesmärgi saavutamiseks olema rohkem kui üks selline hüdrofiilne rühm. Mida suurem on mitteioonse deemulgaatori molekulmass, seda pikem on molekulaarne ahel, seda rohkem hüdroksüül- ja eetrirühmi see sisaldab, seda suurem on selle tõmbejõud ja seda tugevam on toornafta emulsioonide deemulgeeriv võime. Teine põhjus, miks SP-tüüpi deemulgaator sobib parafiinipõhise toornafta jaoks, on see, et parafiinipõhine toornafta ei sisalda või sisaldab väga vähe kummi ja asfalteeni, vähem lipofiilseid pindaktiivseid aineid ja väiksemat suhtelist tihedust. Suure kummi ja asfalteeni sisaldusega (või üle 20% veesisaldusega) toornafta puhul on SP-tüüpi deemulgaatori deemulgeerimisvõime nõrgem ühe molekulaarse struktuuri, hargnenud ahela struktuuri puudumise ja aromaatse struktuuri tõttu. |
AP-tüüpi deemulgaator
| AP-tüüpi deemulgaator on polüoksüetüleenpolüoksüpropüleenpolüeeter, mille initsiaatoriks on polüetüleenpolüamiin, mitmeharuline mitteioonne pindaktiivne aine molekulaarstruktuuri valemiga: D(PO)x(EO)y(PO)zH, kus: EO - polüoksüetüleen; PO - polüoksüpropüleen; R - rasvalkohol; D - polüetüleenamiin; x, y, z - polümerisatsiooniaste. AP-tüüpi struktuuriga deemulgaator parafiinipõhise toornafta deemulgeerimiseks on efektiivsem kui SP-tüüpi deemulgaatoril. See sobib paremini toornafta veesisalduse korral üle 20% ja saavutab madalatel temperatuuridel kiire deemulgeeriva efekti. Kui SP-tüüpi deemulgaator settib ja deemulgeerib emulsiooni temperatuuril 55–60 ℃ 2 tunni jooksul, siis AP-tüüpi deemulgaatoril on vaja settida ja deemulgeerida emulsioon temperatuuril 45–50 ℃ 1,5 tunni jooksul. See on tingitud AP-tüüpi deemulgaatori molekuli struktuurilistest omadustest. Initsiaator polüetüleenpolüamiin määrab molekuli struktuurilise vormi: molekulaarne ahel on pikk ja hargnenud ning hüdrofiilsus on suurem kui ühe molekulaarstruktuuriga SP-tüüpi deemulgaatoril. Mitmeharulise ahela omadused määravad AP-tüüpi deemulgaatori kõrge märguvuse ja läbilaskvuse. Kui toornafta deemulgeerib, suudavad AP-tüüpi deemulgaatori molekulid kiiremini tungida õli-vee piirkihile, samas kui vertikaalse üksikmolekuli paigutusega SP-tüüpi deemulgaatori molekulid hõivavad suurema pinna, seega on annus väiksem ja emulsiooni purustav efekt on ilmne. Praegu on seda tüüpi deemulgaator Daqingi naftaväljadel kasutatav parim mitteioonne deemulgaator. |
AE-tüüpi deemulgaator
| AE-tüüpi deemulgaator on polüoksüetüleenpolüoksüpropüleenpolüeeter, mille initsiaatoriks on polüetüleenpolüamiin ja mis on mitmeharuline mitteioonne pindaktiivne aine. Võrreldes AP-tüüpi deemulgaatoriga on AE-tüüpi deemulgaatori erinevus selles, et see on kaheastmeline polümeer, millel on väikesed molekulid ja lühikesed hargnenud ahelad. Molekulaarstruktuuri valem on: D(PO)x(EO)yH, kus: EO - polüoksüetüleen; PO - polüoksüpropüleen; D - polüetüleenpolüamiin; x, y - polümerisatsiooniaste. Kuigi AE-tüüpi ja AP-tüüpi deemulgaatorite molekulaarsed faasid on väga erinevad, on molekulaarne koostis sama, erinevused on ainult monomeeri annuses ja polümerisatsiooni järjekorras. (1) Sünteesi kavandamisel kasutatakse kahte mitteioonset deemulgaatorit, mille puhul on kasutatud materjali kogused erinevad, mistõttu on ka polümerisatsioonimolekulide pikkus erinev. (2) AP-tüüpi deemulgaatori molekul on kaheosaline, initsiaatoriks on polüetüleenpolüamiin ja polüoksüetüleen, polüoksüpropüleen polümeriseerub plokk-kopolümeerideks: AE-tüüpi deemulgaatori molekul on kaheosaline, initsiaatoriks on polüetüleenpolüamiin ja polüoksüetüleen, polüoksüpropüleen polümeriseerub kaheks kopolümeeriks, seetõttu peaks AP-tüüpi deemulgaatori molekuli disain olema pikem kui AE-tüüpi deemulgaatori molekuli disain. AE-tüüpi deemulgaator on kaheastmeline mitmeharuline struktuur toornafta deemulgaatorile, mis on kohandatud ka asfalteeni toornafta emulsioonide deemulgaatoriks. Mida suurem on lipofiilse pindaktiivse aine sisaldus bituumenõlis, seda tugevam on viskoossusjõud, seda väiksem on õli ja vee tiheduse erinevus, mistõttu emulsiooni deemulgaatorit on raskem deemulgeerida. AE-tüüpi deemulgaatorit kasutatakse emulsiooni kiireks deemulgaatoriks ja samal ajal on AE-tüüpi deemulgaator parem vahavastane viskoossuse vähendaja. Tänu oma mitmeharulisele molekulide struktuurile on väga lihtne moodustada väikeseid võrgustikke, nii et toornaftas juba moodustunud parafiini monokristallid langevad nendesse võrgustikesse, takistavad parafiini monokristallide vaba liikumist ja ei saa omavahel ühenduda, moodustades parafiini võrkstruktuuri, vähendades toornafta viskoossust ja külmumistemperatuuri ning takistades vahakristallide agregatsiooni, saavutades seeläbi vahavastase toime eesmärgi. |
AR-tüüpi deemulgaator
| AR-tüüpi deemulgaator on valmistatud alküülfenoolvaigust (AR-vaigust) ja polüoksüetüleenist, polüoksüpropüleenist ja uut tüüpi õlis lahustuvast mitteioonsest deemulgaatorist, mille HLB väärtus on umbes 4–8 ja deemulgeerimise temperatuur on madal 35–45 ℃. Molekulaarstruktuuri valem on: AR(PO)x(EO)yH, kus: EO-polüoksüetüleen; PO-polüoksüpropüleen; AR-vaik; x, y, z-polümerisatsiooniaste.Deemulgaatori sünteesiprotsessis toimib AR-vaik nii initsiaatorina kui ka siseneb deemulgaatori molekuli, moodustades lipofiilse rühma. AR-tüüpi deemulgaatori omadused on järgmised: molekul ei ole suur, toornafta tahkumistemperatuuril üle 5 ℃ on hea lahustuvus, difusioon, penetratsioon, kiire emulgeeritud veepiiskade flokulatsioon ja aglomeratsioon. See suudab eemaldada toornaftast üle 80% vett, kui veesisaldus on 50–70%, temperatuuril alla 45 ℃ ja 45 minutiga eemaldada toornaftast üle 80% vett, kui veesisaldus on 50–70%, mis on võrreldamatu SP-tüüpi ja AP-tüüpi deemulgaatoriga. |
Postituse aeg: 22. märts 2022