Das Prinzip und die Verwendung von Demulgatoren

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Dieser Beitrag wurde zuletzt von sdos34 am 02.06.2016 um 11:59 Uhr bearbeitet. Prinzip und Verwendung des Demulgators. Demulgator. Da einige Feststoffe schwer in Wasser aufzulösen sind, können diese Feststoffe im Wasser in emulgiertem Zustand vorliegen und eine Emulsion bilden, wenn einer oder mehrere dieser Feststoffe in einer wässrigen Lösung in großen Mengen unter der Bewegung von hydraulischer oder externer Kraft vorliegen. Theoretisch ist dieses System instabil, aber wenn einige Tenside (Bodenpartikel usw.) vorhanden sind, ist der Emulgierungszustand schwerwiegend und selbst die beiden Phasen lassen sich nur schwer trennen. Die typischsten sind das Öl-Wasser-Gemisch bei der Öl-Wasser-Trennung und das Wasser-Öl-Gemisch bei der Abwasserbehandlung. In diesen beiden Phasen entsteht eine relativ stabile Wasser-in-Öl- bzw. Öl-in-Wasser-Struktur. Die theoretische Grundlage ist die „elektrische Doppelschichtstruktur“. In diesem Fall werden einige Chemikalien hinzugefügt, um die stabile elektrische Doppelschichtstruktur zu zerstören und das Emulgierungssystem zu stabilisieren, um den Zweck der Zweiphasentrennung zu erreichen. Diese Mittel, die die Emulgierung unterbrechen, werden Demulgatoren genannt. Hauptzweck: Demulgator ist eine oberflächenaktive Substanz, die die Struktur einer emulgierten Flüssigkeit zerstören kann, um den Zweck der Phasentrennung in der Emulsion zu erreichen. Unter Demulgierung von Rohöl versteht man die Nutzung der chemischen Wirkung von Demulgatoren zur Trennung von Öl und Wasser in der emulgierten Öl-Wasser-Mischung, um so den Zweck der Dehydrierung von Rohöl zu erreichen und den Wassergehaltsstandard des Rohölexports sicherzustellen. Eine der einfachsten und effektivsten Methoden zur effektiven Trennung der organischen Phase und der wässrigen Phase besteht darin, einen Demulgator zu verwenden, um die Emulgierung zu verhindern und eine Emulgierungsgrenzfläche mit einer bestimmten Stärke zu bilden, um eine Zweiphasentrennung zu erreichen. Allerdings haben unterschiedliche Demulgatoren unterschiedliche Fähigkeiten zur Demulgierung der organischen Phase, und die Leistung des Demulgators wirkt sich direkt auf den Zweiphasentrennungseffekt aus. Bei der Herstellung von Penicillin besteht ein wichtiges Verfahren darin, organische Lösungsmittel (wie Butylacetat) zu verwenden, um Penicillin aus der Penicillin-Fermentationsbrühe zu extrahieren. Da die Fermentationsbrühe komplexe Substanzen wie Proteine, Zucker, Myzel usw. enthält, ist die Grenzfläche zwischen der organischen Phase und der wässrigen Phase während der Extraktion unklar und bildet eine Emulgierungszone einer bestimmten Intensität, die einen großen Einfluss auf die Ausbeute des Endprodukts hat. Aus diesem Grund muss ein Demulgator verwendet werden, um die Emulgierung zu unterbrechen, das Emulgierungsphänomen zu beseitigen und eine schnelle und wirksame Trennung der beiden Phasen zu erreichen. Gängige Demulgatoren. Zu den derzeit in Ölfeldern üblicherweise verwendeten nichtionischen Demulgatoren gehören hauptsächlich die folgenden Typen:: 1. Demulgator vom SP-Typ Der Hauptbestandteil des Demulgators vom SP-Typ ist Polyoxyethylenpolyoxypropylenstearylether. Die theoretische Strukturformel lautet R(PO)x(EO)y(PO)zH, wobei: EO-Polyoxyethylen ； PO-Polyoxypropylen ； R-Fettalkohol ； x, y, z - Polymerisationsgrad. Demulgator vom Typ SP erscheint als