7 Сурет Асфальтен молекуласының сызбанұсқалық құрылысы

Молекуланың ірі фрагменттері өзара көпіршелер арқылы байланысып, гетератомды және метиленді группалардан құралады. Циклдерде ең жақсы орынбасарлар ретінде саны көп емес көмірсутек атомдарынан тұратын алкилдермен функционалды группалар жатады. Мысалы, карбонильдер және карбоксильдер. Асфальтендер молекулярүстілік құрылымды түзе алатын ассоциация оңай ұшырайтын, арақашықтығы 40 нм жалпақ молекулалардан тұратын қабаттардан тұрады. (8 сурет).

Асфальтендермен шайырлар арасында генетикалық байланыс бар – ол конденсирленген циклдер, гетератомдардың саны көбейтеді. (9 сурет).

8 сурет– Асфальтенді бөлшек. Молекулярлық массасы 3000-нан 10000-ға дейін

9 сурет – Шайыр молекуласының сызбанұсқалық құрылысы

Асфальтендер және шайырлар сулы мұнай эмульсияларының тұрақтылығында маңызды рөл атқарады. Асфальтендер мен шайырлар арқылы пайда болған адсорбционды қабаттар («қара эмульгаторлар»), тұрақтылықтың құрылымды-механикалық факторын қамтамасыз етеді және құрылымды-механикалық қорғаныш қабаты деген атқа ие. Асфальтендермен шайырлардан тұратын құрылымды-механикалық қабат жоғары беріктілікке ие. Бұл мұнай эмульсияларының тұрақтылығын көрсетеді. Деасфальтизацияға ұшыраған мұнайлар тұрақты эмульсиялар түзуге қабілетті емес. Құрамында шайырлар мен физико-химиялық қасиеттеріне тәуелді және эмульсия түзуге қабілетіне байланысты мұнайлар үш топқа бөлінеді. (4 кесте).

Д 4. Қатты стабилизаторлар. Мұнай эмульсияларының ескіруі.

Қатты эмульгаторлар нафтенді қышқылдармен шайырлардың гидрофобизирленген адсорбциясының жоғарыдисперсті бөлшектерінің арқасында пайда болады. Бұл бөлшектер таңдаулы жұғу қасиетіне байланысты эмульсия тамшыларына жабысып оларға қабықша қызметін атқарады.

Жоғары парафинді мұнайлар үшін тұрақтандырғыштар болып парафиндердің микрокристалдары жатады.

4 Кесте – Құрамында асфальтендермен шайырлардың және физико-химиялық қасиеттеріне байланысты мұнай эмульсияларының тұрақтылығы

Тұрақтылық	Физико-химиялық қасиеттері
	Тығыздығы, кг/м3	Кинематикалық тұтқырлығы, ν∙10-6 м2/с		Құрамы,%
				асфальтендер	шайырлар
Жоғары	860-890	15-тен жоғары	2-4		8-20
Орташа	840-860	7-12	0.6-1,5		5-8
Төмен	700-840	4-8	0,7-1		5-ке дейін

Табиғи жағдайларда осы эмульгатордың үш тобыда мұнайдың табиғатына және өндірілген кен-орнына байланысты әр түрлі ара қатынаста кездесуі мүмкін.

Мұнай эмульсияларының тұрақтылығы судың бетінде адсорбция – сольваттық қабаттың пайда болуымен және олардың құрылымдық – механикалық қасиеттерінің артуымен сипатталады. Түзілген мұнай эмульсияларының тұрақтылығы мұнай эмульсиясының құрамындағы эмульгатор, стабилизаторлардың концентрациясы мен олардың құрамына тәуелді. Эмульсияның тұрақтылығы стабилизатор концентрациясының өсіп, адсорбциялық қабатқа дейін қаныққанынша немесе қабаттың оптималды құрылымдық – механикалық қасиетіне жеткенде өсіп отыратыны анықталды.

