Nguyên tắc và cách sử dụng Emulsifier

Phá vỡ nhũ tương

Vì một số chất rắn không hòa tan trong nước, khi một hoặc nhiều chất rắn này có mặt với số lượng lớn trong dung dịch nước, chúng có thể tồn tại trong nước ở trạng thái nhũ tương dưới sự khuấy động của thủy lực hoặc lực bên ngoài, tạo thành nhũ tương。
Về lý thuyết, hệ thống này không ổn định, nhưng nếu có một số chất hoạt động bề mặt (hạt đất, v。v。), nó sẽ làm cho trạng thái nhũ tương rất nghiêm trọng, thậm chí khó tách hai pha, điển hình nhất là hỗn hợp dầu và nước trong tách dầu và hỗn hợp nước và dầu trong xử lý nước thải, hai pha tạo thành cấu trúc dầu hoặc dầu trong nước ổn định hơn, Cơ sở lý thuyết của nó là cấu trúc lớp điện kép。
Trong trường hợp này, một số tác nhân được thêm vào để phá vỡ cấu trúc hai lớp điện ổn định cũng như ổn định hệ thống nhũ tương, cho phép tách hai pha。 Những tác nhân này được sử dụng để phá vỡ tác dụng nhũ tương được gọi là emulsification。

Ứng dụng chính

Chất phá nhũ tương là một chất hoạt động bề mặt, nó có thể làm cho cấu trúc chất lỏng giống như nhũ tương bị phá hủy, từ đó đạt được mục đích của nhũ tương trong việc tách các pha khác nhau。 Khử nhũ tương dầu thô đề cập đến việc sử dụng tác dụng hóa học của chất phá nhũ tương để làm cho dầu và nước trong hỗn hợp dầu và nước sau khi nhũ tương rời đi để đạt được mục đích khử nước dầu thô để đảm bảo tiêu chuẩn hàm lượng nước của dầu thô truyền ra ngoài。
Tách pha hữu cơ và pha nước một cách hiệu quả, một trong những cách đơn giản và hiệu quả nhất là sử dụng chất phá nhũ tương để loại bỏ nhũ tương, tạo thành một giao diện nhũ tương với cường độ nhất định để đạt được sự tách biệt hai pha。 Tuy nhiên, các chất phá nhũ tương khác nhau có khả năng phá nhũ tương khác nhau đối với pha hữu cơ và hiệu suất của chúng ảnh hưởng trực tiếp đến hiệu quả tách hai pha。 Một bước quan trọng trong quá trình sản xuất penicillin là chiết xuất penicillin từ dung môi lên men penicillin bằng dung môi hữu cơ, chẳng hạn như butyl acetate。 Do chất lỏng lên men chứa phức hợp protein, đường, sợi nấm, v。v。, giao diện giữa pha hữu cơ và pha nước trong quá trình chiết xuất không rõ ràng, vùng nhũ tương có một sức mạnh nhất định, điều này có ảnh hưởng lớn đến sản lượng thành phẩm。

Các chất phá vỡ nhũ tương thường được sử dụng - Dưới đây là các chất phá vỡ nhũ tương không ion chính thường được sử dụng trong các mỏ dầu。

