Désémulsifiant
| Comme certains solides sont insolubles dans l'eau, lorsqu'un ou plusieurs de ces solides sont présents en grande quantité dans une solution aqueuse, ils peuvent être présents dans l'eau à l'état émulsifié sous agitation par énergie hydraulique ou externe, formant une émulsion. Théoriquement, ce système est instable, mais s'il y a la présence de certains tensioactifs (particules de sol, etc.), cela rendra l'état d'émulsification très grave, même les deux phases sont difficiles à séparer, le plus typique est le mélange huile-eau dans la séparation huile-eau et le mélange eau-huile dans le traitement des eaux usées, les deux phases forment une structure huile-dans-eau ou eau-dans-huile plus stable, la base théorique est la "structure à double couche électrique". Dans ce cas, des agents sont utilisés pour perturber la structure bicouche électrique stable et stabiliser le système d'émulsification afin de séparer les deux phases. Ces agents sont appelés « briseurs d'émulsion ». |
Principales applications
| Un désémulsifiant est un tensioactif capable de détruire la structure d'un liquide émulsionné afin d'obtenir une émulsion lors de la séparation des différentes phases. La désémulsification du pétrole brut consiste à utiliser l'effet chimique d'un agent de rupture d'émulsion pour libérer l'huile et l'eau du mélange huile-eau émulsifié afin de déshydrater le pétrole brut et de garantir la teneur en eau du pétrole brut pour le transport externe. Pour séparer efficacement les phases organique et aqueuse, l'une des méthodes les plus simples et les plus efficaces consiste à utiliser un désémulsifiant pour éliminer l'émulsification et former une interface émulsifiée suffisamment résistante pour séparer les deux phases. Cependant, la capacité de désémulsion de la phase organique varie selon les désémulsifiants, et leurs performances influencent directement l'efficacité de la séparation biphasique. Lors de la production de pénicilline, une étape importante consiste à extraire la pénicilline du bouillon de fermentation à l'aide de solvants organiques (tels que l'acétate de butyle). Le bouillon de fermentation contenant des complexes de protéines, de sucres et de mycélium, l'interface entre les phases organique et aqueuse est floue lors de l'extraction, et la zone d'émulsification présente une certaine intensité, ce qui a un impact important sur le rendement des produits finis. |
Désémulsifiant courant - Les principaux désémulsifiants non ioniques couramment utilisés dans le domaine pétrolier sont les suivants.
Désémulsifiant de type SP
| Le composant principal du briseur d'émulsion de type SP est l'éther octadécylique de polyoxyéthylène polyoxypropylène, la formule structurelle théorique est R(PO)x(EO)y(PO)zH, où : EO-polyoxyéthylène ; PO-polyoxypropylène ; R-alcool aliphatique ; x, y, z-degré de polymérisation.Le désémulsifiant de type SP se présente sous la forme d'une pâte jaune clair, d'une valeur HLB de 10 à 12, soluble dans l'eau. Le désémulsifiant non ionique de type SP offre un meilleur effet désémulsifiant sur le pétrole brut paraffiné. Sa partie hydrophobe est constituée de chaînes hydrocarbonées de carbone 12 à 18, et son groupe hydrophile est hydrophile grâce à l'action des groupes hydroxyle (-OH) et éther (-O-) présents dans la molécule et de l'eau pour former des liaisons hydrogène. Les groupes hydroxyle et éther étant faiblement hydrophiles, seuls un ou deux groupes hydroxyle ou éther ne peuvent attirer le groupe hydrophobe de la chaîne hydrocarbonée de carbone 12 à 18 dans l'eau ; la présence de plusieurs groupes hydrophiles est nécessaire pour obtenir une hydrosolubilité optimale. Plus le poids moléculaire du désémulsifiant non ionique est élevé, plus sa chaîne moléculaire est longue, plus il contient de groupes hydroxyle et éther, plus son pouvoir d'attraction est élevé et plus le pouvoir désémulsifiant des émulsions de pétrole brut est fort. Une autre raison pour laquelle le désémulsifiant SP est adapté au pétrole brut paraffinique est sa faible teneur en gommes et asphaltènes, sa faible teneur en tensioactifs lipophiles et sa faible densité relative. Pour les pétroles bruts à forte teneur en gommes et asphaltènes (ou à teneur en eau supérieure à 20 %), le pouvoir désémulsifiant du désémulsifiant SP est plus faible en raison de sa structure moléculaire unique, de l'absence de chaîne ramifiée et de sa structure aromatique. |
Désémulsifiant de type AP