hellgelbe Pastensubstanz mit einem HLB-Wert von 10–12 und ist wasserlöslich. Nichtionischer Demulgator vom Typ SP hat eine gute Demulgierungswirkung auf Rohöl auf Paraffinbasis. Sein hydrophober Teil besteht aus einer Kohlenwasserstoffkette mit Kohlenstoff 12–18, und seine hydrophile Gruppe wird hydrophil gemacht, indem eine Wasserstoffbindung zwischen der Hydroxylgruppe (-OH) und der Ethergruppe (-O-) im Molekül und Wasser gebildet wird. Da Hydroxyl- und Ethergruppen schwach hydrophil sind, können nur eine oder zwei Hydroxyl- oder Ethergruppen die hydrophoben Gruppen der Kohlenwasserstoffketten mit den Kohlenstoffatomen 12 bis 18 nicht in Wasser ziehen. Es müssen mehrere solcher hydrophilen Gruppen vorhanden sein, um Wasserlöslichkeit zu erreichen. Je größer das Molekulargewicht des nichtionischen Demulgators, je länger die Molekülkette und je mehr Hydroxyl- und Ethergruppen es enthält, desto größer ist seine Zugkraft und desto stärker ist seine Fähigkeit, Rohölemulsionen zu demulgieren. Ein weiterer Grund, warum Demulgatoren vom Typ SP für Rohöl auf Paraffinbasis geeignet sind, besteht darin, dass Rohöl auf Paraffinbasis keine Kolloide und Asphaltene enthält oder nur selten enthält, weniger lipophile Tenside aufweist und eine geringere relative Dichte aufweist. Bei Rohöl mit hohem Kolloid- und Asphaltengehalt (oder Wassergehalt von mehr als 20 %) ist die Demulgierungsfähigkeit des SP-Typ-Demulgators schwach, da die Molekülstruktur einfach ist und keine verzweigte Kettenstruktur und aromatische Struktur aufweist. 2. Demulgator vom AP-Typ Der Demulgator vom AP-Typ ist ein Polyoxyethylen-Polyoxypropylen-Polyether mit Polyethylenpolyamin als Initiator. Es ist ein mehrfach verzweigtes nichtionisches Tensid mit der Molekularstrukturformel:: D(PO)x(EO)y(PO)z H, wobei: EO-Polyoxyethylen ； PO-Polyoxypropylen ； R-Fettalkohol ； D-Polyethylenamin: x, y, z - Polymerisationsgrad. Der Demulgator vom AP-Typ wird zur Demulgierung von Rohölemulsionen auf Paraffinbasis verwendet. Die Wirkung ist besser als beim Demulgator vom SP-Typ. Es eignet sich besser zum Demulgieren von Rohöl mit einem Rohölfeuchtigkeitsgehalt von mehr als 20 % und kann bei niedrigen Temperaturen eine schnelle Demulgierung erreichen. Beispielsweise setzt sich der Demulgator vom Typ SP innerhalb von 2 Stunden bei 55–60 °C ab und demulgiert, während sich der Demulgator vom Typ AP nur innerhalb von 1,5 Stunden bei 45–50 °C absetzen und auflösen muss. Dies ist auf die strukturellen Eigenschaften der Demulgatormoleküle vom AP-Typ zurückzuführen. Der Initiator Polyethylenpolyamin bestimmt die Strukturform des Moleküls: Die Molekülkette ist lang und verzweigt und ihre Hydrophilie ist höher als die von Demulgatoren vom SP-Typ mit einer einzelnen Molekülstruktur. Die Eigenschaften mehrerer Zweige bestimmen, dass der Demulgator vom AP-Typ hohe Benetzungs- und Permeabilitätseigenschaften aufweist. Wenn die Rohölemulsion demulgiert wird, können die Moleküle des AP-Demulgatormoleküls schnell in den Öl-Wasser-Grenzflächenfilm eindringen und eine größere Oberfläche einnehmen als die aufrechte monomolekulare Membrananordnung der SP-Demulgatormoleküle. Daher ist die Dosierung gering und der Demulgierungseffekt offensichtlich. Derzeit ist dieser Demulgatortyp der beste nichtionische Demulgator, der im Ölfeld Daqing verwendet wird. 3. Demulgator vom AE-Typ Der Demulgator vom AE-Typ ist Polyoxyethylenpolyoxypropylenpolyether mit Polyethylenpolyamin als Initiator. Es ist ein mehrfach