Desemulsificante em campos petrolíferos industriais

O efeito de desemulsificação do produto desemulsificante (poliéter à base de resina fenólica modificada com isocianato) está intimamente relacionado à temperatura. 

O principal motivo é que a temperatura pode afetar a atividade do movimento molecular, a estabilidade do filme da interface da emulsão e a estabilidade estrutural do produto desemulsificante. 

Considerando a estrutura química do produto desemulsificante (o esqueleto rígido da resina fenólica, os grupos reticulantes/polares introduzidos pelo isocianato e o equilíbrio hidrofílico lipofílico do segmento poliéter), os efeitos da desemulsificação em diferentes temperaturas podem ser analisados nos seguintes intervalos: 

1. Faixa de baixa temperatura (<40°C): A eficiência de desemulsificação é relativamente baixa e a velocidade é lenta. Em baixas temperaturas, o movimento térmico molecular é fraco. A taxa de difusão das moléculas do produto desemulsificante para a interface óleo-água diminui, e a flexibilidade dos segmentos de poliéter é limitada pelo ambiente de baixa temperatura, dificultando sua expansão completa. Como resultado, a capacidade competitiva da adsorção do produto desemulsificante com emulsificantes naturais em petróleo bruto (como asfaltenos e resinas) diminui. Ao mesmo tempo, a viscosidade da emulsão de petróleo bruto é alta em baixas temperaturas e a resistência à sedimentação das gotículas de água após a coalescência é grande, retardando ainda mais o processo de desidratação. 

Manifestação do efeito: A velocidade de desemulsificação é lenta (o tempo de desidratação pode ser estendido em mais de 50%), a taxa de desidratação é relativamente baixa (geralmente <70%) e o teor de água na fase oleosa é relativamente alto. No entanto, devido aos efeitos polares que os grupos carbamato e hidroxila fenólicos introduzidos pela modificação com isocianato ainda podem manter em baixas temperaturas, ainda apresenta alguma atividade de desemulsificação para óleo bruto leve ou emulsões de baixa viscosidade (como com teor de água <30%), mas a eficiência é menor do que em temperaturas médias e altas. 

2. Faixa de temperatura média (40-100°C): A eficiência de desemulsificação é a mais alta e o desempenho geral é ideal. Esta faixa de temperatura é a faixa de ouro para este tipo de produto desemulsificante pelos seguintes motivos: 

Atividade molecular aprimorada: À medida que a temperatura aumenta, o movimento das moléculas do produto desemulsificante acelera e a flexibilidade dos segmentos de poliéter (especialmente os segmentos hidrofóbicos) aumenta. Eles podem se difundir rapidamente para a interface óleo-água. Por meio de grupos polares (grupos hidroxila fenólicos, grupos carbamato), eles podem formar ligações de hidrogênio ou forças de Van der Waals com os componentes polares do filme de interface (como os grupos carboxila e hidroxila das resinas), substituindo eficientemente os emulsificantes naturais e interrompendo a estabilidade do filme de interface. Viscosidade da emulsão reduzida: Em temperaturas médias, a viscosidade da emulsão de petróleo bruto diminui significativamente (especialmente para petróleo bruto pesado), a resistência à sedimentação das gotículas de água após a coalescência diminui e a velocidade de desidratação acelera (geralmente, a desidratação principal pode ser concluída em 30 a 60 minutos). 

Estabilidade estrutural apropriada: O próprio esqueleto de resina fenólica tem excelente resistência ao calor (a temperatura de decomposição é geralmente >200℃), e as ligações de carbamato introduzidas pelo isocianato são estáveis abaixo de 100℃, sem hidrólise ou decomposição óbvia, garantindo que a atividade do desemulsificante não diminua. 

Manifestação do efeito: A taxa de desidratação pode atingir mais de 90%, o teor de água na fase oleosa pode ser reduzido para menos de 0,5% e a claridade da fase aquosa é alta (com poucos sólidos em suspensão). É particularmente eficaz para emulsões de petróleo bruto pesado com alto teor de goma e asfalteno (teor de água de 30% a 70%), e tanto a velocidade de desemulsificação quanto a eficácia da desidratação são superiores às de produtos desemulsificantes de poliéter comuns. 

3. Faixa de alta temperatura (100-150°C): A eficiência de desemulsificação é estável, mas a estabilidade térmica precisa ser observada. Na faixa de 100-150°C, o produto desemulsificante ainda pode manter uma alta atividade: o movimento molecular se intensifica ainda mais, a película de interface é rompida mais rapidamente e a viscosidade da emulsão de petróleo bruto é extremamente baixa, portanto, a velocidade de sedimentação das gotículas de água é extremamente rápida. A eficiência inicial de desidratação é ainda maior do que em temperaturas médias (por exemplo, a 120°C, a taxa de desidratação pode atingir 95% em 30 minutos). O esqueleto de resina fenólica e os segmentos de poliéter apresentam excelente estabilidade nessa temperatura. Entretanto, deve-se observar que as ligações carbamato introduzidas pelo isocianato podem sofrer leve hidrólise sob altas temperaturas de longo prazo (>130℃, com duração de várias horas), resultando em uma diminuição nos grupos polares e um ligeiro declínio na atividade do produto desemulsificante (a taxa de desidratação pode diminuir em 3%-5%). 

Aplicável para produtos desemulsificantes: É adequado para fluidos produzidos em alta temperatura em poços profundos (como temperaturas de reservatório de 120-140°C) ou processos que exigem alta temperatura e desemulsificador de ação rápida (como pré-tratamento antes da eletrodesidratação). 

No entanto, a duração da exposição a altas temperaturas deve ser controlada (geralmente recomendado ≤4 horas) para evitar declínio na atividade. 

4. Temperatura extremamente alta (>150°C): A eficiência da desemulsificação cai significativamente, e o uso desemulsificante para uso industrial não é recomendado. Quando a temperatura excede 150°C, a hidrólise das ligações carbamato introduzidas pela modificação com isocianato se intensifica, podendo ocorrer até mesmo degradação parcial do esqueleto da resina fenólica, levando à destruição da estrutura molecular do produto desemulsificante. 

Um grande número de grupos polares diminui, e a capacidade de ligação ao filme de interface diminui significativamente. Os segmentos de poliéter podem se romper devido à oxidação em alta temperatura, interrompendo o equilíbrio hidrofílico-lipofílico e dificultando a adsorção eficaz na interface óleo-água. 

Manifestação do efeito: A taxa de desidratação cai drasticamente para abaixo de 70%, a fase oleosa arrasta uma grande quantidade de água e a fase aquosa fica turva (o teor de óleo aumenta), perdendo seu valor de aplicação prática. 

A temperatura ideal de desemulsificação para poliéteres à base de resina fenólica modificada com isocianato é de 40-100°C, na qual a eficiência de desemulsificação é alta, a velocidade é rápida e a desidratação é completa. A temperatura ideal de desemulsificação ainda pode ser usada de forma estável na faixa de 100-150°C, mas a duração da exposição a altas temperaturas precisa ser controlada. A eficiência é relativamente baixa abaixo de 40°C, e o efeito cai significativamente acima de 150°C devido a danos estruturais. Em aplicações práticas, em combinação com o tipo de petróleo bruto (leve/pesado), o teor de água da emulsão e a temperatura de extração, a temperatura do processo deve ser controlada entre 40-150°C (preferencialmente 60-120°C) para atingir seu desempenho máximo.

Atributos específicos do setor

Outros Atributos

Capacidade de fornecimento

Tempo de espera

Poslovno dovoljenje vlade

Опасне хемикалије