ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Общие вопросы устойчивости дисперсных систем из "Проблемы извлечения остаточной нефти физико-химическими методами" Для лиофобных систем основным фактором устойчивости являются кинетические затруднения в процессе агрегирования дисперсной фазы. Например, для термодинамически неравновесной системы с твердой или высоковязкой дисперсионной средой коагуляции коллоидных частиц препятствует невозможность их сближения для контакта, то есть определяющей является седиментационная устойчивость. [c.40] Возможность оценки распределения частиц по размерам делает седиментационный анализ удобным средством исследования суспензий. Следует отметить, что седиментационный анализ применим для систем, содержащих частицы радиусом 0,1... 100,0 мкм. При больших размерах следует учитывать отклонения от закона Стокса, связанные с турбулентным обтеканием частиц средой, при меньших размерах на скорость движения частиц сильно влияет диффузия. [c.40] Постоянная скорость накопления наблюдается до момента времени 1г, которому соответствует полное осаждение частиц радиусом г. Найдя (г, можно найти г. [c.41] Под агрегативной устойчивостью следует понимать способность системы противостоять процессам, ведущим к уменьшению свободной энергии поверхностей раздела частиц дисперсной фазы с дисперсионной средой. Увеличение размеров частиц, ведущее к уменьшению поверхности, может осуществляться в результате изотермической перегонки, коалесценции (слияния частиц) и коагуляции (агрегирования частиц при слипании) [54]. Основным процессом изменения дисперсности для суспензий и золей является коагуляция. Для нее необходим непосредственный контакт поверхностей частиц (по крайней мере на расстоянии молекулярного взаимодействия), поэтому тепловое движение является важным фактором стабилизации, особенно для свободнодисперсных систем. [c.41] Наличие у расклинивающего давления вязкостной составляющей обусловлено тем, что увеличение вязкости среды затрудняет ее вытекание из зазора между поверхностями. В этой связи вязкость прослойки можно отнести к стабилизирующим факторам. [c.42] Сильнейшим фактором стабилизации, позволяющим получать весьма устойчивые дисперсные системы, является структурномеханический барьер, возникающий в результате адсорбции на поверхности низко- и высокомолекулярных ПАВ. При этом качестве стабилизаторов могут выступать даже слабые ПАВ, но способные к образованию гелеобразных структур в адсорбционном слое. В частности, многие природные полимеры - глюкозиды, белки, производные целлюлозы, обладающие в пределах молекулы участками с разной гидрофильностью, относят к группе так называемых защитных коллоидов. [c.42] По Ребиндеру [50], высокую защитную эффективность адсорбционных слоев определяют следующие условия. [c.42] Среди коллоидных систем, встречающихся в нефтяной промышленности, наиболее изученными с точки зрения устойчивости являются водонефтяные эмульсии и глинистые суспензии. Для высоковязких эмульсий приоритетным является вопрос разрушения, а для суспензий, наоборот, повышение устойчивости. [c.43] Фактически все виды нефтей и пластовых минерализованных вод содержат вещества, обладающие эмульгирующими свойствами, которые могут значительно отличаться друг от друга как по физико-химическим свойствам, так и по своей активности. [c.43] Состав и строение адсорбционных слоев со структурномеханическими свойствами весьма разнообразны и зависят от природы нефти и содержащихся в них диспергированных частиц. Наличие механических стабилизирующих коллоидных пленок практически устраняет возможность агрегирования и коалесценции. [c.44] Сравнительные исследования бронирующих оболочек, выделенных из промысловых эмульсий нефтей различных месторождений, показали, что даже нефти с близкими характеристиками могут иметь существенные отличия по устойчивости и составу таких оболочек [48, 55]. В состав бронированных оболочек наряду с основными стабилизаторами нефтяных эмульсий - асфальтенами и смолами - могут входить высокоплавкие парафиновые компоненты (до 70 %) и различные неорганические примеси (до 40 %). В зависимости от природы нефти и условий ее добычи компоненты защитного слоя в количественном отношении могут быть представлены в различных сочетаниях. Устойчивость водонефтяных эмульсий зависит как от общего значения адсорбции природных стабилизаторов, образующих защитные оболочки на глобулах воды, эмульгированной в нефти, так и от типа стабилизатора. Кинетически стабилизирующим действием обладают все адсорбционные слои, независимо от их природы. Стабилизация эмульсий, обусловленная особыми структурно-механическими свойствами адсорбционных слоев, может привести к практически неограниченному повышению устойчивости эмульсии. Гидрофильные эмульгаторы (глина, мел, гипс) стабилизируют нефтяные эмульсии типа нефть -вода, а гидрофобные - эмульсии типа вода — нефть. [c.44] Для глинистых суспензий достаточно широко изучены вопросы стабилизации добавками ПАВ. Общие представлении о воздействии ПАВ на тиксотропно-структурированные системы приведены в [56]. Считается, что небольшие добавки ПАВ-стабилизаторов производят экранирующее действие на центры коагуляции. Этот эффект, возникающий за счет структурированых адсорбционных слоев, растет с увеличением концентрации ПАВ и проявляется в резком снижении прочности сетки и, как следствие, максимальной вязкости, так как нарушается коагуляционный контакт. [c.44] В [57] показано, что максимально прочная структура образуется при некоторой оптимальной концентрации адсорбированного вещества, соответствующей ненасыщенному адсорбционному монослою. В этом случае поверхность принимает мозаичный характер и оказывается состоящей из лиофильных и лиофобных участков, что облегчает структурообразование. [c.45] Весьма детально изучены вопросы стабилизации суспензий добавками водорастворимых полимеров [58-60] - полиэтиленокси-да и эфиров целлюлозы, частично гидролизованного полиакриламида. Эффект упрочения суспензий в данном случае связан с образованием очень объемных адсорбционных слоев, препятствующих сближению частиц. При этом длинные молекулы полимеров способны адсорбироваться сразу на нескольких частицах, образуя прочные агрегаты. Увеличение вязкости дисперсионной среды и возникновение у нее пластических свойств при добавке полимера приводят к упрочению разделяющих частицы пленок среды (вязкостная составляющая расклинивающего давления). Поэтому при очень малых концентрациях полимера может наблюдаться флоку-ляция суспензий - образованные за счет адсорбции полимера агрегаты теряют седиментационную устойчивость из-за малой вязкости дисперсионной среды. [c.45] Вернуться к основной статье