Нефтяные эмульсии и их свойства - Контрольная работа

Эмульсией называется дисперсная система, состоящая из 2-х (или нескольких) жидких фаз, т.е. одна жидкость содержится в другой во взвешенном состоянии в виде огромного количества микроскопических капель (глобул). Жидкость, в которой распределены глобулы, называются дисперсионной средой или внешней фазой. Жидкость, которая распределена в дисперсионной среде, называется дисперсной или внутренней фазой.Глубинные пробы жидкости, отобранные у забоя скважины, как правило, состоят из безводной нефти и воды, в то время как на поверхности отбирают высокодисперсную эмульсию. Стойкость эмульсий зависит от способа добычи нефти. Фонтанные скважины: наибольшее перемешивание нефти и воды происходит в подъемных трубах и при прохождении нефтегазовой смеси через штуцеры. Для снижения эмульгирования нефти: Штуцер устанавливают на забое скважины. При установке штуцера на поверхности степень перемешивания может быть уменьшена, если в сепараторах, расположенных после штуцера, поддерживать повышенные давления, т.е. снизить перепад давления в штуцере.Нефтяные эмульсии: Первый тип - прямые эмульсии, когда капли нефти (неполярная жидкость), являются дисперсной фазой и распределены в воде (полярная жидкость) - дисперсионной среде. Такие эмульсии называются «нефть в воде» и обозначаются Н/В. Второй тип - обратные эмульсии, когда капельки воды (полярная жидкость) - дисперсная фаза - размещены в нефти (неполярная жидкость), являющейся дисперсионной средой. Такие эмульсии называются «вода в нефти» и обозначаются В/Н. Они образуются в процессе деэмульсации нефти и очистки сточных вод на границе раздела фаз нефть-вода и составляют основу так называемых ловушечных (или амбарных) нефтей, чрезвычайно плохо разрушаемых известными методами.Энергия, затраченная на образование эмульсии, концентрируется на границе раздела фаз в виде свободной поверхностной энергии и называется поверхностным (или межфазным) натяжением, ?. Капли жидкой дисперсной фазы при этом приобретают сферическую форму, т.к. сфера обладает наименьшей поверхностью при данном объеме: - Из физики: ? - это сила, стягивающая гипотетическую пленку на поверхности жидкости и противодействующая ее растяжению, т.е. величина ? - определяется работой против сил молекулярного взаимодействия.отношение суммарной поверхности капелек к общему их объему (при диспергировании - поверхность S увеличивается, а объем системы V не изменяется). Размер капель пропорционален количеству затраченной энергии: чем больше затрачено энергии, тем меньше диаметр капель и больше их суммарная поверхность: F^>dv>D^>S^ По дисперсности нефтяные эмульсии подразделяются на: Мелкодисперсные - DK = 0.2 - 20 мкм; Диапазон размера капель в нефтяных эмульсиях: 10-5 - 10-2см (0.1 - 100мкм), т.е. нефтяные эмульсии содержат капли всех трех размеров, т.е. нефтяные эмульсии - полидисперсны. Вязкость сырой нефти (т.е. нефти, содержащей капельки воды) зависит от многих факторов: количества воды, содержащейся в нефти; температуры, при которой получена эмульсия; присутствия механических примесей (особенно сульфида железа FES) и РН воды.Из анализа кривых следует, что увеличение содержания воды в нефтяной эмульсии до определенного предела увеличивает кажущуюся вязкость ?Э эмульсии, а, следовательно, и увеличивает энергетические затраты на перекачку такой эмульсии. В точке инверсии происходит обращение фаз и дисперсная фаза (вода) становится дисперсионной средой, а дисперсионная среда (нефть) - дисперсной фазой. В соответствии с кинетической теорией влияние дисперсности должно проявиться лишь тогда, когда расстояние между частицами (в понимании его как длины свободного пробега молекул в газе или клатратов, кластеров, ассоциатов в жидкости или капель, агломератов капель в эмульсии) окажется порядка размера частиц. Плотность эмульсии - величина почти аддитивная, поэтому рассчитывается относительно легко исходя из значений плотностей нефти и воды с учетом их процентного содержания: , где RЭ, RH, RB - соответственно плотности эмульсии, нефти и воды; Свойство капель воды в эмульсиях располагаться вдоль силовых линий электрического поля послужило основой использования электрических полей для разрушения эмульсий типа В/Н в процессе подготовки нефтей.Адсорбция эмульгаторов на поверхности раздела фаз, формирование защитного слоя, всегда протекает во времени, (т.е. требуется определенное время).К УПН эмульсия должна подойти подготовленной к расслоению, т.е. быть агрегативно неустойчивой.Устойчивость нефтяных эмульсий определяется образованием на поверхности капель дисперсной фазы адсорбционных оболочек с высокой структурной вязкостью из высокомолекулярных ПАВ, присутствующих в нефти и воде - природных эмульгаторов. Расход таких деэмульгаторов составляет 3-7 кг/т (нефти). Замена окиси этилена окисью пропилена может повысить растворимость деэмульгатора в нефти, не нарушая его гидрофильных свойств. водонефтяной эмульсия дисперсность трубопровод Наиболее эффективен дипроксамин 157: продукт последовательного оксиэтилирования, затем оксипропили

Содержание воды как дисперсной фазы в водонефтяной эмульсии может колебаться от следов до 80-85%.