SP loại phá vỡ nhũ tương

Thành phần chính của chất phá nhũ tương loại SP là polyoxyethylene polyoxypropylene octadecyl ether, công thức cấu trúc lý thuyết là R (PO) x (EO) y (PO) zH, trong đó: EO-polyoxyethylene; Polypropylene oxit; R-rượu lipid; Độ trùng hợp x, y, zSP loại kem phá vỡ có màu vàng nhạt dán, giá trị HLB là 10-12, hòa tan trong nước。 Chất phá nhũ tương không ion loại SP có tác dụng phá sữa tốt hơn đối với dầu thô dựa trên parafin。 Phần kỵ nước của nó bao gồm các chuỗi carbon 12~18 hydrocarbon, và nhóm hydrophilic của nó là hydrophilic thông qua hoạt động của nhóm hydroxyl (-OH) và nhóm ether (-O-) trong phân tử để tạo thành liên kết hydro với nước。 Vì các nhóm hydroxyl và ether có tính ưa nước yếu, chỉ có một hoặc hai nhóm hydroxyl hoặc ether không thể kéo nhóm kỵ nước của chuỗi carbon 12~18 hydrocacbon vào nước, do đó phải có nhiều hơn một nhóm ưa nước như vậy để đạt được mục đích hòa tan trong nước。 Trọng lượng phân tử của nhũ tương không ion càng lớn, chuỗi phân tử càng dài, càng chứa nhiều nhóm hydroxyl và ether, lực kéo của nó càng lớn, khả năng phá sữa của nhũ tương dầu thô càng mạnh。 Một lý do khác khiến chất phá vỡ SP thích hợp cho dầu thô dựa trên parafin là dầu thô dựa trên parafin không chứa hoặc rất ít chất keo và nhựa đường, với ít chất hoạt động bề mặt lipophilic và mật độ tương đối nhỏ。 Đối với dầu thô có hàm lượng keo và nhựa đường cao (hoặc hàm lượng nước lớn hơn 20%), chất phá nhũ tương loại SP có khả năng phá nhũ tương yếu do cấu trúc phân tử đơn lẻ, không có cấu trúc phân nhánh và cấu trúc thơm。

Loại AP Emulsifier

Chất phá nhũ tương loại AP là polyoxyethylene polyoxypropylene polyether, với polypolyamine làm chất khởi tạo, là một chất hoạt động bề mặt không ion nhiều nhánh với công thức cấu trúc phân tử: D (PO) x (EO) y (PO) zH, trong đó: EO-polyoxyethylene; Polypropylene oxit; R-rượu béo; D-Polyetylen amin: x, y, z - độ trùng hợp。
Loại AP cấu trúc phá vỡ nhũ tương được sử dụng trong parafin dựa trên dầu thô phá vỡ, hiệu quả là tốt hơn so với SP loại phá vỡ nhũ tương, phù hợp hơn cho dầu thô phá vỡ nhũ tương với dầu thô có độ ẩm cao hơn 20%, và có thể đạt được hiệu quả phá vỡ nhanh chóng trong điều kiện nhiệt độ thấp。 Nếu chất phá nhũ tương loại SP giải quyết và phá vỡ nhũ tương trong vòng 55~60 ° C và 2 giờ, chất phá nhũ tương loại AP chỉ cần giải quyết và phá vỡ nhũ tương trong vòng 45~50 ° C và 1,5 giờ。 Điều này là do đặc điểm cấu trúc của phân tử phá nhũ tương loại AP。 Chất khởi tạo polyoledopamine xác định hình thức cấu trúc của các phân tử: các chuỗi phân tử dài và phân nhánh, với khả năng hydrophilic cao hơn các chất phá nhũ tương loại SP có cấu trúc phân tử đơn lẻ。 Đặc tính của nhiều chuỗi chi nhánh xác định rằng chất phá nhũ tương loại AP có độ ẩm và độ thấm cao。 Trong quá trình phá nhũ dầu thô, các phân tử phá nhũ tương loại AP có thể nhanh chóng thâm nhập vào mặt nạ ranh giới dầu và nước, trong khi màng đơn phân tử của các phân tử phá nhũ tương loại SP được sắp xếp theo chiều dọc chiếm diện tích bề mặt lớn hơn, do đó sử dụng ít hơn, Hiệu quả phá sữa rõ ràng。 Loại chất phá sữa này là loại chất phá sữa không ion có hiệu quả sử dụng tốt hơn ở mỏ dầu Đại Khánh hiện nay。

