W/O Emulsions : formulation, characterization and destabilization

W/O Emulsionen : Formulierung, Charakterisierung und Destabilisierung

  • This work refers to water in oil emulsion formulation, characterization and destabilization. These topics were studied in order to generate knowledge that could be used as a base for the treatment of highly stable W/O emulsions. Two types of emulsions were studied: synthetics and naturals; the last ones come from the crude oil production process of different Venezuelan regions. In this book, chapters 1 and 2 give an introduction to the research area and the theoretical background related with it, respectively. In chapter 3, the effect of surfactant content, water content, HLB value, alcohol content, salinity, emulsion volume, and mixing properties on water in paraffin emulsion stability was studied. Emulsion stability was determined by the amount of water and oil separated after 30 days. After finishing the variables scans, the most appropriate formulation conditions were established, and a formulation protocol was defined. Emulsion density and apparent viscosity were measured, and viscosity was modeled by the Power Law consideringThis work refers to water in oil emulsion formulation, characterization and destabilization. These topics were studied in order to generate knowledge that could be used as a base for the treatment of highly stable W/O emulsions. Two types of emulsions were studied: synthetics and naturals; the last ones come from the crude oil production process of different Venezuelan regions. In this book, chapters 1 and 2 give an introduction to the research area and the theoretical background related with it, respectively. In chapter 3, the effect of surfactant content, water content, HLB value, alcohol content, salinity, emulsion volume, and mixing properties on water in paraffin emulsion stability was studied. Emulsion stability was determined by the amount of water and oil separated after 30 days. After finishing the variables scans, the most appropriate formulation conditions were established, and a formulation protocol was defined. Emulsion density and apparent viscosity were measured, and viscosity was modeled by the Power Law considering both shear rate and water content. Chapter 4 deals with emulsion characterization. Although some particle sizing devices have gained a lot of popularity, none of them is able to distinguish between drops and solids, and few are able to handle viscous oily samples. In this chapter the use of optical microscopy, enhanced by the use of digital video capabilities and image analysis software, to characterize oil production wastes is discussed. Several thousands of particles were counted and their projected areas were measured. A discussion is given about the different corrections required in order to extract the most reliable information from the image, overcoming some of the drawbacks of this kind of measurements. A new technique the so-called cross-linked method was developed to offer unique features like the determination of the fraction of droplets that exist in the form of non-coalesced agglomerates. When cross-linked with the results obtained by standard ASTM procedures, it is calculated the amount of disperse phase that exists in the form of submicron droplets or large free water drops that are usually not sampled for microscope slides. Chapters 5 and 6 deal with emulsion destabilization. In chapter 5, a variety of materials were used to investigate their applicability as so-called collector materials, to improve the destabilization and separation of water in oil emulsions stabilized by a non-ionic surfactant. The emulsion destabilization degree was determined by the amount of water and oil separated after centrifugation. The recovery of both phases was strongly dependent on the nature of the material, material/emulsion ratio, particle size, and contact time. By varying conditions, it was possible to increase the water separation from 0 (without material) up to 95%. In chapter 6, the effect of a DC electric field on W/O emulsions was evaluated. Electric field magnitude, water content, cell size, electrode design, and electrode coating were considered. Emulsion destabilization was improved by combining electric field, collector material and centrifugation. A comparison is given about the emulsion characteristics in terms of microscopy between both, synthetic and crude oil emulsions.show moreshow less
