5. Образование эмульсий и процессы их разрушения.

Нефтяная эмульсия - это система нефть-вода, в которой одна из жидкостей диспергирована в другой в виде мелких капель (глобул).

Эмульсии образуются при добыче обводнённых нефтей в скважинах, промысловых трубопроводах, a также в аппаратах обессоливания нефти вследствие интенсивного турбулентного перемешивания нефтеводяной смеси. При этом на поверхностях раздела фаз происходит накопление эмульгаторов (поверхностно-активных веществ), содержащихся в добываемой жидкости (асфальтены, нафтены, смолы, парафин, соли и др.). B результате, поверхностное натяжение на границах раздела нефть-вода понижается, что способствует диспергированию капель воды (нефти).

Нефтяные эмульсии делятся на два класса:

1. Эмульсии первого порядка или прямые. Это эмульсии в которых капельки нефти являются дисперсной фазой, размещены в воде – дисперсионной среде. Такие эмульсии называют «нефть в воде» и обозначают Н/В.

2. Эмульсии второго порядка или обратные. Это эмульсии, в которых капельки воды являются дисперсной фазой и размещены в нефти – дисперсионной среде. Такие эмульсии называют «вода в нефти» и обозначают В/Н. Эмульсия второго типа наиболее часто встречается в промысловой практике 95%.

Условие образования эмульсии - понижение поверхностного натяжения на границе раздела фаз и создание вокруг частиц дисперсной фазы прочного адсорбционного слоя. Оба эти явления связаны с наличием в системе третьего вещества — эмульгатора.

Процессы разрушения нефтяных эмульсий можно разделить на два этапа:

1) слияние капель диспергированной воды до размеров, достаточных для слияния их под действием силы тяжести,

2) осаждение укрупнившихся капель воды. Капли, сближаясь, постепенно выдавливают и разрушают защитные слои. Если сила взаимодействия достаточна для полного разрушения защитных слоев, капли немедленно сливаются.

В практике для увеличения этих сил прибегают к способам, позволяющим ускорить движение капель в определенном направлении. С этой целью нефтяные эмульсии обрабатывают в электрическом поле, подогревают, центрифугируют.

С повышением температуры значительно улучшаются условия осаждения капель воды вследствие увеличения разности удельных весов и снижения вязкости.

Однако не скорость осаждения капель воды имеет решающее значение при расслаивании эмульсии, хотя это и имеет определенное влияние, а разрушение защитных пленок и агрегирование капель в крупные, способные преодолеть вязкость среды.

Центрифугирование производят в центрифуге, которая представляет собой вращающийся с большой скоростью ротор. Эмульсия подается в ротор по полому валу. Под действием сил инерции эмульсия разделяется, так как вода и нефть имеют разные значения плотности.

Воздействие на эмульсии электрическим полем производят в электродегидраторах, снабженных электродами, к которым подводится высокое напряжение переменного тока промышленной частоты. Под действием электрического поля на противоположных концах капель воды появляются разноименные электрические заряды. В результате капли притягиваются, сливаются в более крупные и оседают на дно емкости.