Стабилизатордың эмульгирлеуші әрекеті сұйық – сұйық шекарасындағы фаза аралық кернеудің төмендеуімен емес, эмульсияның тұрақтылығын қамтамасыз ететін құрылымдық – механикалық кедергінің түзілуімен сипатталады. Бұл қатты эмульгаторларды қараған кезде расталады.

Су тамшыларында түзілген құрылымдық – механикалық қасиеттері бар тұрақтандырғыш адсорбциялық қабат олардың бір – бірімен соқтығысу кезіндегі коалесенциясына қарсы тұрады. Бұл қабаттардың құрамы мен құрылысы әртүрлі және мұнай құрамы мен ондағы дисперстелген бөлшектерге тәуелді. Сонымен қатар судың қабаттылығы, ілеспе мұнай, ерітілген және диспергирленген зат, судың қышқылдылығы үлкен маңызға ие. Адсорбциялық қабаттың түзілуіне беттік активтілігі жоғары қосылыстар қатысады, мысалы, нафтендер, парафиндер. Жоғары парафинді мұнай үшін басты эмульсия тұрақтандырғыштардың бірі жоғары молекулалық парафиндердің микрокристалдары және фаза аралық бетте адсорбцияланатын балқу температурасы жоғары церезиндер жатады. Эмульгаторлардың бейорганикалық бөлігі мұнайда немесе қабатталған суда жоғары дисперсті күйінде болатын саз балшық пен топырақтан тұрады. Эмульгаторлардың бейорганикалық бөлігі органикалық бөлігімен тығыз байланысады және олардан қиын ажыратылады. Эмульсияның эмульгаторлары мен тұрақтандырғыштары ретінде мұнай құрамында коллоидты ерітінді түрінде немесе жоғары дисперсті суспензия түрінде кездесетін кез келген қосылыс бола алады. Мұны эмульгаторлардың белгілі бір бөлігін коллоидты ерітіндіден шынайы ерітіндіге ауыстырғанда мұнайдың эмульгирленуі бірден төмендеуімен дәлелдеуге болады. Егер тұрақты эмульсия түзуге қабілетті мұнайды ароматты көмірсутектермен араластырсақ, бұл қоспа алдыңғыдай тұрақты эмульсия түзбейді. Өйткені асфальтендер, смолалы қосылыстар, порфириндер, парафиннің микрокристалдары және церезин ароматты көмірсутектерде жақсы ериді, шынайы ерітінді түзеді. Мұнайда шынайы ерітінді түзетін қосылыстар бір жағдайда ғана эмульгаторлар бола алады, егер де олар эмульгирленген судың құрамында кездесетін тұздармен реакцияласып, мұнайда ерімейтін қосылыстарды түзсе.

Су – мұнай бетіндегі диспергирленген эмульгаторлардың адсорбциясы, фаза аралық қабаттың қалыңдауы, гель түзілу уақыт өте жүреді, сондықтан уақыт өте эмульсия тұрақтала береді, яғни эмульсияның қартаю процесі жүреді. Мұнай эмульсиясының қартаюы алғашқы уақытта өте қарқынды жүреді, ары қарай біртіндеп баяу жүре бастайды, ал бір күннен кейін мүлдем тоқтап қалады. Фаза аралық қабатта түзілген механикалық беріктіліктің өзгеруін белгілі бір уақыт аралығынан кейін өлшенген мұнай – cу шекарасындағы максималды жылжу кернеуімен анықтауға болады.

Жоғары парафинді мұнай үшін эмульсия тұрақтандырғышы ретінде деэмульгаторлардың әсері әлсіз болатын инертті қосылыстар жәнепарафин микрокристалдары мен церезин жатады. Жоғары парафинді мұнайдың беттік қабатын бұзу үшін деэмульгаторлар мен жоғары температураның әсері қажет (100° С – тан жоғары ). Мұнай эмульсиясының қартаюын азайту және мүлдем құрту үшін ең тиімді болып жаңа алынған эмульсияларға деэмульгаторларды қосады. Бұл жерден шығатын маңызды ереже эмульсияны қаншалықты тез бұзсақ, соншалықты ол жеңіл бұзылады.

