Etude du mécanisme de désémulsification des émulsions de type eau dans pétrole brut par des polymers siliconés

Mechanism of destabilisation of water-in-crude oil emulsions by silicone demulsifiers

• Auteur / Autrice : Delphine Daniel-David
• Direction : Léa Metlas-Komunjer, Isabelle Pezron
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Génie des procédés industriels
• Date : Soutenance en 2006
• Etablissement(s) : Compiègne

Mots clés

Mots clés contrôlés

Produits chimiques -- Purification

Pétrole

Air

Teneur en eau

Silicones

Copolymères

Asphaltènes

Séparateurs d'eau et d'hydrocarbures

Mélanges (chimie)

Émulsions

Résumé

Des émulsions stables de type eau dans huile se forment lors de la production de pétrole brut. Les asphaltènes du pétrole créent un film viscoélastique empêchant les gouttelettes d'eau de coalescer. La séparation de l'eau par l'ajout de tensioactifs est indispensable avant l'étape du raffinage. Notre étude a consisté à comprendre l'action de copolymères siliconés efficaces. Le copolymère choisi a d'abord été caractérisé à l'interface eau/air afin de cerner son comportement en l'absence des molécules du pétrole. Ensuite, afin d'élucider le mécanisme de désémulsification, plusieurs techniques ont permis d'étudier les interactions entre les asphaltènes et le copolymère. Le mécanisme retenu est le suivant: le copolymère s'adsorbe à l'interface eau/pétrole pour laquelle il a beaucoup d'affinité en se logeant dans les imperfections du réseau asphalténique. Il repousse ensuite les asphaltènes affaiblissant ainsi le film interfacial et provoque la coalescence des gouttelettes d'eau.

Viscoelastic films of aggregated asphaltenes prevent the coalescence of water droplets in water -in-oil emulsions formed during crude oil exploitation. Demulsifying surfactants are used to promote phase separation before oil refining process. The aim of this PhD thesis is to explain a destabilization mechanism for a silicone polyether copolymer, by relating its structure to its performance. The copolymer was first characterized at the air/water interface in order to understand its adsorption without the presence of the indigenous crude oil components. Various techniques have been used to elucidate the destabilisation mechanism by the copolymer. The proposed destabilisation mechanism is as follows : the copolymer first adsorbs at the crude oil water interface into packing defect sites due to its high affinity for the oil water interface. Then, the copolymer molecules disrupt the asphaltene network, allowing the coalescence of water droplets.