А.А. Исмаилов, Т.Н. Жарқынбеков, Г.Ж. Смаилова
110
Өндірістік
су-мұнай
эмульсияларын
салыстырмалы
зерттеулер мынаны көрсетті:
Макросипат жағынан мұнайлар тіпті жақын болса да,
олар эмульсия құрамы бойынша ерекшеленуі мүмкін.
Мұнайдың эмульсиялық үлгілері, бір кен орыннан
әртүрлі жинау нүктелерінен әртүрлі уақыттарда алынған, өзінің
тұрақтылығы және эмульгатор құрамымен ерекшеленуі мүмкін.
С/М типті эмульсияны құру процесінде судың ұсақ
тамшылары құрылады. Эмульгатор бөлшектері осы тамшы
беттерінде (фаза бөліну бетінде) адсорбцияланып және түйісу
кезінде тамшылардың бірігуіне қарсы тұратын қабықша түзеді.
Дисперсті
фаза
тамшыларының
айналасындағы
БӘЗ
құрылымды-механикалық
кедергі
түзеді,
ол
жоғары
тұтқырлықты және берік.
Осы қабықшалардың қасиеттерін зерттеу, асфальтен және
порфириндер берік қатты тәріздес, ал шайырлар әлсіз қабықша
түзеді. Сондықтан, шайырмен қосылған асфальтендер сұйық
тәрізді қабықшаны береді.
БӘЗ молекулалары құрылымдық ерекшелігі – дифилділік
тән, яғни молекуланың полярлы, гидрофилді бөлігі немесе
-СООН, -ОН және т.б. топтары және полярлы емес бөлігі
болады. (Мысалы, көмірсутекті радикалдар). Сұлбалық түрде
оларды келесідей көрсетеді:
Полярлы бөлік
Полярлы емес бөлік
Дифилді құрылым арқасында, эмульгатор молекуласы фаза
бөліну бетінде концентрацияланып және белгілі бір түрге
ұйымдасады, – полярлы топпен су жаққа, ал полярлы емес –
мұнайға, құрылым түзеді (механикалық кедергі, ол су
тамшыларын соқтығысу кезінде бірігуден қорғайды).
Эмульгатордың
тұрақтандырушы
әсері
фазааралық
шекарада беттік керілуді төмендету және құрылымды –
Өндірістегі мұнай, газ, суды дайындау және тасымалдау
111
механикалық кедергі құруға бағытталған. Эмульгаторлар беттік
керілуді төмендетіп, жүйеге кинетикалық тұтқырлық береді.
Беріктігі жоғары эмульсиялар жоғары тұтқырлықты мұнай
түзеді: диспергирленген ортаның жоғары тұтқырлығы су
глобулдарының соқтығысуынан қорғайды және оларды берік
жасайды.
Аз тұтқырлықты, аз шайырлы, төмен қышқылды, жеңіл
мұнайлар бейтарап қабат суларымен қозғалған кезде аз тұрақты
эмульсия түзеді, оның уақыты құбыр мен эмульсияның қозғалу
уақытына тең.
Сулы
ортада
мұнай
глобула
айналасында
тұз
диссоцияциясы және ион есебінен екі еселі электр қабаты
жасалады, ол адсорбциялы қабықша сияқты дисперсті фаза
бөлшектерін бірігуден қорғайды (3.18-сурет).
3.18-сурет. Сулы ортадағы мұнай глобуласындағы екі еселі электр
қабаты
Дисперсті фаза бөлшегі бірдей зарядталған, құрамы бірдей,
сондықтан электр статикалық тебісу керек.
Қабат суларының қасиетіне, эмульсия тұрақтылығына
әсер ететін, минералдану мәні және қышқыл-сілтілі орта (рН)
жатады.
Минералдану және су фазасының тұз құрамы, мұнай
эмульсиясының тұрақтылығы мен түріне әсер етеді, алайда бұл
әсер жанама, мұнайдың полярлы компоненттерімен химиялық
қосылыс жасау арқылы әсер етеді.
А.А. Исмаилов, Т.Н. Жарқынбеков, Г.Ж. Смаилова
112
Мысалы, жоғары беттік активті қасиеттері бар мұнайдың
нафтенді қышқылдары қабат суларындағы Na
+
, K
+
, Mg
2+
, Fe
3+
и Al
3+
иондарымен әсер етеді. Бұл кезде K және Na нафтенаттар
М/С эмульсия түрінің құрылуына әсер етеді, себебі олар суда
жақсы ериді және С/М типті эмульсияның тұрақтылығын
төмендетеді. Нафтенді қышқылдардың тұз катионы ретіндегі
Mg, Fe және Al, K және Na тұздарына қарағанда мұнай
фазасында жақсы ериді және С/М кері типті эмульсияны
өздігінен тұрақтандыра алады. Бірақ табиғи эмульгаторлармен
бірге БӘЗ оның әсерін әлсіз етеді, ол шайырлар және асфальтен
арасындағы күштің төмендеуі есебінен болуы мүмкін. Жалпы
жағдайда, катиондар әсері мұнайдың көмірсутекті құрамы және
мұнай көлеміндегі асфальтен жағдайына байланысты.
Көптеген мұнайлар үшін минералданудың жоғарылауы
эмульсия тұрақтылығының өсуіне әкеп соғады. Судың рН
шамасы бойынша берілгендерді жалпылағанда, судың қышқыл
және бейтараптану реакциясы кезінде, су тереңдігіндегі
адсорбциялы қабаттар қатты, мықты болады, олар С/М эмульсия
түріне тұрақтандыруына әсер етеді.
Сілтілі ортада сұйық қабыршық пайда болады және
эмульсия тұрақтылығы төмендейді. рН жоғары сілтілі ортаға
дейін жоғарылау кезінде фазааралық тартылудың күрт
төмендеуі, ол фаза өзгерісіне (инверсия) және эмульсияның
тура түріне М/С айналуына әкеп соғады.
рН су фазасының өзгерісі кезінде тұздардың түзілуі мүмкін,
әсіресе Са(ОН)
2
және Mg(OH)
2
, олар эмульсияның тура немесе
кері түрінің тұрақтандырушылары болуы мүмкін.
Судың
рН
шамасы
қорғаушы
қабыршақтардың
реологиялық қасиетіне әсер етеді: ол жоғары болған сайын
эмульсия тұрақтылығы төмендейді.
Мұнай және судың қасиетінен басқа эмульсияның
тұрақтылығына басқа факторлар жүйесі әсер етеді: сулану және
газ қанығу шамасы, гидродинамикалық режим және т.б.
Мұнайдың құрамында су аз болғанда ол салыстырмалы
түрде тұрақтырақ эмульсиясын түзеді. Құрамындағы су артқан
сайын эмульсия тұрақтылығы төмендейді. Газ фазасының
көлемі артқан сайын эмульсия түзу белгілі бір мәнге дейін
Достарыңызбен бөлісу: |