Д 5. Мұнай эмульсияларының негізгі физика-химиялық сипаттамалары: дисперстілік, тұрақтылық, тығыздық, тұтқырлық.

Дисперстілік. Дисперстілік – дисперсті ортада дисперсті фазаның бөлшектену дәрежесі. Эмульсияның көп қасиеті дисперстілікке байланысты. Мұнай эмульсиясы полидисперсті. Мұнай эмульсияларын дисперстілігіне байланысты аз дисперсті, орта дисперсті, дөрекі дисперсті деп бөлуге болады (таблица 5).

Таблица 5 – мұнай эмульсиясының дисперстілігіне байланысты классификациясы:

Дисперстілік түрі	Глобула диаметрі, мкм
аз дисперсті	0,1 – 20
орта дисперсті	20 – 50
дөрекі дисперсті	50 – 300

Мұнай эмульсиясының дисперстілігін тамшыны микроскоппен қарап, седиментациялық анализ және микроскопиялық әдіспен анықтайды (10 – сурет).

10 – сурет. Мұнай – су эмульсиясын микроскоппен қарағандағы суреті

Микроскоп арқылы окулярлы микрометрді пайдалана отырып әр бөлшектердің өлшемдерін анықтауға болады. Микроскопиялық әдістің кемшілігі эмульсия бөлшектерінің тек аз ғана бөлігі өлшенеді, шыны бетіне алынған тамшының деформациясы мен сұйықтықтың жұқа қабатта ұшып кетуі. Сондықтан седиментациялық анализге қарағанда микроскопиялық анализ тиімсіз, және оны көбінде эмульсияның сапалық характеристикасын анықтауда қолданылады. Дисперстілік анализі жаңа алынып жатқан мұнай қондырғыларына тасымалданатын суэмульсиялық ағындарды зерттегенде практикалық маңызы зор.

Тұрақтылық. Мұнай эмульсияларының маңызды характеристикаларының бірі тұрақтылық, яғни белгілі бір уақыт ішінде мұнай мен суға бөлініп кетпеуі. П.А Ребиндер бойынша эмульсияның тұрақтылығы оның өмір сүру уақытымен анықталады τ:

(2.2)

Н – эмульсия бағанасының биіктігі, см;

υ – жүйенің өзіндік қабаттануының орташа жылдамдығы, см/сек.

Мұндай жүйелерде өзіндік өңдеу процестері бір жақты болып келеді, және тұрақты жағдай толық коалесенциясы мен жүйенің қабатталып минималды беттік бөлінуіне сәйкес келеді. Термодинамикалық тұрғыдан мұнай эмульсиялары әрқашан тепе – теңдікке ұмтылатын тұрақсыз жүйелер. Эмульсияның агрегативті тұрақтылығы олардың өмір сүру уақытымен өлшенеді, және әр түрлі мұнай эмульсияларында бірнеше секундтан көптеген жылдарға дейін созылады. Эмульсияның агрегативті тұрақтылығы кинетикалық ұғым, өйткені жүйенің фаза аралық еркін меншікті энергиясы термодинамикалық потенциялдың минимумымен емес, жылклық қозғалысының орта кинетикалық энергиясымен анықталады. Мұнайдың сумен араласуы кезінде екі түрлі эмульсия түзілуі мүмкін: су мұнайда, мұнай суда. Бір бірінде ерімейтін екі сұйықтықтың эмульсия түзілуін көлеммен анықтайды:

(2.3)

γ шамасының өсуімен су мұнайда эмульсиясын түзу қабілеті өседі де, мұнай суда эмульсиясын түзу қабілеті азаяды. Фазалардың бөліну аймағындағы мұнай мен су тамшыларының өмір сүру уақытының арақатынасы бірінші немесе екінші типтегі эмульсиялардың өмір сүруін анықтайтын жүйенің фазаға айналу қабілеттілігін анықтайды. Мұнайды алған кезде және оны тұзсыздандырғанда мұнай шекарасында су тамшысының ұзақ өмір сүре алады, сондықтан су мұнайда эмульсиясы түзіледі. Мұнай эмульсиясының тұрақтылығын анықтағанда кез келген тұрақты дисперсті жүйелердегі сияқты кинетикалық және агрегаттық тұрақтылық деп бөледі. Сұйытылған жүйелер үшін кинетикалық тұрақтылық бөлшектердің тұну жылдамдығының кері көлемі ретінде қарастырылуы мүмкін.

