您好, 歡迎來到化工儀器網(wǎng)
破乳劑的分類以及作用
破乳劑
破乳劑是一種能破壞乳狀液的表面活性劑。破乳劑主要通過部分取代穩(wěn)定膜的作用使乳狀液破壞。用作脫水劑，能把原油及重油中的水分脫出來，使含水量達到要求；用于油井中可降低原油粘度，使油井不堵。由脂肪醇、環(huán)氧丙烷、環(huán)氧乙烷聚合而得。易溶于水，淡黃色或乳白色粘稠液體。肥皂氣味。凝固點25～ 40℃。羥值≤60毫克氫氧化鉀/克，水溶液呈乳白色。
破乳簡介
在浮選過程中，有時為了提高藥劑（例如捕收劑）的分散和浮選效果，需先加乳化劑，對藥劑加以乳化處理；有的選礦藥劑本身易于乳化，而礦漿中的乳化泡沫會影響后步工序，造成精礦溢流損失或尾礦廢水對河川的污染。
為此，在上述情況下需添加破乳劑加以處理。使用破乳劑時需先調(diào)整乳濁液的pH值，對于強堿、強酸乳濁液一般需將pH值調(diào)至1～10的范圍。在石油、化工、毛紡和機械加工等行業(yè)的含油乳濁液的廢水處理中，除了用物理破乳方法（如加熱法、膜分離法、電場破乳法）以外，也常用破乳劑進行化學處理。普遍使用的破乳劑是由多種組分構成的高分散性的混合物。對水包油型乳濁液的破乳通常用帶有H+、Al3+、Fe3+等陽離子的無機物作破乳劑，如無機酸、硫酸鐵等；而對油包水型乳濁液的破乳，一般用陰離子型和非離子型表面活性劑或兩者的混合物作為破乳劑。
由于一些固體難溶于水，當這些固體一種或幾種大量存在于水溶液中，在水力或者外在動力的攪動下，這些固體可以以乳化的狀態(tài)存在于水中，形成乳濁液。理論上講這種體系是不穩(wěn)定的，但如果存在一些表面活性劑（土壤顆粒等）的情況下，使得乳化狀態(tài)很嚴重，甚至兩相難于分離，典型的是在油水分離中的油水混合物以及在污水處理中的水油混合物，在此兩相中形成比較穩(wěn)定的油包水或者水包油結構，其理論基礎是“雙電層結構”。
在此情況下，投入一些藥劑，以破壞穩(wěn)定的雙電層結構，以及穩(wěn)定乳化體系，從而達到兩相分離的目的。使用的這些為了達到破壞乳化作用的藥劑稱之為破乳劑。
破乳機理
由于油、油層水及所含天然乳化劑組成的復雜性，對油水界面上發(fā)生的物理化學過程的研究又極其困難，因而對化學破乳劑的破乳過程和破乳機理仍處于研究之中，但破乳劑和乳化劑都是表面活性物質(zhì)，兩者的作用卻截然相反。
表面活性作用。破乳劑都具有高效能的表面活性物質(zhì)，破乳劑較乳化劑有更高的活性，有文獻認為破乳劑活性應比乳化劑大100～1000倍，使破乳劑能迅速地穿過乳狀液外相分散到油水界面上，替換或中和乳化劑，降低乳化水滴的界面張力和界面膜強度，使形成W/O型乳狀液變得很不穩(wěn)定。界面膜在外力作用下極易破裂，從而使乳狀液微粒內(nèi)相的水突破界面膜進入外相，從而使油水分離。這不僅可以破壞已經(jīng)形成的原油乳狀液，還可以防止油水混合物進一步乳化，起到降低油水混合物黏度和加速油水分離的作用。但實踐表明，不存在破乳劑活性越高，破乳能力越強的規(guī)律。
反相乳化作用。原油乳狀液是在原油中憎水的乳化劑作用下形成的，俗稱W/O型乳狀液，如環(huán)烷酸、瀝青質(zhì)等。采用親水型的破乳劑可以將乳狀液轉化為O/W型乳狀液，借乳化過程的轉換以及O/W型乳狀液的不穩(wěn)定性而使油水分離。當破乳劑促使油包水轉相形成水包油型乳狀液時，此時水在外面很容易碰撞聚集成大水滴沉降出來。
“潤濕”和“滲透”作用。破乳劑可以溶解吸附在油水界面的膠質(zhì)、瀝青質(zhì)、固體粉末等天然乳化劑，防止天然乳化劑構成的界面膜阻礙水滴聚結。如黏土、硫化鐵、鉆井泥漿等固體顆粒具有親水性，破乳劑能把這些固體乳化劑從油水界面拉入水滴內(nèi)；瀝青質(zhì)和高熔點蠟晶等具有親油性，破乳劑能讓其離開油水界面進入原油內(nèi)。這樣，有利于水滴碰撞時的合并，達到水滴下沉的目的。
