Chất khử nhũ tương trong mỏ dầu công nghiệp

Hiệu ứng tách nhũ tương của sản phẩm tách nhũ tương (polyether gốc nhựa phenolic biến tính isocyanate) có liên quan chặt chẽ đến nhiệt độ. 

Lý do cốt lõi là nhiệt độ có thể ảnh hưởng đến hoạt động chuyển động của phân tử, độ ổn định của màng giao diện nhũ tương và độ ổn định về cấu trúc của sản phẩm tách nhũ tương. 

Xét về cấu trúc hóa học của sản phẩm tách nhũ tương (bộ khung cứng của nhựa phenolic, các nhóm liên kết chéo/phân cực được đưa vào bởi isocyanate và sự cân bằng ưa nước ưa béo của phân đoạn polyether), hiệu ứng tách nhũ tương ở các nhiệt độ khác nhau có thể được phân tích theo các khoảng sau: 

1. Phạm vi nhiệt độ thấp (<40℃): Hiệu suất tách nhũ tương tương đối thấp và tốc độ chậm. Ở nhiệt độ thấp, chuyển động nhiệt của các phân tử yếu. Tốc độ khuếch tán của các phân tử sản phẩm tách nhũ tương đến bề mặt phân cách dầu-nước giảm, và tính linh hoạt của các phân đoạn polyether bị hạn chế bởi môi trường nhiệt độ thấp, khiến chúng khó giãn nở hoàn toàn. Do đó, khả năng hấp phụ cạnh tranh của sản phẩm tách nhũ tương với các chất nhũ hóa tự nhiên trong dầu thô (như asphaltene và nhựa) giảm. Đồng thời, độ nhớt của nhũ tương dầu thô cao ở nhiệt độ thấp, và khả năng chống lắng đọng của các giọt nước sau khi kết tụ lớn, làm chậm quá trình tách nước hơn nữa. 

Biểu hiện tác dụng: Tốc độ tách nhũ tương chậm (thời gian tách nước có thể kéo dài hơn 50%), tỷ lệ tách nước tương đối thấp (thường <70%), hàm lượng nước trong pha dầu tương đối cao. Tuy nhiên, do một số hiệu ứng phân cực mà nhóm carbamate và nhóm hydroxyl phenolic được đưa vào sau khi biến tính isocyanate vẫn có thể duy trì ở nhiệt độ thấp, nên vẫn có một số hoạt tính tách nhũ tương đối với dầu thô nhẹ hoặc nhũ tương có độ nhớt thấp (chẳng hạn như hàm lượng nước <30%), nhưng hiệu quả thấp hơn so với ở nhiệt độ trung bình và cao. 

2. Dải nhiệt độ trung bình (40-100℃): Hiệu suất tách nhũ cao nhất, hiệu suất tổng thể tối ưu. Dải nhiệt độ này là dải nhiệt độ vàng " cho loại sản phẩm tách nhũ này vì những lý do sau: 

Hoạt động phân tử được tăng cường: Khi nhiệt độ tăng, chuyển động của các phân tử sản phẩm tách nhũ tương tăng tốc và tính linh hoạt của các phân đoạn polyether (đặc biệt là các phân đoạn kỵ nước) tăng lên. Chúng có thể khuếch tán nhanh chóng đến giao diện dầu nước. Thông qua các nhóm phân cực (nhóm hydroxyl phenolic, nhóm carbamate), chúng có thể hình thành liên kết hydro hoặc lực Van der Waals với các thành phần phân cực trong màng giao diện (chẳng hạn như nhóm carboxyl và hydroxyl của nhựa), thay thế hiệu quả các chất nhũ hóa tự nhiên và phá vỡ tính ổn định của màng giao diện. Độ nhớt nhũ tương giảm: Ở nhiệt độ trung bình, độ nhớt của nhũ tương dầu thô giảm đáng kể (đặc biệt là đối với dầu thô nặng), khả năng chống lắng đọng của các giọt nước sau khi kết dính giảm và tốc độ tách nước tăng nhanh (thường, quá trình tách nước chính có thể hoàn thành trong vòng 30-60 phút). 

Độ ổn định cấu trúc phù hợp: Bản thân bộ khung nhựa phenolic có khả năng chịu nhiệt tuyệt vời (nhiệt độ phân hủy thường là >200℃) và các liên kết cacbamat do isocyanate tạo ra ổn định ở nhiệt độ dưới 100℃, không có hiện tượng thủy phân hoặc phân hủy rõ ràng, đảm bảo rằng hoạt động của chất tách nhũ tương không bị phân hủy. 