(2.4)

r – дисперсті фаза бөлшектерінің радиусы, м;

υ – бөлшектердің тұну жылдамдығы, м/сек;

η – дисперсті ортаның тұтқырлығы, кг/(м сек);

(ρ – ρ₀) – дисперсті орта(мұнай) мен дисперсті фазаның (су) тығыздықтарының өзгерісі, кг/м³;

g – еркін түсу үдеуі, м/сек².

осы теңдеуден шығатын қорытынды дисперсті ортаның тұтқырлығы қаншалықты жоғары болса, эмульгирлеуші ортаның тығыздығының өзгерісі төмен болады, су тамшысының радиусы төмен болған сайын, эмульсияның кинетикалық тұрақтылығы жоғары болады. Жоғары дисперсті жүйелер кинетикалық тұрақты, дисперсті фаза бөлшектерінің тұнуына байланысты дөрекі дисперсті жүйелер мұнай мен суға бөлінеді. Агрегативті тұрақтылық – жүйенің бөлшектерінің дисперстілігін сақтау қабілеті. Мұнай эмульсиялары мұнайдың құрамындағы табиғи тұрақтандырғыштары болғандықтан жоғары агрегативті тұрақты болып келеді. Мұнайды қабаттарға бөлу кезінде су – мұнай эмульсиларының кинетикалық және агрегативті тұрақтылығын барынша азайту керек.

Д 6. Мұнай эмульсияларының негізгі физика-химиялық сипаттамалары: тұтқырлық, тығыздық.

Тығыздық. Тығыздықтың көлеміне қарай мұнай жеңіл (ρ 850 кг/м³ аз), орташа (ρ 851-ден 885 кг/м³дейін) ауыр (ρ 885 кг/м³көп). Мұнайдың тығыздығы оның басқа да физико – химиялық характеристикасы сияқты оның компонеттік құрамына, қай жерден бастау алғанына тәуелді. Мұнай құрамында жоғары молекулалық қосылыстардың үлесі қаншалықты көп болса,соншалықты тығыздығы жоғары болады. Мұнай тығыздығы басқа қосылыстар сиқты оны қандай температурада анықтағанына байланысты. Температура жоғарылаған сайын, тығыздық төмендейді, төмендеген сайын жоғарылайды. Мұнай тығыздығы көбінесе есеп беру операцияларында ғана көрсетіледі, ал мұнай – су эмульсиясы анализі кезінде маңызды емес. Таза мұнай мен қабатталған судың тығыздықтарының өзгерісі қаншалықты көп болса, соншалықты су тамшыларының тұну жылдамдығы жоғары болады, соған байланысты эмульсияның екі фазаға бөлінуі болады. Эмульсия тығыздығын жалпы сұйықтықтарға арналған әдіспен өлшейді. Оны эмульсияны құрайтын су мен мұнайдың тығыздығы мен проценттік өлшемін білсе оңай анықтауға болады. Мұнай эмульсиясының тығыздығы аддитивті көлем болып табылады.

(2.5)

ρ_э – эмульсия тығыздығы, кг/м³;

ρ_в – судың тығыздығы, кг/м³;

ρ_н – мұнайдың тығыздығы, кг/м³;

g – су мен эмульсияның массалық үлесі.

, (2.6)

g₀ – таза су мен эмульсияның массалық үлесі.

Х – су құрамындағы тұз мөлшері, %

Егер де судың, мұнайдың және мұнай эмульсиясының тығыздығы белгілі болса, W мұнайдың сусыздану көлемін анықтауға болады:

(2.7)

Тұтқырлық. Мұнай эмульсиясының маңызды физико – химиялық характеристикаларының бірі – тұтқырлық. Ағуға қарсы тұру қабілеті тұтқырлық деп аталады. Тұтқырлықты білу ұңғымалардан шыққан мұнайды оны дайындайтын жерге тасымалдауға арналған құбыр жолдарын жоспарлауда қажет. Жеке сұйықтықтар және шынайы ерітінділер көбінесе Ньютонның тұтқыр ағу заңына бағынады.

