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破乳劑的用途

更新時間:2018-08-10 14:50:38 點擊數:705

破乳劑是一種能破壞乳狀液的表面活性劑。破乳劑主要通過部分取代穩定膜的作用使乳狀液破壞。用作脫水劑,能把原油及重油中的水分脫出來,使含水量達到要求;用于油井中可降低原油粘度,使油井不堵。由脂肪醇、環氧丙烷、環氧乙烷聚合而得。易溶于水,淡黃色或乳白色粘稠液體。肥皂氣味。凝固點25~ 40℃。羥值≤60毫克氫氧化鉀/克。,水溶液呈乳白色。在浮選過程中,有時為了提高藥劑(例如捕收劑)的分散和浮選效果,需先加乳化劑,對藥劑加以乳化處理;有的選礦藥劑本身易于乳化,而礦漿中的乳化泡沫會影響后步工序,造成精礦溢流損失或尾礦廢水對河川的污染。為此,在上述情況下需添加破乳劑加以處理。使用破乳劑時需先調整乳濁液的pH值,對于強堿、強酸乳濁液一般需將pH值調至1~10的范圍。在石油、化工、毛紡和機械加工等行業的含油乳濁液的廢水處理中,除了用物理破乳方法(如加熱法、膜分離法、電場破乳法)以外,也常用破乳劑進行化學處理。普遍使用的破乳劑是由多種組分構成的高分散性的混合物。對水包油型乳濁液的破乳通常用帶有H+、Al3+、Fe3+等陽離子的無機物作破乳劑,如無機酸、硫酸鐵等;而對油包水型乳濁液的破乳,一般用陰離子型和非離子型表面活性劑或兩者的混合物作為破乳劑。 [2]

由于一些固體難溶于水,當這些固體一種或幾種大量存在于水溶液中,在水力或者外在動力的攪動下,這些固體可以以乳化的狀態存在于水中,形成乳濁液。理論上講這種體系是不穩定的,但如果存在一些表面活性劑(土壤顆粒等)的情況下,使得乳化狀態很嚴重,甚至兩相難于分離,最典型的是在油水分離中的油水混合物以及在污水處理中的水油混合物,在此兩相中形成比較穩定的油包水或者水包油結構,其理論基礎是“雙電層結構”。

在此情況下,投入一些藥劑,以破壞穩定的雙電層結構,以及穩定乳化體系,從而達到兩相分離的目的。使用的這些為了達到破壞乳化作用的藥劑稱之為破乳劑。

破乳機理

由于原油、油層水及所含天然乳化劑組成的復雜性,對油水界面上發生的物理化學過程的研究又極其困難,因而對化學破乳劑的破乳過程和破乳機理仍處于研究之中,但破乳劑和乳化劑都是表面活性物質,兩者的作用卻截然相反。現將各種破乳劑的破乳機理歸納如下: [3]

(1)表面活性作用。破乳劑都具有高效能的表面活性物質,破乳劑較乳化劑有更高的活性,有文獻認為破乳劑活性應比乳化劑大100~1000倍,使破乳劑能迅速地穿過乳狀液外相分散到油水界面上,替換或中和乳化劑,降低乳化水滴的界面張力和界面膜強度,使形成W/O型乳狀液變得很不穩定。界面膜在外力作用下極易破裂,從而使乳狀液微粒內相的水突破界面膜進入外相,從而使油水分離。這不僅可以破壞已經形成的原油乳狀液,還可以防止油水混合物進一步乳化,起到降低油水混合物黏度和加速油水分離的作用。但實踐表明,不存在破乳劑活性越高,破乳能力越強的規律。

(2)反相乳化作用。原油乳狀液是在原油中憎水的乳化劑作用下形成的,俗稱W/O型乳狀液,如環烷酸、瀝青質等。采用親水型的破乳劑可以將乳狀液轉化為O/W型乳狀液,借乳化過程的轉換以及O/W型乳狀液的不穩定性而使油水分離。當破乳劑促使油包水轉相形成水包油型乳狀液時,此時水在外面很容易碰撞聚集成大水滴沉降出來。

(3)“潤濕”和“滲透”作用。破乳劑可以溶解吸附在油水界面的膠質、瀝青質、固體粉末等天然乳化劑,防止天然乳化劑構成的界面膜阻礙水滴聚結。如黏土、硫化鐵、鉆井泥漿等固體顆粒具有親水性,破乳劑能把這些固體乳化劑從油水界面拉入水滴內;瀝青質和高熔點蠟晶等具有親油性,破乳劑能讓其離開油水界面進入原油內。這樣,有利于水滴碰撞時的合并,達到水滴下沉的目的。

(4)反離子作用。由于原油乳狀液中呈分散相的水滴總是帶負電荷,并在自己的表面上吸附了一部分正離子,使分散相往往帶有正電,因為所帶電荷相同,分散相的水滴之間互相排斥,水滴難于合并。如果在原油中加入離子型的破乳劑,極性相反的離子被吸附在水滴表面并將正電荷中和,使水滴問的靜電斥力減弱,破壞受同性電保護的界面膜,使水滴合并從油中沉降下來。

盡管破乳劑的破乳機理尚不完善,但從長期實踐中歸納出兩點結論:①破乳劑的分子量大于天然乳化劑的分子量才能有效破乳;②若把破乳劑用作油水混合物的乳化劑,則生成反相乳狀液,即O/W型乳狀液。


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