| Le désémulsifiant de type AP est un polyéther de polyoxyéthylène polyoxypropylène avec de la polyéthylène polyamine comme initiateur, un tensioactif non ionique de type multiramifié avec une formule de structure moléculaire : D(PO)x(EO)y(PO)zH, où : EO - polyoxyéthylène ; PO - polyoxypropylène ; R - alcool gras ; D - polyéthylène amine : x, y, z - degré de polymérisation. Le désémulsifiant de type AP, utilisé pour la désémulsification du pétrole brut à base de paraffine, offre un meilleur rendement que le désémulsifiant de type SP. Il est plus adapté aux pétroles bruts dont la teneur en eau est supérieure à 20 % et permet une désémulsification rapide à basse température. Si le désémulsifiant de type SP décante et désémulsionne l'émulsion en 2 h à 55-60 °C, le désémulsifiant de type AP ne nécessite que 1,5 h à 45-50 °C. Ceci est dû aux caractéristiques structurelles de sa molécule. L'initiateur, la polyéthylène polyamine, détermine sa structure : sa chaîne moléculaire est longue et ramifiée, et son pouvoir hydrophile est supérieur à celui du désémulsifiant de type SP à structure moléculaire unique. Les caractéristiques de la chaîne multiramifiée confèrent au désémulsifiant AP une mouillabilité et une perméabilité élevées. Lors de la désémulsification du pétrole brut, ses molécules pénètrent rapidement le film d'interface huile-eau. Par rapport aux molécules de désémulsifiant SP disposées verticalement en film monomoléculaire, elles occupent une surface plus importante, ce qui réduit le dosage et permet une rupture d'émulsion évidente. Ce type de désémulsifiant est actuellement le meilleur désémulsifiant non ionique utilisé sur le champ pétrolifère de Daqing. |
Désémulsifiant de type AE
| Le désémulsifiant de type AE est un polyéther de polyoxyéthylène polyoxypropylène avec une polyéthylène polyamine comme initiateur. Il s'agit d'un tensioactif non ionique multi-ramifié. Comparé au désémulsifiant de type AP, il se distingue par son caractère bi-étagée, composé de petites molécules et de courtes chaînes ramifiées. Sa formule moléculaire est : D(PO)x(EO)yH, où : EO = polyoxyéthylène ; PO = polyoxypropylène ; D = polyéthylène polyamine ; x, y = degré de polymérisation. Bien que les phases moléculaires des désémulsifiants de type AE et AP soient très différentes, leur composition moléculaire est identique, à l'exception du dosage des monomères et de l'ordre de polymérisation. (1) deux désémulsifiants non ioniques dans la conception de la synthèse, la tête et la queue de la quantité de matériau utilisé sont différentes, ce qui entraîne une longueur de molécules de polymérisation également différente. (2) La molécule de désémulsifiant de type AP est bipartite, avec du polyéthylène polyamine comme initiateur et du polyoxyéthylène, polyoxypropylène polymérisé pour former des copolymères séquencés : la molécule de désémulsifiant de type AE est bipartite, avec du polyéthylène polyamine comme initiateur et du polyoxyéthylène, polyoxypropylène polymérisé pour former deux copolymères, par conséquent, la conception de la molécule de désémulsifiant de type AP doit être plus longue que la molécule de désémulsifiant de type AE. Le désémulsifiant de type AE est un désémulsifiant de pétrole brut à structure multibranchée en deux étapes, également adapté à la désémulsification des émulsions de pétrole brut asphalténique. Plus le pétrole brut bitumineux contient de tensioactifs lipophiles, plus la force de viscosité est élevée et plus la différence de densité entre l'huile et l'eau est faible, ce qui rend la désémulsification de l'émulsion difficile. Le désémulsifiant de type AE permet une désémulsification rapide des émulsions et constitue également un excellent réducteur de viscosité antiparasite. Grâce à sa structure moléculaire multibranchée, il est très facile de former de minuscules réseaux, ce qui permet aux monocristaux de paraffine déjà formés dans le pétrole brut de s'y accumuler, entravant leur libre circulation et empêchant leur agglomération. La structure réticulée de la paraffine est ainsi formée, réduisant la viscosité et le point de congélation du pétrole brut et empêchant l'agrégation des cristaux de paraffine, obtenant ainsi l'effet antiparasite. |
désémulsifiant de type AR
| Le désémulsifiant de type AR est composé de résine alkylphénolique (résine AR) et de polyoxyéthylène, de polyoxypropylène et d'un nouveau type de désémulsifiant non ionique soluble dans l'huile. Sa valeur HLB est d'environ 4 à 8 et sa température de désémulsification est basse de 35 à 45 °C. Sa formule moléculaire est : AR(PO)x(EO)yH, où : EO = polyoxyéthylène ; PO = polyoxypropylène ; AR = résine ; x, y, z = degrés de polymérisation.Lors de la synthèse du désémulsifiant, la résine AR agit comme initiateur et pénètre dans la molécule pour former un groupe lipophile. Le désémulsifiant AR se caractérise par sa petite taille moléculaire, une bonne dissolution, diffusion et pénétration, ainsi qu'une floculation et une agglomération rapides des gouttelettes d'eau émulsifiées, même à une température supérieure à 5 °C. Il peut éliminer plus de 80 % de l'eau du pétrole brut dont la teneur en eau est comprise entre 50 et 70 % à une température inférieure à 45 °C, et plus de 80 % de l'eau du pétrole brut dont la teneur en eau est comprise entre 50 et 70 % en 45 minutes, ce qui est incomparable aux désémulsifiants de types SP et AP. |
Date de publication : 22 mars 2022