, (2.8)

F – жылжу кернеуі;

dυ/dl – жылдамдық кернеуі;

η – тұтқырлық коэффициенті, берілген температурада тұрақты көлем.

Мұнай эмульсиялары Ньютон заңына бағынбайды. Олар аномальды немесе Ньютондық емес сұйықтықтар деп аталады. Эмульсияның аномальды тұтқырлықтың себебі оған түсірілген кернеудің өсуі мен дисперстелген бөлшектердің деформацияға ұшырауы. Түсірілген күш артқан сайын эмульгирленген сұйықтықтың тамшылары ұзарып, шар тәрізді түрден эллипсоидты түрге ауысды, бұл ағынды жеңілдетіп, эмульсияның эффективті тұтқырлығының кемуіне себеп болады.

Мұнай эмульсиясының тұтқырлығы көптеген факторларға тәуелді және аддитивті қосылыс емес. Мұнай эмульсиясының тұтқырлығы мұнайдың өзінің тұтқырлығына, судың көлеміне, температураға, механикалық қоспаларға (әсіресе FeS) және судың pH мәніне, дисперсті фаза тамшысының дисперстілік дәрежесіне, мұнайда еріген газ мәндеріне тәуелді. Өнімді жинау процесі кезінде эмульсиядағы судың көлемі мен дисперстілігі әрқашан өзгеріп отырады. Мұнай эмульсиясы тамшыларының диаметрі кішірейіп, олардың концентрациялары тепе теңдікке келгенде бүкіл жүйенің тұтқырлығы өзгеретіні анықталды. Байланыс бұл сызықтық емес және тамшы диаметрі өсен сайын кішірейе береді. Бөлшектердің диаметрі 100 мкм – ден көп болса олардың өлшемдері мұнайдың тұтқырлығына әсері өте аз байқалады, ал диаметрі 10 мкм болғанда әсері айқын байқалады. Су – мұнай эмульсиясының дисперстілігі қаншалықты жоғары болса, соншалықты оның тұтқырлығы жоғары болады (11 – сурет). Кинетикалық теорияға сәйкес тұтқырлыққа дисперстіліктің әсері бөлшектер арасындағы қашықтық бөлшектердің өлшемдері ретті болғанда байқалады. Дисперестіліктің тұтқырлыққа әсері дисперсті фазаның концентрациясы жоғары болғанда немесе оның өте жұқа ұсақталғанында байқауға болады.

11 – сурет. Эмульсия тұтқырлығының тамшының максималды диаметріне тәуелділігі.

Мұнай эмульсиясындағы судың көлемі белгілі бір мәнеге дейін өсуі эмульсияның тұтқырлығын жоғарылатады және осындай мұнайды тасымалдауға кететін энергетикалық шығындарды өсіреді (12 – сурет). Судың критикалық концентрациясы W_кр инверсия нүктесі деп аталады. Инверсия нүктесінде фазалар айналымы жүреді, яғни дисперсті фаза (су) дисперсті ортаға ал дисперсті орта (мұнай) дисперсті фазаға айналады. Мұнай эмульсияларының фазалар айналымы үлкен мәнге ие. Мұнай суда типті эмульсияларды тасымалдау су мұнайда эмульсияларын тасымалдауға қарағанда төмен энергетикалық шығындалады. Сондықтан эмульсияларды тасымалдағанда ішкі фаза су болғаны тиімді және тасымалданатын құбырлар коррозияға ұшырамауы тиіс. Мұндай әдіс мұнайды судан бөлу процесінде де қолданылады.

12 – сурет. Эмульсия тұтқырлығының мұнайдың құрамындағы суға және араласу температурасына тәуелділігі.

