О САЙТЕ
Добро пожаловать!

Теперь вы можете поделиться своей работой!

Просто нажмите на значок
O2 Design Template

ФНГ / БНГС / УСТОЙЧИВОСТЬ НЕФТЯНЫХ ЭМУЛЬСИЙ

(автор - student, добавлено - 12-04-2014, 12:19)

УСТОЙЧИВОСТЬ НЕФТЯНЫХ ЭМУЛЬСИЙ


Самым важным показателем для нефтяных эмульсий является их устойчивость (стабильность), т.е. способность в течение опреде­ленного времени не разрушаться и не разделяться на нефть и воду.

Устойчивость эмульсии определяется временем ее существо­вания и выражается очень простой формулой τ = Н/υ, где Н - вы­сота столба эмульсии, см; v - средняя линейная скорость расслоения эмульсии, см/с.

Различают также агрегативную и кинетическую устойчивость. Первая характеризует способность глобул к укрупнению, а вторая - расслоение эмульсии на нефть и воду.

 

Мерой общей устойчивости эмульсии может служить изменение ее плотности за определенный промежуток времени в определенном слое или        количество выделившейся воды при отстое.

На устойчивость нефтяных эмульсий большое влияние оказывают:

1) дисперсность системы; 2) физико-химические  свойства эмульгаторов, образующих на поверхности раздела фаз адсорбционные защитные оболочки; 3) наличие на глобулах дисперсной фазы двойного элёктрического заряда;  4) температура смешивающихся жидкостей; 5) величина рН эмульгированной пластовой воды.

Кратко остановимся на этих факторах:

1) По дисперсности нефтяные эмульсии подразделяются на: мелкодисперсные с размером капель воды от 0,02 до 20 мк; средней дисперсности, с водяными капельками размером от 20 до 50 мк; грубодисперсные - с каплями воды размером от 50 до 300 мк. В нефтя­ных эмульсиях практически содержатся водяные капли, соответст­вующие всем трем видам. Такие эмульсии называются полидисперс­ными.

Чем выше дисперсность эмульсии, тем она устойчивее при всех прочих равных условиях. Однако вследствие огромного увели­чения поверхности раздела между двумя жидкостями система, полу­ченная диспергированием, приобретает большой запас свободной поверхностной энергии А и становится термодинамически неустойчивой:                     А=σ · S

где А- свободная энергия единицы поверхности; S - суммарная пло­щадь поверхности раздела.

Такая система будет стремиться самопроизвольно перейти в устойчивое  состояние,  уменьшая  запас  свободной   поверхностной энергии А, что, в свою очередь, может осуществляться двояко: за счет уменьшения  или площади S или поверхностного натяжения σ  в результате  введения  в эмульсию ПАВ.

2) Ha устойчивость эмульсий большое влияние оказывают стабилизирующие        вещества,        называемые        эмульгаторами образующие   на   поверхности   капель   адсорбционные   защитные оболочки (''брони"), которые препятствуют слиянию этих капель.

3) Устойчивость   нефтяных  эмульсий   в   большой   степени зависит  также   от  электрического   заряда   на   поверхности   частиц (глобул).   Образующийся   двойной   электрический   слой   защищает    частицы эмульсии от слипания подобно адсорбционным оболочкам. Происхождение двойного электрического заряда на границе раздела фаз можно объяснить следующим образом. В гомогенной (однородной) фазе при равновесных условиях электрический потенциал любого компонента имеет постоянную величину во всем объеме.

Водная фаза нефтяной эмульсии - это хороший электролит, диссоциирующий  на положительные Н+ и отрицательные ОН- ионы.

 

На границе раздела фаз (нефти и воды) ионы эти адсорбируются. На адсорбции ионов существенным образом сказывается природа адсорбента, т.е. веществ, растворенных в воде и нефти, которые называются естественными ПАВ. Ионы, способные поляризоваться, адсорбируются только на поверхностях, состоящих из полярных молекул. Микроучастки поверхности капельки полярной воды, несущие определенный заряд, адсорбируют (сгущают) противоположно заряженные ионы. При этом ионы электролита, имеющие противоположный знак, не адсорбируются, но под действием сил электростатического притяжения остаются вблизи адсорбционных ионов, образуя с ними на поверхности адсорбента двойной электрический слой. Частицы, имеющие на своей поверхности одинаковые заряды, взаимно отталкиваются.

4) Устойчивость нефтяных эмульсий зависит от температуры:
при повышении температуры устойчивость эмульсии понижается, так как механическая прочность  адсорбционных оболочек, особенно содержащих парафин и церезин, снижается до нуля, в результате капли сливаются,   и эмульсия разрушается;   при понижении  же температуры таких  эмульсий механическая прочность адсорбционных оболочек повышается, что влечет за собой и соответствующее повышение стойкости эмульсий.

5)   Величина    рН     пластовой воды также     оказывает существенное влияние на стойкость  нефтяных эмульсий, так как  сказывается на упругих свойствах поверхностных слоев, причем степень воздействия его на различные нефти неодинакова. С увеличением величины рН снижаются реологические свойства поверхностных  слоев на границе нефть-вода,  что влечет расслоение эмульсии.  Увеличение рН обычно достигается введением в эмульсию щелочи, способствующей снижению механической прочности бронированных оболочек и, как  следствие, разложению эмульсии на нефть  и  воду.

Адсорбция диспергированных особенно твердых эмульгаторов на водонефтяной поверхности и утолщение межфазного бронированного слоя на этой поверхности всегда протекает во времени, поэтому эмульсия В/М со временем становится более устойчивой, т.е. происходит ее старение. В начальный период старение происходит весьма интенсивно, затем постепенно замедляется и часто уже через сутки прекращается. Следует отметить, что свежие эмульсии разрушаются значительно легче и быстрее.


Ключевые слова -


ФНГ ФИМ ФЭА ФЭУ
Copyright 2018. Для правильного отображения сайта рекомендуем обновить Ваш браузер до последней версии!