Водонефтяные эмульсии

| Категория реферата: Рефераты по химии
| Теги реферата: курсовые, измерения реферат
| Добавил(а) на сайт: Chernjavskij.

Особенности высококонцентрированных эмульсий:
1) капли (одиночные) дисперсной фазы практически не способны к седиментации;
2) вследствие большой концентрации могут быть деформированы.

Размеры капель дисперсной фазы в эмульсиях могут быть самыми разнообразными и колебаться в пределах от 0,1 до 100 и более мкм. Нефтяные эмульсии относятся к полидисперсным системам, т.е. к системам, содержащим частицы самых разных размеров. Нефтяные эмульсии характеризуются следующими основными физико-химическими свойствами: дисперсностью, вязкостью, плотностью и электрическими свойствами. Кратко остановимся на этих свойствах эмульсий.

ДИСПЕРСНОСТЬ ЭМУЛЬСИЙ

Под дисперсностью эмульсий понимают степень раздробленности дисперсной фазы в дисперсной среде.
Дисперсность является важной характеристикой эмульсий, определяющей их свойства. Дисперсность эмульсий характеризуется тремя величинами: диаметром капелек d, обратной величиной диаметра капельки D= 1/d, называемой обычно дисперсностью, удельной межфазной поверхностью, т.е. отношением суммарной поверхности глобул к общему их объему. Все эти величины взаимосвязаны.
Чем больше удельная поверхность, чем более стойкой является эмульсия, тем будет больше расход деэмульгатора для разрушения бронирующих оболочек на глобулах воды.

Дисперсные системы, состоящие из капель различного диаметра называются полидисперсными. Нефтяные эмульсии относятся к полидисперсным системам.

Удельная поверхность дисперсной системы Sуд равна общей поверхности между фазами S, деленной на объем дисперсной фазы
V. Удельную поверхность эмульсий, содержащих в дисперсной фазе сферические частицы диаметром d, определяют по формуле:

[pic]

Из формулы видно, что удельная поверхность обратно пропорциональна размеру капель.

ВЯЗКОСТЬ ЭМУЛЬСИЙ

Вязкость нефтяных эмульсий - не аддитивное свойство, т.е.

[pic]

где [pic] и [pic]- абсолютные вязкости нефти и воды, и она зависит от следующих основных факторов:

1) вязкости самой нефти;

2) температуры, при которой формируется эмульсия;

3) количества содержащейся воды в нефти;

4) степени дисперсности, или диаметра капель дисперсной фазы в дисперсионной среде (для эмульсий типа В/Н).
У нефтяных эмульсий, как и у парафинистых нефтей, не подчиняющихся закону Ньютона, вязкость [pic] изменяется в зависимости от градиента скорости. В этом случае [pic] называют кажущейся вязкостью.

Основной причиной аномалии вязкости эмульсий является деформация диспергированных частиц, возникающая в процессе увеличения напряжения сдвига. С возрастанием приложенной силы капли эмульгированной жидкости удлиняются, превращаясь из шариков в эллипсоиды, что затрудняет течение и приводит к повышению кажущейся вязкости эмульсии.

Над изучением вязкости дисперсных систем и, в частности, эмульсий работали многие исследователи, которые предложили несколько уравнений для расчета вязкости систем с различным содержанием диспергированного вещества.

А. Эйнштейн предложил следующую формулу:

[pic]

где [pic]-цязкость эмульсии; [pic]- вязкость дисперсионной среды
(нефти); [pic] - коэффициент обводненности - отношение объема дисперсной фазы (воды) к общему объему системы (воды + нефти).
Формула справедлива только при низких концентрациях диспергированного вещества (воды).

При выводе формулы предполагалось, что диспергированные частицы имеют вид упругих шариков, диаметр которых мал по сравнению с расстоянием между ними.

Позднее была установлена возможность использования формулы
Эйнштейна при обводненности нефти до 15%. Тейлор предложил следующую формулу

[pic]

где [pic]—вязкость эмульсии; [pic]- вязкость внутренней фазы;
[pic] - вязкость внешней фазы. Но и она не позволяет достаточно точно определять вязкость эмульсий.