Әртүрлі аймақтардан шыққан мұнай үшін 0,5<W_кр<0,9, сусыздандырудың критикалық мәні эмульсия компонеттерінің физико – химиялық қасиеттеріне, сулы фаза концентрациясына және осы эмульсияда кездесетін стабилизаторлар мен эмульгаторларға тәуелді. Алайда, практикада көбінесе W_кр≈0,71.

Мұнай эмульсиясының тұтқырлығы онда ерітілген газ көлеміне тәуелді. Құрамында газ бар эмульсия тұтқырлығы газдалмаған мұнай тұтқырлығынан төмен.

Эмульсия тұтқырлығын әртүрлі әдістермен анықтайды, көп жағдайда тұтқыр сұйықтықты анықтау әдісімен анықтайды. Таза сұйықтықтарға қолданылатын кейбір әдістер құрылымдық тұтқырлыққа ие эмульсияларды зерттеуге жарамсыз. Мұнай эмульсияларын сипаттауда динамикалық тұтқырлық η (Па∙с, Пуаз) және кинематикалық тұтқырлықты қолданады. Кинематикалық тұтқырлық (м²/с, ст), бірдей температурада берілген сұйықтықтың динамикалық тұтқырлығының оның тығыздығының (кг/м³) қатынасына тең:

(2.9)

Эмульсияның температурасы өскен сайын оның тығыздығы төмендейді.

Дисперсті жүйелердің тұтқырлығын соның ішінде эмульсиялардың тұтқырлығын зерттеумен көптеген ғалымдар айналысқан. Олардың ұсынысымен диспергирленген қосылыстардың әртүрлі қоспалары берілген жүйенің тұтқырлығын анықтау теңдеулері ұсынылғын.

Бірінші және маңызды болып Эйнштейн теңдеуі саналады. Теңдеу бойынша диспергирленген бөлшектер шар түрінде болады, диаметрі олардың ара қашықтығымен салыстырғанда аз, бірақ молекулаларының өлшемімен салыстырғанда көп. Эйнштейн теңдеуінің сипатталуы:

(2.10)

где η_э — дисперсті жүйенің тұтқырлығы;

η — дисперсті ортаның тұтқырлығы;

φ – диспергирленген қосылыс көлемінің жүйенің жалпы көлеміне қатынасы.

Эйнштейн теңдеуі мұнайдың 15% - ға дейін сусыздануы кезінде қолданылады.

Эйнштейн теңдеуі эмульсияның тұтқырлығын есептегенде дұрыс нәтиже бермейді, сондықтан Тейлор келесі теңдеуді ұсынған:

(2.11)

где η_э — эмульсияның тұтқырлығы;

η_н — дисперсті фазаның тұтқырлығы;

η_в — дисперсті ортаның тұтқырлығы.

Практикада басқа да эмпирикалық теңдеулер қолданылады, мысалы, сусыздандырылған мұнайдың тұтқырлығына баға беретін Ричардсонның тәуелділік теңдеуі:

, (2.12)

С – эмпирикалық коэффициент, В – сусыздандырылған мұнай, бірлік үлес.

Татарстанда экспериментті түрде бұл формула С=3,5 и В – до 65 % болған жағдайда жақсы қолданылатыны анықталған.

Келтірілген теңдеулердің ешқайсысы барлық жағдайларда қолданыла бермейді. Концентрленген қоспалардың тұтқырлығын анықтағанда көбінесе эмпирикалық теңдеулер қолданылады.

Д 7. Мұнай эмульсияларының негізгі физика-химиялық сипаттамалары: электрлік қасиеттері.

