李懿伟

[摘 要]目前，石油化工行业发展迅速，各种化学药剂被用于石油开采中，其中破乳剂在油水界面膜的作用机理逐渐引发关注。本文从破乳剂和油水界面膜性质的角度入手，研究破乳剂浓度和结构油水界面膜的作用机理。

[关键词]破乳剂 油水界面膜 作用机理 性质 浓度 结构

中图分类号：TE345 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2016）11-0250-01

在石油化工开采的过程中不难发现，油水界面膜存在不同的表面活性剂或大分子物质，油水界面膜呈现出不同的化学性质。例如，若油水界面膜存在较多的沥青质，油水界面将呈现出高诱导性的表面粘性。在油水界面，表面活性剂分子结构中的极性碳氢部分与水相溶，在油水界面膜表面产生界面压，导致原油中油水难以分离。同时，油水界面中分子物质的布朗运动引起油水界面膜的振荡作用，抑制油水界面膜的粘性和弹性作用，经过一段时间的物理布朗运动，界面膜排出水分子，实现油水的分离。此时，在油水界面膜加入破乳剂，消除油水界面膜的乳化剂，界面膜因为表面活性剂的缺少，弹性和粘性大幅度降低，界面压强度减弱，液滴凝结速度加快，油水分离过程随之加快。

一、破乳剂对油水界面膜作用机理概述

（一）破乳剂

破乳剂，顾名思义，是指能破坏乳化剂乳化作用并实现乳浊液分散凝聚的物质。在石油化工开采作业中，破乳剂通常用来进行原油破乳脱水作业，实现原油中油水快速分离的理想效果。当前油田开采中常用的破乳剂可以分为NP系列和SA系列，NP系列包括主要成分为聚氧乙烯聚氧丙烯十八醇醚的SP型破乳剂、主要成分为乙多乙烯多胺引发的聚氧乙烯聚氧丙烯聚醚的AP型破乳剂等，SA系列包括主要成分为乙多乙烯多胺引发的聚氧乙烯聚氧丙烯聚醚的AE型破乳剂、烷基酚醛树脂、聚氧乙烯、聚氧丙烯聚合而成AR型破乳剂等。油水界面膜中，不同的破乳剂在不同条件下可以发生不同的破乳效果。

（二）油水界面膜的性质

油水界面膜的性质主要表现在表面张力、界面剪切粘度、界面动态张力梯度，这些性质形成界面膜的天然保护屏障，是界面膜结构稳定的重要影响因素。油水界面膜吸附着乳化性质的表面活性剂，使界面膜中油与水之间形成相互之间的拉力，进而形成油水界面膜的表面张力。在油水界面膜中，液滴聚结的过程因为高强度的界面剪切粘度而极度缓慢，抑制界面膜的排水效率，阻碍石油中原油和水的分离。油水界面膜的薄化效率是油水分离的重要影响因素，界面膜因表面动态张力梯度的性质而很难发生薄化现象。在石油的提取和分离中，油水界面膜的这些性质是阻碍油水分离的关键，对石油的开采和利用带来较大的负面作用。

二、破乳剂对油水界面膜的作用机理

针对油水界面膜存在表面张力、界面剪切粘度和界面动态张力梯度等性质，在进行石油开采提取中可以加入相对应的破乳剂，加快石油中油水的分离，石油化工产业发展的重大突破。首先，破乳剂借由代替油水界面膜表面的天然保护性乳化剂，破乳剂中的极性分子成分溶于水，非极性分子成分溶于油，在油水界面膜中产生极性分子和非极性分子的定向排列，形成油与水的相对拉力，通过降低或消除油水界面膜的表面张力而发生破乳作用，实现油水的分离过程。其次，破乳剂借由油水界面膜表面乳化剂的弱化或消除，达到降低油水界面膜的界面剪切粘度，加速油水界面内液滴的聚结过程，进而达到油水快速分离的理想效果。最后，在油水界面膜的薄化过程中，液滴的流动导致界面膜表面乳化剂分布浓度的不均匀，形成界面动态张力梯度，致使油水界面膜表面刚化，刚性介面膜中野地排出速率明显降低。此时在油水界面膜中加入破乳剂，减小油水界面膜表面乳化剂的浓度，改变油水界面膜表面乳化剂的浓度分布，界面动态张力梯度明显降低，界面膜的薄化过程加快，液滴聚结排出速率得以加快，进而油水界面膜中油水分离过程得以有效缩短，石油提取和使用过程显著加快，进一步促进石油化工行业的发展。

（一）破乳剂浓度对油水界面膜的作用

在油水界面膜的的破乳作用中，破乳剂的浓度是影响破乳作用的重要因素。在一定的浓度范围内，破乳剂的浓度越大，油水界面膜表面张力越小，界面剪切粘度越弱，界面膜表面动态张力梯度越小，油水界面膜的薄化速率越快，破乳剂破乳作用越明显，反之亦然。当破乳剂浓度达到饱和值后，油水界面膜表面的破乳剂分子吸附数量不再增加，破乳作用同样达到饱和。

（二）破乳剂结构对油水界面膜的作用

在油水界面膜的破乳作用中，NP系列的破乳剂分子结构为线性结构，随着聚氧乙烯成分的增加，在油水界面膜表面的吸附量增加，降低油水界面膜的表面张力、剪切粘度和动态张力梯度的能力加大，油水界面膜性质的改变强度也随之加强，油水界面膜的薄化速度亦加快，油水界面膜的寿命缩短，油水分离速率加块。

在油水界面膜的破乳作用中，SA系列的破乳剂分子结构为多分支结构，随着聚乙烯成分的增加，油水界面膜的表面张力和剪切粘度先加强后变弱，油水界面膜性质的改变强度先变弱后加强，油水界面膜的寿命先加长后缩短，油水分离的速率同样先降低后加快。

结束语

综上所述，在石油的化工开采提取中，破乳剂的使用具有重要的意义。在油水界面膜中，破乳剂通过改变界面膜表面张力、界面剪切粘度和界面动态张力梯度等界面膜的性质，破坏界面膜的稳定，实现界面膜油水的快速有效分离。同时，在破乳剂的使用中，要注重根据不同性质的油水界面膜，选取不同浓度和结构的破乳剂，才能发挥破乳剂的最大效益，实现油水界面膜油水分离的最优化结果。

参考文献：

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