CC BY
3411. Гладышев Г.П. Термодинамика и макрокинетика природных иерархических процессов М. : Изд. «Наука». 1988.
12. Элошвили С.А. О математических основах иерархической термодинамики. http://ispciournal.org/iournals/2008/2008-1-9.pdf http://www.bazaluk.com/conference/omatematiceskih-osnobah-ierarhiceskoytermodinamiki.html
13. Gladyshev G. P. Thermodynamics of the origin of life, evolution, and aging // International Journal of Natural Science and Reviews. 2017. P. 2-7. http://escipub.com/iinsr-2018-01-1001/
14. Gladyshev Georgi P., Thermodynamics Theory of the Evolution of Living Beings, Commack, New York: Nova Science Publishers, Inc., 1997. 142 P. In Russian: Гладышев Г.П., Термодинамическая теория эволюции живых существ, М.: "Луч", 1996.-86с. http://creatacad. org/?id=5 8&lng=eng http://www.statemaster.com/encyclopedia/History-of-thermodynamics
15. Гладышев Г.П. Супрамолекулярная термодинамика - Ключ к осознанию явления жизни. Что такое жизнь с точки зрения физико-химика. Издание второе, М - Ижевск. ISBN: 59397-21982 (2003).
16. Gladyshev, G.P. The Principle of Substance Stability is Applicable to all Levels of Organization of Living Matter // Int. J. Mol. Sci., 2006, 7, 98-110. http://www.mdpi.org/iims/papers/i7030098.pdf
17. Gladyshev G.P. On General Physical Principles of Biological Evolution, International Journal of Research Studies in Biosciences. Volume 5, Issue 3, 2017, Page No: 510. https://www.arciournals.org/pdfs/iirsb/v5-i3/2.pdf и https://www.researchgate.net/publica-tion/314187646 On General Physical Principles of Biological Evolution
18. Gladyshev G.P. Nature Tends to Maximum Stability of Objects in all Matter Hierarchies // Imperial Journal of Interdisciplinary Research (IJIR), March 2017, Vol. 3(Issue-3), P. 1862 - 1866. https://www.re-searchgate.net/publication/315701799 Nature Tends to Maximum Stability of Ob-
iects in all Matter Hierarchies
19. Gladyshev G.P. Natural Selection and Thermodynamics of Biological Evolution // Natural Science, 2015, 7, P. 117-126. http://dx.doi.org/10.4236/ns.2015.73013
20. Gladyshev G.P. Hierarchical Thermodynamics: Foundation of Extended Darwinism // Imperial Journal of Interdisciplinary Research (IJIR), Vol. 3, Is-
sue-2, 2017, ISSN: 2454-1362. https://www.re-searchgate.net/publication/314082150 Hierarchical Thermodynamics Foundation of Extended Darwinism
21. Gladyshev G. P. Projects. Hierarchical Thermodynamics - Foundation of Life https://www.re-searchgate.net/profile/Georgi Gladyshev/contribu-tions https://www.researchgate.net/project/Hierar-chical-Thermodynamics-Foundation-of-Life
22. Gladyshev G.P. Life - A Complex Spontaneous Process Takes Place against the Background of Non-Spontaneous Processes Initiated by the Environment // J Thermodyn Catal, 2017, 8: 2 DOI: 10,4172 / 2157-7544.100018, https://www.researchgate.net/pub-lication/319105338
23. Gladyshev G.P. Leonhard Euler's Methods and Ideas Live in the Thermodynamic Hierarchical Theory of Biological Evolution, International Journal of Applied Mathematics and Statistics, 2007 11, P. 5268.
24. Gladyshev, G.P. Thermodynamic self-organization as a mechanism of hierarchical structures formation of biological matter // Progress in Reaction Kinetics and Mechanism UK, USA, 2003, Vol. 28, Nu 2, P. 157-188. http://www.ingentaconnect.com/con-tent/stl/prk/2003/00000028/00000002/art00002?crawl er=true
25. Gladyshev G.P. Macrothermodynamics of Biological Evolution: Aging of Living Beings // International Journal of Modern Physics B, 18, 2004, P. 801825. http://dx.doi.org/10.1142/S0217979204023970
26. Гладышев Г.П. Иерархическая термодинамика создает дизайн окружающего мира // https://gladyshevevolution.wordpress.com/ March 2, 2013 • science, Uncategorized.
27. Escobedo Jeol and Mansoori G. Ali. Heavy-organic particle deposition from petroleum fluid flow in oil wells and pipelines// Petroleum Science, December 2010, 7(4), 705, DOI 10.1007/s12182-010-0099-4. https://www.researchgate.net/publica-tion/236843860 Heavy-organic particle deposition from petroleum fluid flow in oil wells and pipelines
28. Церетели З. К. Президент. Российская академия художеств. http://www.rah.ru/the academy today/president/
29. Бобыкин А. Л. Российская академия художеств.
http://www.rah.ru/the academy today/the members of the academie/member.php?ID=17592
DEMULSIFICATION OF WATER OIL EMULSIONS BY ORGANIC ACIDS
Batyrshina N.
a third-year student, Astrakhan state University
Edigarev R.
undergraduate of the second year, Astrakhan state University
Ocheredko Y.
