原油破乳劑的機(jī)理是相轉(zhuǎn)移一反向變形機(jī)理。加入破乳劑后發(fā)生了相轉(zhuǎn)變，即能夠生成與乳化劑形成的乳狀液類型相反的表面活性劑(反相破乳劑)。這類破乳劑與憎水的乳化劑作用生成絡(luò)合物，從而使乳化劑失去了乳化性能。碰撞擊破界面膜機(jī)理。在加熱或攪拌的條件下，破乳劑有許多的機(jī)會碰撞乳狀液的界面膜，或吸附在界面膜上，或排除替代部分表面活性物質(zhì)，從而擊破界面膜，使其穩(wěn)定性大大降低，發(fā)生了絮凝、聚結(jié)而破乳。
原油乳液在油品的生產(chǎn)和煉制中經(jīng)常出現(xiàn)。世界上主要的粗品油都以一種乳液的形態(tài)產(chǎn)出。一種乳液由至少兩種不相混溶的液體組成。其中之一是以一種極細(xì)的分散體如大約1mm直徑的液滴懸浮于另一液體上。
這些液體的其中之一通常為水，而另一個經(jīng)常是油。油有可能極細(xì)地分散于水中。在這種情況下，乳液是一種水包油型。水被稱作連續(xù)相，而油被稱作分散相。相反地，如果油為連續(xù)相而水是分散相，乳液就稱作油包水型。大多數(shù)的原油乳液屬于這種類型。
水分子之間相互吸引，同樣地，油分子之間也是如此。但是在單個的水分子和油分子之間存在排斥力。排斥力在油和水的界面發(fā)生作用。表面張力將此界面面積降到一個最低值。所以，水滴在油包水乳液中是球形的。此外，單個的水滴傾向于形成聚集體，聚集體的總面積比所有液滴面積總和小。因此，一種由純水和純油組成的乳液是不穩(wěn)定的。分散相趨于凝集，而兩個分離的層面因此而形成界面上的排斥力抵消，如通過特種化學(xué)品在界面上的累積可降低表面張力。在技術(shù)上，許多情形通過加入熟知的乳化劑以生產(chǎn)穩(wěn)定的乳液而開發(fā)利用這種作用。任何以這種方式起穩(wěn)定作用的物質(zhì)必須具有能使其同時與水分子和油分子互相作用化學(xué)組成，即它應(yīng)含有一個親水基團(tuán)和一個疏水基團(tuán)，原油乳液因油中含有的天然物質(zhì)而穩(wěn)定。這些物質(zhì)通常含有極性基團(tuán)如羧基或酚基。它們可能以一種溶液或一種膠態(tài)分散體的形態(tài)存在。特別的影響是附著于末端。在此情形下，絕大多數(shù)的微粒分散于油相中并在油水界面累積，在此界面上，它們并排排列，極性基團(tuán)指向水中。所以最后形成了一種物理穩(wěn)定的界面層。像微粒層或石蠟結(jié)晶體似的固體包。以肉眼通常認(rèn)識到的結(jié)果包覆在界面層中。這個機(jī)理解釋了原油乳液的陳化和難于破除的事實。
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近些年來，原油乳狀液破乳機(jī)理研究多集中在液滴聚結(jié)過程的精細(xì)考察和破乳劑對界面流變性質(zhì)的影響等方面。但由于破乳劑對乳狀液的作用非常復(fù)雜，盡管在這個領(lǐng)域進(jìn)行了大量的研究工作，目前對破乳機(jī)理尚無統(tǒng)一論斷。
以下幾種目前公認(rèn)的破乳機(jī)理：③增溶機(jī)理。使用的破乳劑一個或少數(shù)幾個分子即可形成膠束，這種高分子線團(tuán)或膠束可增溶乳化劑分子，引起乳化原油破乳。④褶皺變形機(jī)理。顯微鏡觀察結(jié)果表明，W/O型乳狀液具有雙層或多層水圈，兩層水圈之間是油圈。液滴在加熱攪拌和破乳劑的作用下，液滴內(nèi)部各層相互連通，使液滴發(fā)生凝聚而破乳。
此外，國內(nèi)在對O/W型乳化原油體系的破乳機(jī)理研究方面也有一些研究工作，認(rèn)為理想的破乳劑必須具備下列條件：較強的表面活性;良好的潤濕性能;足夠的絮凝能力;較好的聚結(jié)效果。
破乳劑的種類繁多，按表面活性劑的分類方法可分為：陽離子型、陰離子型、非離子型、兩型離子型破乳劑。陰離子型破乳劑有羧酸鹽類、磺酸鹽類和聚氧乙烯脂肪硫酸酯鹽等，具有用量大、效果差、易受電解質(zhì)影響而減效等缺點;陽離子型破乳劑主要有季銨鹽類，其對稀油有明顯效果，但不適合稠油及老化油;非離子型主要有以胺類為起始劑的嵌段聚醚，以醇類為起始劑的嵌段聚醚，烷基酚醛樹脂嵌段聚醚，酚胺醛樹脂嵌段聚醚，含硅破乳劑，超高相對分子質(zhì)量破乳劑，聚磷酸酯，嵌段聚醚的改性產(chǎn)物和以咪唑啉原油破乳劑為代表的兩型離子型破乳劑。