verzweigtes nichtionisches Tensid. Im Vergleich zum Demulgator vom AP-Typ besteht der Unterschied darin, dass der Demulgator vom AE-Typ ein zweistufiges Polymer mit kleinen Molekülen und kurzen verzweigten Ketten ist. Die molekulare Strukturformel lautet: D(PO)x(EO)yH, wobei: EO-Polyoxyethylen: PO-Polyoxypropylen: D-Polyethylenpolyamin ； x, y - Polymerisationsgrad. Obwohl das molekulare Erscheinungsbild des Demulgators vom AE-Typ und des Demulgators vom AP-Typ sehr unterschiedlich ist, sind die molekularen Komponenten bis auf den Unterschied in der Monomerdosierung und der Polymerisationssequenz gleich. (1) Beim Entwurf und der Synthese der beiden nichtionischen Demulgatoren sind die Mengen der im Kopf und im Schwanz verwendeten Materialien unterschiedlich und auch die Länge der erzeugten polymerisierten Moleküle ist unterschiedlich. (2) Das Molekül des Demulgators vom AP-Typ ist zweistufig. Es verwendet Polyethylenpolyamin als Initiator und polymerisiert mit Polyoxyethylen und Polyoxypropylen zu einem Blockcopolymer.: Das Molekül des Demulgators vom Typ AE ist ein zweistufiges. Es verwendet Polyethylenpolyamin als Initiator und polymerisiert mit Polyoxyethylen und Polyoxypropylen zu einem zweistufigen Copolymer. Daher sollten die Moleküle des entwickelten Demulgators vom AP-Typ länger sein als die des Demulgators vom AE-Typ. Typ AE ist ein Rohöldemulgator mit zweistufiger Vielzweigstruktur, der auch zur Demulgierung von Asphalten-Rohölemulsionen geeignet ist. Je mehr lipophile Tenside in Rohöl auf Asphaltbasis vorhanden sind, desto höher ist die Viskosität, desto geringer ist der Dichteunterschied zwischen Öl und Wasser und desto geringer ist die Wahrscheinlichkeit, dass die Emulsion bricht. Die Verwendung eines Demulgators vom Typ AE kann die Emulsion schnell aufbrechen, und gleichzeitig ist der Demulgator vom Typ AE ein besserer Antiwachs- und Viskositätsreduzierer. Aufgrund der vielfach verzweigten Struktur seiner Moleküle ist es leicht, winzige Netzwerke zu bilden, wodurch die Paraffin-Einzelkristalle, die sich im Rohöl gebildet haben, in diese Netzwerke fallen, wodurch die freie Bewegung der Paraffin-Einkristalle behindert wird und sie nicht in der Lage sind, sich miteinander zu verbinden, wodurch eine Paraffin-Netzwerkstruktur entsteht, die Viskosität und der Gefrierpunkt des Rohöls sinken, wodurch verhindert wird, dass die Wachskristalle agglomerieren, wodurch der Zweck der Wachsverhinderung erreicht wird. 4. Demulgator vom AR-Typ Der Demulgator vom AR-Typ ist ein neuer öllöslicher nichtionischer Demulgator aus Alkylphenolharz (AR-Harz), Polyoxyethylen und Polyoxypropylen. Der HLB-Wert liegt bei etwa 4 bis 8 und die Demulgierungstemperatur beträgt nur 35 bis 45 °C. Die molekulare Strukturformel lautet: AR(PO)x(EO)y H, wobei: EO-Polyoxyethylen ； PO-Polyoxypropylen ； AR-Harz ； x, y, z - Polymerisationsgrad. Bei der Synthese des Demulgators fungiert AR-Harz nicht nur als Initiator, sondern geht auch in die Moleküle des Demulgators ein und wird zu einer lipophilen Gruppe. Die Eigenschaften des Demulgators vom Typ AR sind:: Die Moleküle sind klein und haben gute Auflösungs-, Diffusions- und Penetrationseffekte, wenn der Gefrierpunkt von Rohöl über 5 °C liegt, was die Ausflockung und Koaleszenz emulgierter Wassertröpfchen fördert. Es kann Rohöl mit einem Feuchtigkeitsgehalt von 50 bis 70 % unter 45 °C innerhalb von 45 Minuten mehr als 80 % des Wassers entziehen. Dies ist mit Demulgatoren vom Typ SP und AP nicht vergleichbar.