Эмульсия

Эмульсия - дисперсная система с жидким дисперсионной средой и жидкой дисперсной фазой.


1. Общая информация

Состоит из двух взаимно нерастворимых жидкостей, одна из которых равномерно распределена во второй в виде мельчайших капель, а размеры распыленных частиц являются большими от характерных для коллоидов. При определении названия первой называют дисперсную фазу, а затем дисперсионную среду, например. вода в масле, бензол в воде и т.п. (например, молоко - Э., где капельки жира распределены в водной среде). Э. низкой концентрации - неструктурированные жидкости. Высококонцентрированные Э. - структурированные системы.


2. Основные типы эмульсий

Основные типы Э.: прямые, с каплями неполярной жидкости в полярной среде (типа "масло в воде") и обратные или инвертные (типа "вода в масле"). Изменение состава Э. или внешнее воздействие могут привести к превращению прямой Э. в обратную, и наоборот. Лиофильные Э. образуются самопроизвольно и термодинамически устойчивы. Лиофобные Э. возникают при механическом, акустическом или электрическом эмульгировании, а также вследствие конденсационного образования капель дисперсной фазы в перенасыщенных растворах или расплавах. Они термодинамически неустойчивы и длительно могут существовать только в присутствии эмульгаторов.


3. Свойства

3.1. Дисперсность эмульсии

Дисперсность ЭМУЛЬСИИ, ( рус. эмульсии дисперсность; англ. emulsion dispersivity, degree of dispersion; нем. Dispersion f der Emulsion f) - степень раздробленности дисперсной фазы в дисперсионной среде, характеризуется удельным межфазного поверхностью, определяется отношением суммарной поверхности капель к общему их объему. Для монодисперсных систем удельная поверхность S = 6 / d, где d - диаметр капель дисперсной фазы. По дисперсностью эмульсии нефтяные подразделяются на мелкодисперсные (с размером капель воды от 0,2 до 20 мкм), средней дисперсности (20-50 мкм) и грубодисперсные (50-300 мкм).


3.2. "Старение" эмульсии

"Старение" эмульсии, ( рус. эмульсии "старение"; англ. "age-ing" emulsions; нем. Alterungemulsionen f pl) - повышение эмульсии устойчивости типа "вода в нефти" во времени (практически до суток) вследствие адсорбции диспергированных, особенно твердых, эмульгаторов на водонефтяной поверхности и утолщение межфазного "бронированного" слоя на этой поверхности.

3.3. Устойчивость (стабильность) эмульсии

Устойчивость (стабильность) эмульсии, ( рус. стойкость эмульсии (стабильность); англ. emulsion stability; нем. Emulsionstabilit?t f) - способность эмульсии в течение определенного времени не разрушаться и не разделяться на две фазы (например, на нефть и воду), характеризуется длительностью ее существования и выражается формулой: F = h / v, где F - длительность существования эмульсий ( эмульсионная устойчивость), с; h - высота столба эмульсии, м; v - средняя линейная скорость расслоения эмульсии, м / с.


4. Применение

При обогащении полезных ископаемых иногда используется эмульгированный реагент (например, при масляной агломерации).

В виде Э. получают смазочно-охлаждающие жидкости.

Э. применяют также при брикетировании угля со связующими, гидрофобизации поверхности угля при его обезвоживании, при бурении и т.д..


5. Разновидности эмульсии

5.1. Эмульсия инвертный

Эмульсия инвертный, ( рус. эмульсия инвертная, англ. invert emulsion, нем. Invertsp?lung f) - в бурении - буровой раствор, в котором дисперсионной средой является нефть, дизельное топливо, мазут и проч., а дисперсной фазой - водные растворы солей хлорида натрия, кальция или магния. В состав Э.И. входят ПАВ-эмульгаторов ( эфиры, амиды, металл. мыла, оксиетиловани продукты и проч.). Э.И. применяют при бурении в сложных горно-геол. условиях (высокие т-ры, неустойчивые породы), для глушения скважин при капитальном ремонте, а также при первичном вскрытии продуктивных пластов с целью сохранения их естественной проницаемости и пористости.


5.2. Эмульсия нефтяная

Эмульсия нефтяная, ( рус. нефтяная эмульсия; англ. oil emul-sion; нем. Erd?lemulsion f; Roh?lemulsion f) - механическая смесь нефти и пластовой воды, которые нерастворимы друг в друге и находятся в мелкодисперсном состоянии. Образуется при добыче обводненных нефтей в скважинах, промышленных трубопроводах, а также в аппаратах обессоливания нефти вследствие интенсивного турбулентного перемешивания нефте-водяной смеси. При этом на поверхностях раздела фаз происходит накопление эмульгаторов (поверхностно-активных веществ), которые содержатся в жидкости, которая добывается (асфальтены, нафтены, смолы, парафин, соли и проч.). В результате поверхностное натяжение на границе раздела нефть-вода снижается, что способствует диспергированию капель воды (нефти).

Е.н. делятся на два больших класса:

  • 1) эмульсии первого рода, или прямые, или типа "нефть в воде" (условно обозначаются Н / В), когда капли нефти как дисперсная фаза равномерно или неравномерно размещены в воде - дисперсионной среде;
  • 2) эмульсии второго рода, или обратные, или типа "вода в нефти" (условно обозначаются В / Н), когда капли воды - дисперсная фаза равномерно или неравномерно размещены в нефти, которая является дисперсионной средой.

Е.н., образующиеся при обессоливании нефти, относятся в основном ко второму типу. По концентрации дисперсной фазы в дисперсионной среде их подразделяют на три типа: разведенные (объемная доля дисперсной фазы составляет до 0,2%), концентрированные (до 74%) и высококонцентрированные (более 74%). Основные физико-химические свойства н.э.: дисперсность, вязкость, плотность, а также устойчивость к разрушению. Образование н.э. приводит к потерям нефти при ее добыче, транспортировке и подготовке к переработке. Разрушение эмульсий ( деэмульсация) является одним из важнейших процессов промысловой подготовки нефти.


5.3. Эмульсия прямая ГЛТ-20В

Эмульсия прямая ГЛТ-20В, ( рус. эмульсия прямая ГЛТ-20В, англ. emulsion straight ГЛТ-20В, нем. Emulsion f ГЛТ-20В) - горячий раствор селитры и расплава тротила со стабилизирующими добавками. ВР гомогенную структуру с высокой подвижностью, близкой к жидких масел, а также повышенной водостойкостью. Может применяться при заряжании под столб воды в скважинах любой обводненности.


См.. также

Литература

Малая горная энциклопедия. В 3-х т. / Под ред. В. С. Белецкого. - Донецк: Донбасс, 2004. - ISBN 966-7804-14-3.