Hiệu quả biểu hiện: Tỷ lệ tách nước có thể đạt trên 90%, hàm lượng nước trong pha dầu có thể giảm xuống dưới 0,5%, độ trong của pha nước cao (ít chất rắn lơ lửng). Sản phẩm đặc biệt hiệu quả đối với nhũ tương dầu thô nặng có hàm lượng gôm và asphaltene cao (hàm lượng nước 30%-70%), tốc độ tách nước và độ triệt để tách nước đều tốt hơn so với sản phẩm tách nhũ tương polyether thông thường. 

3. Dải nhiệt độ cao (100-150℃): Hiệu suất tách nhũ tương ổn định, nhưng cần lưu ý đến độ ổn định nhiệt. Trong dải nhiệt độ 100-150℃, sản phẩm tách nhũ tương vẫn có thể duy trì hoạt tính cao: Chuyển động phân tử mạnh hơn, lớp màng giao diện bị phá vỡ nhanh hơn, độ nhớt của nhũ tương dầu thô cực thấp, do đó tốc độ lắng đọng các giọt nước cực nhanh. Hiệu suất tách nước ban đầu thậm chí còn cao hơn ở nhiệt độ trung bình (ví dụ, ở 120℃, tốc độ tách nước có thể đạt 95% trong 30 phút). Khung nhựa phenolic và các phân đoạn polyether có độ ổn định tuyệt vời ở nhiệt độ này. Tuy nhiên, cần lưu ý rằng các liên kết carbamate do isocyanate tạo ra có thể bị thủy phân nhẹ ở nhiệt độ cao trong thời gian dài (>130℃, kéo dài trong vài giờ), dẫn đến giảm các nhóm phân cực và giảm nhẹ hoạt động của sản phẩm tách nhũ tương (tốc độ tách nước có thể giảm 3%-5%). 

Áp dụng cho sản phẩm tách nhũ tương: Thích hợp cho chất lỏng được sản xuất ở nhiệt độ cao trong các giếng sâu (chẳng hạn như nhiệt độ bể chứa 120-140℃) hoặc các quy trình yêu cầu chất phá nhũ tương ở nhiệt độ cao và tác dụng nhanh (chẳng hạn như xử lý trước khi tách nước bằng điện). 

Tuy nhiên, cần kiểm soát thời gian tiếp xúc với nhiệt độ cao (thường được khuyến nghị là ≤4 giờ) để tránh làm giảm hoạt động. 

4. Nhiệt độ cực cao (150℃): Hiệu suất tách nhũ giảm đáng kể, không khuyến khích sử dụng chất tách nhũ trong công nghiệp. Khi nhiệt độ vượt quá 150℃, quá trình thủy phân liên kết carbamate do biến tính isocyanate tạo ra sẽ diễn ra mạnh mẽ hơn, thậm chí có thể xảy ra sự phân hủy một phần bộ khung nhựa phenolic, dẫn đến phá hủy cấu trúc phân tử của sản phẩm tách nhũ: 

Số lượng lớn các nhóm phân cực giảm, và khả năng liên kết với màng giao diện giảm đáng kể. Các đoạn polyether có thể bị đứt gãy do quá trình oxy hóa ở nhiệt độ cao, phá vỡ cân bằng ưa nước và ưa dầu, khiến việc hấp phụ hiệu quả tại giao diện dầu-nước trở nên khó khăn. 

Biểu hiện tác dụng: Tỷ lệ tách nước giảm mạnh xuống dưới 70%, pha dầu cuốn theo một lượng nước lớn, pha nước bị đục (hàm lượng dầu tăng lên), mất giá trị ứng dụng thực tế. 

Nhiệt độ tách nhũ tối ưu cho polyether gốc nhựa phenolic biến tính isocyanate là 40-100℃, tại đó hiệu suất tách nhũ cao, tốc độ nhanh và tách nước triệt để. Nó vẫn có thể được sử dụng ổn định trong khoảng 100-150℃, nhưng cần kiểm soát thời gian tiếp xúc với nhiệt độ cao. Hiệu suất tương đối thấp ở dưới 40℃, và hiệu quả giảm đáng kể ở trên 150℃ do hư hỏng cấu trúc. Trong các ứng dụng thực tế, kết hợp với loại dầu thô (nhẹ/nặng), hàm lượng nước trong nhũ tương và nhiệt độ chiết xuất, nhiệt độ quy trình nên được kiểm soát trong khoảng 40-150℃ (tốt nhất là 60-120℃) để phát huy tối đa hiệu suất.

Thuộc tính cụ thể của ngành

Các thuộc tính khác

Khả năng cung ứng

Thời gian dẫn

Giấy phép kinh doanh với Chính phủ

Hóa chất độc hại