Chất phá vỡ nhũ tương loại AE

Chất phá nhũ tương loại AE là một loại chất hoạt động bề mặt không ion nhiều nhánh, là polyether polyoxyethylene polyoxypropylene với polyepoxy polyamine làm chất khởi tạo。 So với AP-type emulsifier, sự khác biệt là AE-type emulsifier là một phân tử nhỏ, chuỗi ngắn, hai phân đoạn polymer。 Công thức cấu trúc phân tử là: D (PO) x (EO) yH, trong đó: EO-polyoxyethylene: PO-polyoxypropylene: D-polyethylene polyamine; x, y - mức độ tổng hợp。 Mặc dù pha phân tử của chất phá nhũ tương loại AE và chất phá nhũ tương loại AP rất khác nhau, nhưng thành phần phân tử là như nhau, chỉ khác nhau về lượng monomer và trình tự trùng hợp。
(1) Hai loại chất phá nhũ tương không ion trong thiết kế tổng hợp, liều lượng vật liệu đầu và đuôi khác nhau, dẫn đến độ dài của các phân tử trùng hợp cũng khác nhau。
(2) Các phân tử phá vỡ nhũ tương loại AP là nhị phân, với polyethylene polyamine làm chất khởi xướng, trùng hợp với polyoxyethylene, polyoxypropylene để tạo thành một khối copolymer: AE loại phá vỡ nhũ tương là một phân tử nhị phân, với polypropylene làm chất khởi xướng, trùng hợp với polyoxyethylene, polyoxypropylene để tạo thành hai loại copolymer, do đó, Các phân tử phá nhũ tương loại AP nên được thiết kế dài hơn các phân tử phá nhũ tương loại AE。

Loại AE là chất phá nhũ tương dầu thô có cấu trúc đa nhánh hai giai đoạn, cũng thích hợp cho chất phá nhũ tương của nhũ tương dầu thô bitum。 Hàm lượng chất hoạt động bề mặt lipophilic trong dầu thô bitum càng nhiều, độ bám dính càng mạnh, mật độ dầu và nước kém càng nhỏ, nhũ tương không dễ bị phá vỡ。 Chất phá nhũ tương loại AE được sử dụng để phá nhũ tương nhanh cho nhũ tương, đồng thời là chất chống dính sáp tốt hơn。 Do cấu trúc đa nhánh của các phân tử của chúng, các mạng nhỏ có thể dễ dàng hình thành, cho phép các đơn tinh thể parafin đã hình thành trong dầu thô rơi vào các mạng này, cản trở chuyển động tự do của các đơn tinh thể parafin và không thể kết nối với nhau, tạo thành cấu trúc lưới parafin, Giảm độ nhớt và điểm đóng băng của dầu thô, ngăn chặn các tinh thể sáp tích tụ, do đó đạt được mục đích chống sáp。

Loại AR Emulsifier

Chất phá nhũ tương loại AR bao gồm nhựa phenolic alkyl (nhựa AR) với polyoxyethylene, polyoxypropylene và một loại chất phá nhũ tương không ion hòa tan trong dầu mới, giá trị HLB khoảng 4~8, nhiệt độ phá sữa thấp đến 35~45 ℃。 Công thức cấu trúc phân tử là: AR (PO) x (EO) yH, trong đó: EO polyoxyethylene; Polypropylene oxit PO; Nhựa AR; Độ tập hợp x, y, z。Trong quá trình tổng hợp các chất phá nhũ tương, nhựa AR hoạt động như một chất khởi tạo và đi vào các phân tử phá nhũ tương để trở thành nhóm lipophilic。 Đặc điểm của chất phá nhũ tương loại AR là: trọng lượng phân tử không lớn。 Nó có tác dụng hòa tan, khuếch tán và thẩm thấu tốt trong trường hợp điểm đông máu của dầu thô cao hơn 5 ℃。 Nó có thể thúc đẩy các giọt nhũ tương để kết tụ và kết tụ。 Dưới 45 ℃, hơn 80% nước có thể được loại bỏ khỏi dầu thô với hàm lượng nước 50%~70% trong 45 phút và hơn 80% trong dầu thô với hàm lượng nước 50%~70%, không thể so sánh với các chất phá nhũ tương loại SP và AP。