Demulsionante
| Dado que algunos sólidos son insolubles en agua, cuando uno o más de estos sólidos están presentes en grandes cantidades en una solución acuosa, pueden estar presentes en el agua en un estado emulsionado bajo agitación mediante energía hidráulica o externa, formando una emulsión. Teóricamente este sistema es inestable, pero si hay presencia de algunos surfactantes (partículas de tierra, etc.), hará que el estado de emulsificación sea muy grave, incluso las dos fases son difíciles de separar, la más típica es la mezcla de aceite y agua en la separación de aceite y agua y la mezcla de agua y aceite en el tratamiento de aguas residuales, las dos fases forman una estructura de aceite en agua o agua en aceite más estable, la base teórica es la "estructura de doble capa eléctrica". En este caso, se introducen agentes para alterar la estructura estable de la bicapa eléctrica y estabilizar el sistema de emulsificación, logrando así la separación de las dos fases. Estos agentes se denominan rompedores de emulsión. |
Aplicaciones principales
| Un demulsionante es un surfactante que destruye la estructura líquida de una emulsión para lograr la emulsión durante la separación de las distintas fases. La desemulsificación del petróleo crudo se refiere al uso del efecto químico de un agente de emulsión para conservar el petróleo y el agua en la mezcla emulsionada, logrando así la deshidratación del petróleo crudo y garantizando así el contenido de agua adecuado para su transporte externo. Para la separación efectiva de las fases orgánica y acuosa, uno de los métodos más simples y efectivos es usar un demulsionante para eliminar la emulsificación y formar una interfaz emulsionada con cierta fuerza para lograr la separación de las dos fases. Sin embargo, cada demulsionante tiene diferente capacidad para romper la emulsión en la fase orgánica, y su rendimiento afecta directamente el efecto de separación de dos fases. En el proceso de producción de penicilina, un procedimiento importante es extraer la penicilina del caldo de fermentación con solventes orgánicos (como acetato de butilo). Dado que el caldo de fermentación contiene complejos de proteínas, azúcares, micelio, etc., la interfaz entre las fases orgánica y acuosa no es clara durante la extracción, y la zona de emulsificación es de cierta intensidad, lo que tiene un gran impacto en el rendimiento de los productos terminados. |
Demulsionante común: los siguientes son los principales demulsionantes no iónicos comúnmente utilizados en el campo petrolífero.
Demulsionante tipo SP
| El componente principal del rompedor de emulsión tipo SP es el éter octadecílico de polioxietileno polioxipropileno, la fórmula estructural teórica es R(PO)x(EO)y(PO)zH, donde: EO-polioxietileno; PO-polioxipropileno; R-alcohol alifático; x, y, z-grado de polimerización.El demulsionante de tipo SP presenta una pasta de color amarillo claro, con un valor HLB de 10 a 12 y es soluble en agua. El demulsionante no iónico de tipo SP ofrece un mejor efecto demulsionante en crudos parafínicos. Su componente hidrofóbico está compuesto por cadenas de hidrocarburos de carbono 12 a 18, y su grupo hidrofílico se hidroliza mediante la acción de los grupos hidroxilo (-OH) y éter (-O-) en la molécula y el agua para formar enlaces de hidrógeno. Dado que los grupos hidroxilo y éter son débilmente hidrofílicos, solo uno o dos grupos hidroxilo o éter no pueden arrastrar el grupo hidrofóbico de la cadena de hidrocarburos de carbono 12 a 18 al agua; por lo tanto, debe haber más de un grupo hidrofílico para lograr la solubilidad en agua. Cuanto mayor sea el peso molecular del demulsionante no iónico, cuanto más larga sea la cadena molecular y más grupos hidroxilo y éter contenga, mayor será su poder de arrastre y mayor será la capacidad demulsionante de las emulsiones de crudo. Otra razón por la que el demulsionante SP es adecuado para el petróleo crudo parafino es que este contiene muy poco o nada de goma y asfaltenos, menos surfactantes lipofílicos y menor densidad relativa. Para petróleo crudo con alto contenido de goma y asfaltenos (o con un contenido de agua superior al 20%), la capacidad demulsionante del demulsionante SP es menor debido a su estructura molecular única, la ausencia de estructura de cadena ramificada y la estructura aromática. |
Demulsionante tipo AP