由于原油乳狀液中呈分散相的水滴總是帶負電荷，并在自己的表面上吸附了一部分正離子，使分散相往往帶有正電，因為所帶電荷相同，分散相的水滴之間互相排斥，水滴難于合并。如果在原油中加入離子型的破乳劑，極性相反的離子被吸附在水滴表面并將正電荷中和，使水滴的靜電斥力減弱，破壞受同性電保護的界面膜，使水滴合并從油中沉降下來。
盡管破乳劑的破乳機理尚不完善，但從長期實踐中歸納出兩點結論：①破乳劑的分子量大于天然乳化劑的分子量才能有效破乳；②若把破乳劑用作油水混合物的乳化劑，則生成反相乳狀液，即O/W型乳狀液。
主要用途
破乳劑是一種表面活性物質(zhì)，它能使乳化狀的液體結構破壞，以達到乳化液中各相分離開來的目的。原油破乳是指利用破乳劑的化學作用將乳化狀的油水混合液中油和水分離開來，使之達到原油脫水的目的，以保證原油外輸含水標準。
破乳劑分類
按照目前破乳劑使用的情況，可將破乳劑分為水溶性破乳劑和油溶性破乳劑兩大類。
破乳劑屬表面活性劑類型，破乳劑分子由親油、親水基團組成，親油部分為碳氫基團，特別是長鏈碳氫基團構成；而親水部分則由離子或非離子型的親水基所構成。破乳劑的種類繁多，若按表面活性劑的分類方法可分為：陽離子型、陰離子型、非離子型、兩型離子型破乳劑。
陰離子破乳劑溶于水后生成的親水基團為帶負電荷的離子團，按其親水基又分為：羧酸類、磺酸類、硫酸酯類和磷酸酯類。陰離子型破乳劑有羧酸鹽類、磺酸鹽類和聚氧乙烯脂肪硫酸酯鹽等，具有用量大、效果差、易受電解質(zhì)影響而減效等缺點。
陽離子破乳劑溶于水后生成的親水基團為帶正電荷的粒子團，親水基主要為堿性氮原子，也有磷、硫、碘等。陽離子型破乳劑主要有季銨鹽類，其對一般原油有明顯效果，但不適合稠油及老化油。
非離子破乳劑溶于水后不離解離子，因而不帶電荷。非離子型主要有以胺類為起始劑的嵌段聚醚，以醇類為起始劑的嵌段聚醚，烷基酚醛樹脂嵌段聚醚，酚胺醛樹脂嵌段聚醚，含硅破乳劑，超高相對分子質(zhì)量破乳劑，聚磷酸酯，嵌段聚醚的改性產(chǎn)物以及以咪唑啉原油破乳劑為代表的兩性離子型破乳劑。
兩型破乳劑為溶于水后可生成正、負兩種離子。它在酸性溶液中呈陽離子型，在堿性溶液中呈陰離子型。
選擇破乳劑的基本原則
破乳劑能使原乳狀液穩(wěn)定的因素消除，從而導致乳狀液的聚集、聚結、分層和破乳。乳狀液穩(wěn)定的主要原因是由乳化劑形成帶電的(或不帶電的)有一定力學強度或空間阻礙作用的界面膜。因此，破乳劑的主要作用是消除乳化劑的有效作用，選擇破乳劑要針對乳化劑的特性進行選擇。
- 有良好的表面活性，能將乳狀液中的乳化劑從界面上頂替下來。乳化劑都有表面活性，否則不能在界面上形成吸附膜，這種吸附作用是自發(fā)過程。因此破乳劑也必須有強烈的界面吸附能力才能頂替乳化劑。
- 破乳劑在油一水界面上形成的界面膜不可以有牢固性，在外界條件作用下或液滴碰撞時易破裂，從而液滴易發(fā)生聚結。
- 離子型的乳化劑可使液滴帶電而穩(wěn)定，選用帶相反電荷的離子型破乳劑可使液滴表面電荷中和。
- 相對分子質(zhì)量大的非離子或高分子破乳劑溶解于連續(xù)相中，可因橋連作用使液滴聚集，進而聚結、分層和破乳。
- 固體粉末乳化劑穩(wěn)定的乳狀液可選擇固體粉末良好的潤濕劑作為破乳劑，以使粉體*潤濕進入水相或油相。
由這些原則可以看出，有的乳化劑和破乳劑常沒有明顯的界限，需視具體體系而定。當然，也有一些表面活性劑只適用于做某一種乳狀液的破乳劑，對其他體系既不能做破乳劑也不能做乳化劑。