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(wěn)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(dá)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(huán)氧丙烷、環(huán)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(diǎn)25~ 40℃。羥值≤60毫克氫氧化鉀/克,水溶液呈乳白色。
由于一些固體難溶于水,當(dāng)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(dòng)力的攪動(dòng)下,這些固體可以以乳化的狀態(tài)存在于水中,形成乳濁液。理論上講這種體系是不穩(wěn)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(tài)很嚴(yán)重,甚至兩相難于分離,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(wěn)定的油包水或者水包油結(jié)構(gòu),其理論基礎(chǔ)是“雙電層結(jié)構(gòu)”。
在此情況下,投入一些藥劑,以破壞穩(wěn)定的雙電層結(jié)構(gòu),以及穩(wěn)定乳化體系,從而達(dá)到兩相分離的目的。使用的這些為了達(dá)到破壞乳化作用的藥劑稱之為破乳劑。
由于油、油層水及所含天然乳化劑組成的復(fù)雜性,對油水界面上發(fā)生的物理化學(xué)過程的研究又極其困難,因而對化學(xué)破乳劑的破乳過程和破乳機(jī)理仍處于研究之中,但破乳劑和乳化劑都是表面活性物質(zhì),兩者的作用卻截然相反?,F(xiàn)將各種破乳劑的破乳機(jī)理歸納如下:
表面活性作用。破乳劑都具有高效能的表面活性物質(zhì),破乳劑較乳化劑有更高的活性,有文獻(xiàn)認(rèn)為破乳劑活性應(yīng)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(qiáng)度,使形成W/O型乳狀液變得很不穩(wěn)定。界面膜在外力作用下極易破裂,從而使乳狀液微粒內(nèi)相的水突破界面膜進(jìn)入外相,從而使油水分離。這不僅可以破壞已經(jīng)形成的原油乳狀液,還可以防止油水混合物進(jìn)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(shí)踐表明,不存在破乳劑活性越高,破乳能力越強(qiáng)的規(guī)律。
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(huán)烷酸、瀝青質(zhì)等。采用親水型的破乳劑可以將乳狀液轉(zhuǎn)化為O/W型乳狀液,借乳化過程的轉(zhuǎn)換以及O/W型乳狀液的不穩(wěn)定性而使油水分離。當(dāng)破乳劑促使油包水轉(zhuǎn)相形成水包油型乳狀液時(shí),此時(shí)水在外面很容易碰撞聚集成大水滴沉降出來。
“潤濕”和“滲透”作用。破乳劑可以溶解吸附在油水界面的膠質(zhì)、瀝青質(zhì)、固體粉末等天然乳化劑,防止天然乳化劑構(gòu)成的界面膜阻礙水滴聚結(jié)。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(nèi);瀝青質(zhì)和高熔點(diǎn)蠟晶等具有親油性,破乳劑能讓其離開油水界面進(jìn)入原油內(nèi)。這樣,有利于水滴碰撞時(shí)的合并,達(dá)到水滴下沉的目的。
由于原油乳狀液中呈分散相的水滴總是帶負(fù)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?yàn)樗鶐щ姾上嗤稚⑾嗟乃沃g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,使水滴的靜電斥力減弱,破壞受同性電保護(hù)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(jī)理尚不完善,但從長期實(shí)踐中歸納出兩點(diǎn)結(jié)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。
主要用途
破乳劑是一種表面活性物質(zhì),它能使乳化狀的液體結(jié)構(gòu)破壞,以達(dá)到乳化液中各相分離開來的目的。原油破乳是指利用破乳劑的化學(xué)作用將乳化狀的油水混合液中油和水分離開來,使之達(dá)到原油脫水的目的,以保證原油外輸含水標(biāo)準(zhǔn)。