Источник фото — pirolizator.ru

Эмульсии представляют собой механическую смесь нефти и пластовой воды, которые при этом не растворяются друг в друге. Всего существует два основных типа нефтяных эмульсий: в прямой (нефть в воде) капли нефти распределены в воде, тогда как в обратной (вода в нефти) уже капельки воды размещены в нефти. Ученые ГЕОХИ РАН работали с эмульсией второй типа, где средний диаметр водяных капель составляет 30-45 микрометров (0,030 – 0,045 миллиметра).

«Нам необходимо было создать простой и эффективный способ разрушения устойчивых водонефтяных эмульсий (промежуточных эмульсионных слоев), не требующий применения большого количества специальных реагентов (деэмульгаторов)», – цитирует Минобрнауки Татьяну Марютину, доктора химических наук, заведующую лабораторией концентрирования ГЕОХИ РАН.

Авторы исследования подвергли эмульсию ультразвуковой обработке мощностью 1 киловатт (кВт) и частотой 22±10% кГц, одновременно используя наноразмерную добавку в виде суспензии нитрида алюминия в ацетоне. Это позволило добиться разрушения оболочек капель воды, препятствующих их слиянию. В результате капли объединялись, а эмульсия расслаивалась на нефть, в которой содержание воды не превышало 0,5% от общей массы, и воду с содержанием нефти не более 46 миллиграммов на литр.

Расслоение эмульсии привело к образованию осадка (шлама) из твердых частиц, содержащий сульфид железа, оксид кремния, хлорид натрия, соли магния и кальция, а также алюмосиликаты (частицы песка и глины). Осадок не относится к опасным отходам, поэтому его можно использовать в производстве дорожных покрытий и плиток. При этом благодаря тому, что в шламе были сконцентрированы сторонние примеси, выделенную из эмульсии воду можно использовать в нефтепромысле, а нефть – отправлять на продажу или дальнейшую переработку.