Таким образом, в реальных УДС ССЕ могут находиться в начальной стадии фазообразования в виде первичных, а в дальнейшем и в виде вторичных структурных образований

В общем случае ССЕ, состоящая из ядра и сольватного слоя, находится в динамическом равновесии со средой. Неустойчивость сольватных слоев вокруг ССЕ возрастает из-за воздействия следующих факторов.

1. Отдельные компоненты нефтяной системы представляют собой набор гомологов, имеющие различное поверхностное натяжение в зависимости от строения и длины цепи. На периферии сольватного слоя концентрируются более подвижные гомологи с меньшим значением поверхностного натяжения, что облегчает процесс диспергирования при нагреве или действии механических напряжений.

2. Наличие в нефтяной системе естественных ПАВ, а также введенных в систему ПАВ другого происхождения приводит к их солюбилизации со ССЕ.

3. Обогащение сольватного слоя низкомолекулярным компонентом происходит из-за влияния искривления поверхности раздела фаз.

Зародыш новой фазы (ядро) с адсорбированными на его поверхности соединениями (сольватным слоем) называется первичной ССЕ.

При определенной концентрации первичных ССЕ в УДС, когда вероятность их столкновения достаточно высока, в системе образуются вторичные ССЕ. Условия формирования вторичных ССЕ заключаются в отсутствии стерических затруднений к сближению первичных ССЕ и выполнении следующего соотношения: кинетическая энергия молекул УДС должна быть меньше энергии парного взаимодействия молекул, входящих в состав сольватных слоев сближающихся первичных ССЕ.

При слиянии ядер небольших взаимодействующих первичных ССЕ образуются более крупная вторичная ССЕ с большим значением радиуса ядра и меньшей толщиной сольватной оболочки. Эти изменения обусловливают повышения температур фазовых переходов (застывания и кипения) УДС при прочих равных условиях. При диспергировании вторичных ССЕ образуются ССЕ с меньшим значением радиуса ядра и большим значением толщины сольватного слоя, что вызывает понижение температуры кипения и застывания УДС. Последний случай важен при практическом использовании УДС при низких температурах.

При фазообразовании, вследствие неоднородности полей, в исходной фазе обычно получаются как первичные, так и вторичные ССЕ различных размеров, различной степени дисперсности, т.е. образуется ряд полидисперсных ССЕ, поведение которых существенно отличается от монодисперсных. Полидисперсность ССЕ удобно характеризовать кривыми распределения, наглядно показывающими долю частиц φ определенного размера (рис.12).

Рис.12. Типичные кривые распределения дисперсных частиц в дисперсионной среде: 1 — система, наиболее приближающаяся к монодисперсной; 2 —полидисперсная система; 3, 4 — системы с преимущественно мелкими (3) и крупными (4)частицами.

Кривые распределения могут иметь один или два максимума, которые определяют наиболее вероятный радиус частиц — преимущественное содержание фракций частиц в полидисперсной УДС. Форма кривой распределения ССЕ в УДС имеет важное научное и практическое значение: чем меньше интервал кривой распределения и чем выше ее максимум, тем УДС ближе к монодисперсной.

На основании кривых распределения рассчитывают средние размеры частиц УДС. Внешними воздействиями (смешение нефтей различной природы, добавки поверхностноактивных или инактивных веществ, изменение веществ, изменение рН среды, влияние различных полей: тепловых, механических (акустических, электромагнитных, ультразвуковых), электрических, изменение скоростей нагревания и охлаждения и др.) представляется возможным в значительных пределах изменять средние размеры ССЕ в НДС.

Дата добавления: 2014-01-20