Министерство высшего и профессионального образования Российской Федерации

Тюменский Государственный Университет

Физический Факультет

Кафедра Механики Многофазных Систем

Методика

ДИЭЛЕКТРИЧЕСКИЙ МЕТОД ИССЛЕДОВАНИЯ ПАВ.

ВВЕДЕНИЕ

Подготовка нефти на промыслах занимает промежуточное положение среди основных процессов, связанных с добычей,сбором и транспортировкой товарной нефти потребителю: нефтеперерабатывающим заводам или на экспорт. т того как подготовлена нефть в районах ее добычи, зависит эффективность и надежность работы магистрального трубопроводного транспорта. Перекачка вместе с нефтью даже 1-2% балласта (в виде эмульгированных глобул воды или частиц механических примесей) способствует более интенсивному коррозийному износу насосного оборудования, снижает пропускную способность трубопроводов и повышает опасность их порывов.

Нефть с повышенным содержанием воды имеет более низкую цену на мировом рынке. Поэтому, независимо от того, в каких районах страны добывается нефть и какими уникальными свойствами обладает образуемая ею водонефтяная эмульсия, необходимо в процессе первичной подготовки нефти на промыслах в максимально возможной степени очистить ее от воды.

Получение товарной нефти с процентным содержанием воды W<=0.5% невозможно без использования специальных ПАВ-деэмульгаторов разрушающих водонефтяные эмульсии и отделяющие нефть от воды. Как правило, ПАВ-деэмульгаторы представляют многокомпонентную смесь.Выявление "оптимального" состава этой смеси сложная задача. Для получения наиболее эффективных деэмульгаторов необходимо изучить явление синергизма, заключающееся в том, что смесь ПАВ может оказаться активнее каждого ПАВ в отдельности. Природа этого явления исследована явно недостаточно. Явление синергизма обусловлено увеличением энергии межмолекулярных взаимодействий в многокомпонентных жидких системах, т.е. является физическим процессом. Поэтому для его изучения необходимо использовать и физические методы.

1.Литературный обзор.

1.1Деэмульгаторы, их физико-химические свойства.

В настоящее время известны и применяются на практике различные методы воздействия на нефтяные эмульсии: нагревание, отстаивание, подача воды в обрабатываемый поток эмульсионной нефти, "промывка" эмульсии через слой воды, применение переменного и постоянного электрических полей, гидрофильных коалесцирующих насадок и т.д.

Для того, чтобы произошел процесс коалесценции эмульсий, необходимо устранить (разрушить) структурно-механический барьер на поверхности капель со стороны дисперсионной среды, образуемый олеофильными коллоидными стабилизаторами. Разрушить такой барьер, препятствующий уменьшению толщины пленки при сближении капель и тем самым предотвращающий процесс их коалесценции, можно только с введением в систему более поверхностно-активных веществ (чем коллоидные стабилизаторы), именуемые реагентами-деэмульгаторами.

При введении ПАВ (реагента-деэмульгатора) в нефтяную эмульсию на границе раздела "нефть-вода" протекают следующие процессы:

молекулы реагента-деэмульгатора, обладая большой поверхностной активностью, чем природные стабилизаторы нефтяных эмульсий,

вытесняют последние с границы раздела "нефть-вода". При этом молекулы реагента-деэмульгатора должны предварительно разрушить (пептизировать) прочные гелеобразные слои этих стабилизаторов. Адсорбируясь на коллоидных или грубодисперсных частицах природных стабилизаторов нефтяных эмульсий, молекулы деэмульгатора изменяют их смачиваемость, что способствует переходу этих частиц с границы раздела в объем водо или нефтянной фазы.На их месте образуются адсорбционные слои из молекул деэмульгатора, они практически не обладают заметными структурно-механическими свойствами, что способствует быстрой коалесценции в нефти капель воды с такими оболочками при их контакте друг с другом.

Таким образом, процесс разрушения нефтяных эмульсий является больше физическим, чем химическим процессом, зависящим от компонентного состава и свойств защитных оболочек природных стабилизаторов обрабатываемых нефтянных эмульсий;

-типа, коллоидно-химических свойств и удельного расхода применяемого деэмульгатора;

-температуры, интенсивности и времени перемешивания нефтянной эмульсии с реагентом-деэмульгатором и т.д.

Для приобретения ПАВ деэмульгирующей активности они должны обладать определенными свойствами:

-высокой поверхностной активностью при адсорбции как из водной, так и из нефтяной фазы;

-смачивающей способностью в отношении коллоидных частиц асфальтосмолистых веществ и прочих механических примесей.

При введении в систему деэмульгатора установлено своеобразное разрушающее действие молекул деэмульгатора на "застаревшие" твердообразные пленки стабилизатора. Нефти, обладающие высокими пленкообразующими свойствами, после введения в них определенного количества малорастворимого деэмульгатора, теряют эти свойства. Как выяснилось, присутствие реагента-деэмульгатора в нефтях не только прочностные свойства межфазных слоев на границе раздела "нефть-вода", но и качественно изменяют реологические свойства поверхностных и межфазных пленок нефти. В результате чего резко снижается склонность нефтей к пленкообразованию, пленка нефти разрывается в процессе сближения капель воды при больших толщинах, отсутствуют эффекты "старения" эмульсий и т.д.