Ph.D., Associate Professor, Astrakhan state University
Norwegian Journal of development of the International Science No 16/2018 29
ДЕЭМУЛЬГАЦИЯ ВОДОНЕФТЯНЫХ ЭМУЛЬСИЙ ОРГАНИЧЕСКИМИ КИСЛОТАМИ
Батыршина Н.Х.
студент 3 курса обучения по направлению «Химия» профиль «Нефтехимия», ФГБОУ ВО
«Астраханский государственный университет»
Едигарьев Р.С.
магистрант II года обучения по направлению «Химия» программа «Нефтехимия», ФГБОУ ВО
«Астраханский государственный университет»
Очередко Ю.А.
к.т.н., доцент кафедры аналитической и физической химии, ФГБОУ ВО «Астраханский
государственный университет»
Abstract
In the article there was determined the existing methods of destruction of the water oil emulsions which are formed under the influence of the natural emulsifiers which are contained in oil such as pitches, asphaltenes, paraffin. It is shown that ability of sulfosalicylic and oxalic acids to destroy water oil emulsions. Data are given about sulfosalicylic acid has larger demulsifying ability, than an oxalic acid. The obtained data can be used for developing new structures of demulsification agents for deaquation of a oil.
Аннотация
В работе проведен обзор существующих методов разрушения водонефтяных эмульсий, образующихся под действием содержащихся в нефти природных эмульгаторов, таких как смолы, асфальтены, парафины. Исследована способность сульфосалициловой и щавелевой кислот разрушать водонефтяные эмульсии. Выявлено, что сульфосалициловая кислота обладает большей деэмульгирующей способностью, чем щавелевая кислота. Полученные данные могут быть использованы при разработке новых составов деэмульгаторов для обезвоживания нефти.
Keywords: water oil emulsion, demulsification, biological methods, physical methods, chemical methods, demulsification agents, oxalic acid, sulfosalicylic acid.
Ключевые слова: водонефтяная эмульсия, деэмульгация, биологические методы, физические методы, химические методы, деэмульгаторы, щавелевая кислота, сульфосалициловая кислота.
При эксплуатации нефтепромыслового оборудования зачастую образуются высокоустойчивые эмульсии типа «вода в нефти». Устойчивость полученных эмульсий может быть совершенно различной: от нескольких секунд до нескольких лет. Устойчивые нефтяные эмульсии значительно усложняют работу оборудования: падает эффективность работы насосных установок, увеличение давления жидкости значительно поднимает нагрузку на электродвигатели и трубопроводы, оборудование подвергается значительному коррозийному износу. [1]
Методы деэмульгации обычно подразделяются на три категории — биологические, физические и химические методы.
Биологические методы основаны на жизнедеятельности микроорганизмов, которые способствуют окислению или восстановлению веществ, находящихся в виде тонких суспензий, коллоидов, в растворе и являются для микроорганизмов источником питания. Биологические методы в основном используются для разрушений эмульсий типа «нефть в воде». Задачей биологической очистки является превращение органических загрязнений в безвредные продукты окисления: H2O, ТО2, NO3-, SO42- и др. Этот способ является самым эффективным по степени очистки сточных вод от нефти и других загрязняющих веществ, но сложность строгого соблюдения технологического режима, токсическое действие на микроорганизмы некоторых органических соединений и дальнейшей утилизации
отработанного активного ила, затрудняет использование метода [2].
Физическая деэмульгация включает в себя гравитационное осаждение, центрифугирование, регулирование рН, термическую обработку (традиционное нагревание, микроволновое облучение и замораживание или оттаивание), флотацию, фильтрацию (адсорбционные и коалесцирующие фильтры), электрическую деэмульгацию (электросогласование), мембранное разделение, ультразвуковое, инерционное, ортокинетические (сдвиговый поток) и т. д. Однако физическая обработка эмульсий часто применяется в сочетании с другими (химическими или биологическими) методами разделения для создания гибридных систем с целью улучшения или повышения дестабилизации эмульсий до приемлемых уровней [3].
Химические методы разрушения эмульсий применяют сейчас все чаще. Используемые для этого вещества — деэмульгаторы вытесняют действующий эмульгатор, либо растворяют его, благодаря чему эмульсия разрушается. В качестве де-эмульгаторов используются различные соединения. Наиболее широко применяют деэмульгаторы типа неионогенных поверхностно-активных веществ (на основе окисей этилена и пропилена), которые способствуют образованию эмульсий, противоположных по типу разрушаемым. При соприкосновении таких эмульсий их эмульгирующая способность «парализуется», и эмульсия расслаивается [4].
