vk.com/club152685050 | vk.com/id446425943

анизотропную структуру, которая характеризуется зависимостью физикохимических свойств от направления, например, графит. Поэтому свойства таких веществ определяют вдоль главной оси симметрии и перпендикулярно к ней.

Разнообразие реологических свойств дисперсных систем отражается, в частности, в широком наборе возможных значений трех основных параметров: модуля сдвига, вязкости и предела текучести.

Модуль упругости дисперсных систем с твердой и жидкой фазами определяется условиями взаимодействия частиц дисперсной фазы. Для пористых дисперсных структур глобулярного типа с фазовыми контактами между частицами модуль упругости системы, практически не зависит от агрегатного состояния второй фазы и определяется модулем упругости вещества твердой фазы, числом и площадью контактов между частицами. Такие структуры обнаруживают хрупкие свойства, т.е. склонность к необратимому разрушению без заметной предшествующей остаточной деформации.

В коагуляционных коллоидных структурах модуль упругости определяется, главным образом, формой и степенью ориентации частиц относительно друг друга. Увеличению модуля упругости способствует повышение степени дисперсности компонентов дисперсной фазы.

2.9.СПОСОБЫ ПОЛУЧЕНИЯ И РЕГУЛИРОВАНИЯ СВОЙСТВ НДС. НЕФТЯНЫЕ ЭМУЛЬСИИ

Одним из основных направлений физико-химической механики дисперсных систем является изучение возникновения и разрушения всевозможных пространственных структур как взаимодействия частиц дисперсной фазы и дисперсионной

105

vk.com/club152685050 | vk.com/id446425943

среды, включая различные этапы получения материалов с заданной дисперсной структурой и совокупностью механических и физико-химических характеристик. Процессы добычи, транспортировки и переработки нефти сопровождаются образованием дисперсных систем различных типов (эмульсий, пен, суспензий, аэрозолей) и их разрушением. В связи с вышесказанным, опираясь на теоретические основы формирования, особенности строения и свойств нефтяных дисперсных систем, далее более подробно остановимся на способах получения, регулирования свойств и структуры таких НДС, как эмульсии, пены, суспензии и аэрозоли.

Образование и формирование НДС сопровождается протеканием процессов межфазного массообмена, а также процессов коагуляции и коалесценции, приводящих к укрупнению частиц и разрушению дисперсных систем и процессов диспергирования, пептизации и солюбилизации, приводящих к увеличению дисперсности и коллоидной устойчивости системы.

НДС могут быть получены путем диспергирования сравнительно больших частиц, либо в результате протекания в системе конденсационных процессов.

Диспергирование может протекать в результате:

1.механического воздействия, например, пропускания газов через слой жидкости, распыления жидкостей форсунками, измельчения твердых тел при помощи мельниц, дробилок и пр.

2.химического воздействия различных реагентов, регулирующих межмолекулярные взаимодействия в системе, например, перевода свежего осадка асфальтенов в диспергированное состояние при добавлении бензола.

106

vk.com/club152685050 | vk.com/id446425943

3. комбинированного воздействия механических и химических факторов.

Большое распространение в нефтепереработке имеют конденсационные методы, которые можно разделить на следующие типы:

1.физические, например, кипение, конденсация, экстракция, кристаллизация и пр.;

2.химические, например, полимеризация, поликонденсация, крекинг и пр.;

3.комбинированное действие физических и химических факторов.

2.9.1. КЛАССИФИКАЦИЯ ЭМУЛЬСИЙ

При добыче и переработке нефть дважды смешивается с водой, образуя эмульсии: при выходе с большой скоростью из скважины вместе с сопутствующей ей пластовой водой и в процессе обессоливания, т.е. промывки пресной водой для удаления растворенных в ней солей.

Эмульсии представляют собой дисперсные системы двух жидкостей, не растворимых или малорастворимых друг в друге, одна из которых диспергирована в другой в виде мелких капелек.

Наиболее распространены в природе эмульсии, образованные водой и какой-либо органической жидкостью. Если вода образует сплошную фазу (является дисперсионной средой), то эмульсию называют прямой, или эмульсией типа «масло в воде», для НДС «нефть в воде». Если вода является дисперсной фазой, то эмульсию называют обратной, или эмульсией типа «вода в масле», для НДС «вода в нефти».

107

vk.com/club152685050 | vk.com/id446425943

Прямые эмульсии можно достаточно легко отличить от обратных, т.к. они хорошо смешиваются с водой, не смачивают гидрофобные поверхности, например, парафин, и имеют высокую электропроводность. В частности, измерение электропроводности эмульсии положено в основу метода, позволяющего определить уровень раздела фаз в экстракционной колонне установки фенольной очистки масел.

Эмульсии, как и все дисперсные системы, подразделяются по размерам и концентрациям дисперсной фазы:

1.менее100 нм – коллоидная или ультрамикрогетерогенная;

2.более 100нм – микрогетерогенная.

Взависимости от концентрации дисперсной фазы эмульсии делят на:

1.разбавленные – до 0,1 %об.;

2.концентрированные – от 0,1 до 74 %об.;

3.высококонцентрированные – более 74 %об.

К основным характеристикам нефтяных эмульсий относят степень разрушения за определенный период времени, эффективную (в ряде случаев структурную) вязкость, средний поверхностно-объемный диаметр эмульгированных капель водной фазы. В совокупности эти параметры отражают интенсивность эмульгирования нефти, ее физико-химические свойства и адсорбцию эмульгатора.

Об интенсивности разрушения эмульсии можно судить по разности между плотностями воды и нефти Δρ, а также отношению суммарного содержания асфальтенов (Сас) и смол

108