| El demulsionante tipo AP es un poliéter de polioxietileno polioxipropileno con polietilen poliamina como iniciador, un surfactante no iónico de tipo multi-ramificado con fórmula de estructura molecular: D(PO)x(EO)y(PO)zH, donde: EO - polioxietileno; PO - polioxipropileno; R - alcohol graso; D - polietilen amina: x, y, z - grado de polimerización. El demulsionante de estructura tipo AP para la demulsificación de petróleo crudo a base de parafina tiene un mejor efecto que el demulsionante tipo SP, es más adecuado para contenidos de agua de petróleo crudo superiores al 20% y puede lograr un rápido efecto demulsionante en condiciones de baja temperatura. Si el demulsionante tipo SP sedimenta y demulsifica la emulsión en un plazo de 55 a 60 °C y 2 h, el demulsionante tipo AP solo necesita sedimentar y demulsificar la emulsión en un plazo de 45 a 50 °C y 1,5 h. Esto se debe a las características estructurales de la molécula del demulsionante tipo AP. La polietilenpoliamina iniciadora determina la forma estructural de la molécula: la cadena molecular es larga y ramificada, y la capacidad hidrófila es mayor que la del demulsionante tipo SP con una sola estructura molecular. Las características de la cadena multiramificada determinan que el demulsionante AP tenga alta humectabilidad y permeabilidad. Al demulsionar petróleo crudo, las moléculas de demulsionante AP pueden penetrar rápidamente la película de interfaz petróleo-agua. Las moléculas de demulsionante SP, con una disposición vertical de una sola molécula, ocupan mayor área superficial, lo que resulta en una menor dosificación y un efecto de ruptura de la emulsión evidente. Actualmente, este tipo de demulsionante es el mejor demulsionante no iónico utilizado en el yacimiento petrolífero de Daqing. |
Demulsionante tipo AE
| El demulsionante tipo AE es un poliéter de polioxietileno polioxipropileno con polietilen poliamina como iniciador, un tensioactivo no iónico multiramificado. Comparado con el demulsionante tipo AP, la diferencia radica en que el demulsionante tipo AE es un polímero de dos etapas con moléculas pequeñas y cadenas ramificadas cortas. Su fórmula molecular es: D(PO)x(EO)yH, donde: EO = polioxietileno; PO = polioxipropileno; D = polietilen poliamina; x, y = grado de polimerización. Si bien las fases moleculares del demulsionante tipo AE y del demulsionante tipo AP son muy diferentes, su composición molecular es la misma, con la única diferencia en la dosificación de monómeros y el orden de polimerización. (1) En el diseño de la síntesis de dos demulsionantes no iónicos, la cabeza y la cola de la cantidad de material utilizado son diferentes, lo que da como resultado que la longitud de las moléculas de polimerización también sean diferentes. (2) La molécula demulsionante de tipo AP es bipartita, con polietilen poliamina como iniciador y polimerización de polioxietileno, polioxipropileno para formar copolímeros en bloque: La molécula demulsionante de tipo AE es bipartita, con polietilen poliamina como iniciador y polimerización de polioxietileno, polioxipropileno para formar dos copolímeros, por lo tanto, el diseño de la molécula demulsionante de tipo AP debe ser más largo que el de la molécula demulsionante de tipo AE. El tipo AE es un demulsionante de petróleo crudo de estructura multiramificada de dos etapas, adecuado también para la demulsificación de emulsiones de petróleo crudo de asfaltenos. Cuanto mayor sea el contenido de surfactante lipofílico en el petróleo crudo bituminoso, mayor será la fuerza viscosa y menor la diferencia entre la densidad del petróleo y el agua, lo que dificulta la demulsificación de la emulsión. El demulsionante tipo AE se utiliza para demulsificar la emulsión rápidamente y, al mismo tiempo, es un mejor reductor de viscosidad antiparafina. Debido a su estructura molecular multiramificada, es muy fácil formar pequeñas redes, de modo que los monocristales de parafina ya formados en el petróleo crudo caen en estas redes, impidiendo el libre movimiento de los monocristales de parafina y no pueden conectarse entre sí, formando la estructura de red de parafina, reduciendo la viscosidad y el punto de congelación del petróleo crudo y previniendo la agregación de cristales de parafina, logrando así el propósito de antiparafina. |
Demulsionante tipo AR
| El demulsionante tipo AR está hecho de resina alquilfenólica (resina AR) y polioxietileno, polioxipropileno y un nuevo tipo de demulsionante no iónico soluble en aceite. Su valor HLB es de aproximadamente 4 a 8 y su temperatura de demulsionado es de 35 a 45 °C. Su fórmula molecular es: AR(PO)x(EO)yH, donde: EO-polioxietileno; PO-polioxipropileno; AR-resina; x, y, z: grado de polimerización.En el proceso de síntesis de demulsionante, la resina AR actúa como iniciador y entra en la molécula de demulsionante para convertirse en un grupo lipofílico. Las características del demulsionante tipo AR son: la molécula no es grande, en el caso del punto de solidificación del petróleo crudo superior a 5 ℃ tiene un buen efecto de disolución, difusión y penetración, pronta floculación y aglomeración de las gotas de agua emulsionadas. Puede eliminar más del 80% de agua del petróleo crudo con un contenido de agua del 50% al 70% a menos de 45 ℃ y 45 min para eliminar más del 80% de agua del petróleo crudo con un contenido de agua del 50% al 70%, lo cual es incomparable a los demulsionantes tipo SP y tipo AP. |
Hora de publicación: 22 de marzo de 2022