В качестве деэмульгаторов могут быть использованы различные составы, в том числе на основе органических кислот [5].
Для сравнения деэмульгирующей способности в отношении эмульсий типа «вода в нефти» были исследованы карбоновые кислоты, имеющие в своем составе различные функциональные группы: сульфосалициловая и щавелевая.
Сульфосалициловая (2-гидрокси-5-сульфобен-зойная) кислота — ароматическая сульфоновая кислота.
вступает в реакции электрофильного замещения в ароматическое ядро [6].
Щавелевая кислота (этандиовая кислота) — простейшая двухосновная предельная карбоновая кислота.
Сульфосалициловая кислота представляет собой бесцветные игольчатые кристаллы, хорошо растворимые в воде, ацетоне, этаноле и диэтиловом эфире. Кристаллизуется из воды в виде дигидрата с Тпл=120°С. При нагревании выше температуры плавления сульфосалициловая кислота претерпевает термический распад, сопровождающийся выделением фенола и салициловой кислоты. Химические свойства сульфосалициловой кислоты определяются наличием как ароматического ядра, так и карбоксильной и сульфогруппы, в частности, она
Щавелевая кислота представляет собой гигроскопичное, кристаллическое бесцветное вещество. Частично может растворяться в этаноле, воде и не имеет запаха. Существует особенность у дикарбо-новых кислот - они взаимно влияют друг на друга, что облегчает процесс диссоциации. Щавелевая одна из самых сильных кислот этого вида, превосходит значительно по силе свои гомологи [7].
С целью исследования деэмульгирующих свойств сульфосалициловой и щавелевой кислот готовили водонефтяные эмульсии. Для этого в 10 мерных пробирок (на каждую кислоту) вносилось по 3 см3 воды и 7 см3 нефти. Затем содержимое пробирок перемешивалось в течение 5 мин, в следствие чего образовывалась водонефтяная эмульсия. Далее в одну серию пробирок вносили 0,5 см3 суль-фосалициловой кислоты разных концентраций, а в другую - щавелевой кислоты, содержимое перемешивалось в течение 5 мин. Все пробирки помещались в термостат с температурой 70оС. Чрез 20 мин фиксировались объемы воды, выделившиеся в пробирках (табл. 1).
Таблица 1
Объем выделившейся воды в зависимости от концентрации
Концентрация кислоты, моль/дм3 2,5 2,0 1,5 1,0 0,75 0,5 0.25 0,2 0,1 0
Сульфосалициловая кислота 3,0 3,4 3,4 3,2 3,4 3,1 3,4 3,5 3,0 2,6
Щавелевая кислота 3,2 3,2 2,8 3,3 3,0 2,8 3,4 3,4 3,3 2,6
3
Важно отметить, что в пробирках с щавелевой кислотой наблюдалось образование пены и, соответственно, нечеткое разделение.
Можно сделать вывод, что наибольшей де-эмульгирующей способностью обладает сульфоса-лициловая кислота. При этом оптимальной концентрацией является 0,2 моль/дм3.
Полученные данные могут быть использованы при разработке различных составов деэмульгато-ров.
Таким образом, существует большое число различных методов разрушения нефтяных эмульсий, каждый из которых обладает своими достоинствами и недостатками. Основываясь на доступности, эффективности и удобности каждого из них, для каждого НПЗ и каждой нефти можно подобрать необходимый метод деэмульгации.
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ:
1. Ахметов С.А и др. Технология и оборудование процессов переработки нефти и газа - СПБ.: Недра, 2006.-868с.
2. https://gubkin.ru/diss2/files/Dissertation_Dos so_Ouehi.PDF
3. https://studfiles.net/preview/1802034/page:4/
4. https://neftegaz. ru/science/view/364-Deemulgatory-dlya-razrusheniya-neftyanyh-emulsiy
5. Едигарьев Р.С., Белоус И.А., Кияшко А.В., Котлова А.А., Гильфанова Н.И., Очередко Ю.А. Исследование влияния сульфокислот на водоне-фтяную эмульсию // Фундаментальные и прикладные проблемы получения новых материалов: исследования, инновации и технологии: материалы XI Международной научно-практической конференции (24-27 апреля 2017 г., г. Астрахань) / сост.: Э.Ф. Матвеева, В.В. Шакирова. - Астрахань: Астраханский государственный университет, Издательский дом «Астраханский государственный университет», 2017. - С. 100-102.
6. https://ru.wikipedia. org/wiki/Сульфосалици-ловая кислота
7. https://sovets.net/12273-cshavelevaya-kislota.html