Электр өткізгіштік. Мұнай өңдеу заводтарында мұнай эмульсиясын бұзу үшін электрлік әдістер қолданылады, сондықтан практика үшін сусыздандырылған мұнайдың электрлік қасиеттерін білу маңызды. Сусыз мұнай диэлектрик болып табылады және оның өткізгіштігі 10^-10–10 ^-15 ом^-1 см^-1 тең, ал электрөткізгіштігі 10^-7–10^-8 ом^-1 см^-1тең. Су құрамында еріген тұздардың болуымен оның электрөткізгіштігі он есе артады. Мұнай эмульсиясының электрөткізгіштігі негізінен эмульсияда судың болуымен, дисперстілік сатысымен, еріген электролиттер мен қышқылдардың болуымен шартталады. Мұнайдың электрөткізгіштігі судың аз ғана мөлшері болып, жоғары дисперсті жағдайда болса бірден 10^-6 – 10^-7 ом-см^-1 – дейін өсіп кетеді. Мұнай эмульсиясының электрөткізгіштігінің артуына эмульсия құрамындағы судың қышқылдығының артуы себеп болады (рН 7 – ден кіш).

Мұнай эмульсияларының су тамшылары электр жазықтығының күш сызықтығында орналасады, бұл эмульсияның электрөткізгіштігінің бірден өсуіне себеп болады (рисунок 13).

а – сусыз мұнай, б, в – су тамшыларының электр жазықтығының күш сызығында орналасуы.

Сурет 13 – су тамшыларының электр жазықтығында орналасуы.

Бұл құбылыс су тамшыларының мұнай тамшыларының өтімділігіне қарағанда 40 есе көп екендігімен түсіндіріледі. Егер су тамшыларынан құралған тізбекті бұзсақ, мысалы араластыру арқылы, сол кезде эмульсияның өтімділігі төмендейді.

Мұнай құрамындағы судың мөлшері көп болса, мұнай эмульсиясының электрөткізгіштігі жоғарылайды және эмульсияны қыздыруға кеткен электр энергиясы артады. Мұнай эмульсияларының маңызды көрсеткіштерінің бірі критикалық кернеулік. Критикалық кернеулік судың дисперстілігі, көлемі, құрамына ғана емес, оған қоса мұнайдың құрамы мен физико – химиялық характеристикаларына да тәуелді.

Электрокинетикалық потенциал. Диспергирленген тамшылардың беткі қабатында электролиттердің қатысында таңдалып алынған иондардың біреуі екі электрлік қабат түзе адсорбцияланады. Таңдалып алынған иондардың адсорбциясы және екі электр қабаттың түзілгенінде эмульсия тамшыларының бетінде электр заряды пайда болады.

Беттік қабат ұстап қалатын сұйық фаза мен жұқа қабықшалы сұйықтықтар арасында қозғала алатын потенциалдар айырымын электрокинетикалық потенциал немесе ζ-потенциал деп атайды.

Мұнай суда типіндегі эмульсия тамшыларында түзілген қос электрлік қабаттың түзілуі, тұрақтандырылған майлармен белгілі бір мөлшерде эмульсия тұрақтылығын шартты түрде сипаттайды. Поливалентті иондардың көмегімен бөлшектердің қайта зарядталуын сипаттайтын Шульце – Гарди ережесіне бұл эмульсиялар да бағынады.

Эмульсия тамшыларында аттас зарядтар мен өзара тартылыс күштері болғандықтан олар бір біріне қосылу үшін жақындай алмайды. Электролиттерді қосқан кезде потенциал бөлшектері минималды көрсеткішке дейін төмендеуі мүмкін, нәтижесінде дисперсті жүйе бұзылады, яғни бөлшектердің коалесенциясы жүреді. Эмульсия тұрақтылығына тамшы зарядтарының әсері және оларға электролитпен әсер ету өздерін гидрофобты золь ретінде көрсететін мұнай суда типті эмульсияларға үлкен әсерін береді.

Мұнай суда типті эмульсиялары екі фаза арасындағы шекарасында құрылымдық – механикалық кедергінің болуымен сипатталады. Су мұнайда типті эмульсиясында қос электрлік қабаттың пайда болуы болады, егер қабықшаны қорғап тұрған компонетте өзінің тұрақты электрлік потенциалы болса. Алайда дисперсті ортаның диэлектрлік өтімділігі төмен болуына байланысты қос электрлік қабаттың түзілуі қиын. Полярлы емес ортада да кейбір ионизация жүруі мүмкін және түзілген қос электрлік қабат кері типті эмульсияның тұрақтылығында үлкен роль атқаруы мүмкін.