  • Diese Arbeit bezieht sich auf Formulierung, Charakterisierung und Destabilisierung von Wasser in Öl Emulsionen. Diese Themen wurden studiert, um zu erfahren, wie man Emulsionen mit Hochstabilität behandeln und weiter verwenden kann. Zwei Arten von Emulsionen wurden betrachtet: synthetische und natürliche Emulsionen; die letzteren kommen vom Rohölproduktionsprozessen aus verschiedenen Venezuelanischen Regionen. In diesem Buch geben Kapitel 1 und 2 eine Einleitung zum Forschungsbereich und zum theoretischen Hintergrund. In Kapitel 3, wurde der Effekt des Tensidgehalts, des Wassergehalts, des HLB Wertes, des Alkoholgehalts, der Salzigkeit, des Emulsionsvolumens und der mischenden Eigenschaften auf Wasser in der Paraffinemulsionsstabilität studiert. Emulsionsstabilität wurde durch die Menge des Wassers und des Öls festgestellt, die nach 30 Tagen getrennt wurden. Nach der Fertigung der Variablenscans, wurden die passendsten Formulierungszustände hergestellt, und ein Formulierungsprotokoll wurde definiert. Emulsionsdichte und scheinbareDiese Arbeit bezieht sich auf Formulierung, Charakterisierung und Destabilisierung von Wasser in Öl Emulsionen. Diese Themen wurden studiert, um zu erfahren, wie man Emulsionen mit Hochstabilität behandeln und weiter verwenden kann. Zwei Arten von Emulsionen wurden betrachtet: synthetische und natürliche Emulsionen; die letzteren kommen vom Rohölproduktionsprozessen aus verschiedenen Venezuelanischen Regionen. In diesem Buch geben Kapitel 1 und 2 eine Einleitung zum Forschungsbereich und zum theoretischen Hintergrund. In Kapitel 3, wurde der Effekt des Tensidgehalts, des Wassergehalts, des HLB Wertes, des Alkoholgehalts, der Salzigkeit, des Emulsionsvolumens und der mischenden Eigenschaften auf Wasser in der Paraffinemulsionsstabilität studiert. Emulsionsstabilität wurde durch die Menge des Wassers und des Öls festgestellt, die nach 30 Tagen getrennt wurden. Nach der Fertigung der Variablenscans, wurden die passendsten Formulierungszustände hergestellt, und ein Formulierungsprotokoll wurde definiert. Emulsionsdichte und scheinbare Viskosität wurden gemessen, und Viskosität wurde durch das Potenz-Gesetz modelliert, die Scherrate und der Wassergehalt wurden mit einbezogen. Kapitel 4 beschäftigt sich mit der Charakterisierung von Emulsionen. Obwohl einige Techniken der Partikelcharakterisierung viel Popularität gewonnen haben, ist keine von ihnen in der Lage, zwischen Tropfen und Feststoffen zu unterscheiden, und nur wenige sind in der Lage, zähflüssige ölige Proben zu beurteilen. In diesem Kapitel werden Emulsionen von Erdölgewinnungsabfällen charakterisiert, mit Hilfe der optischen Mikroskopie, verbessert durch digitale Videotechnik und Bildanalyse-Software. Einige Tausende Partikel wurden gezählt und ihre projektierte Fläche wurde gemessen. Um die zuverlässigsten Informationen vom Bild zu extrahieren, ist es notwendig verschiedenen Korrekturen vorzunehmen. Eine neue Technik, die so genannte querverbundene Methode, wurde entwickelt. Damit ist es möglich die agglomerierte Tröpfchen zu beurteilen, die Menge der Zerstreuungsphase die in Form von Submikrontröpfchen existiert zu berechnen; oder große freie Wassertropfen, die normalerweise nicht bei der Mikroskopie sichtbar sind, zu berücksichtigen. Kapitel 5 und 6 beziehen sich auf die Destabilisierung von Emulsionen. In Kapitel 5, wurden verschiedenen Materialien verwendet, um ihre Anwendbarkeit als so genannte Kollektormaterialien zu erforschen, um die Destabilisierung und die Trennung des Wassers und des Öls in Ölemulsionen zu verbessern. Der Destabilisierungsgrad wurde durch die Menge des Wassers und des Öls bestimmt, die nach Zentrifugierung getrennt wurden. Die Wiederaufnahme beider Phasen war von der Art des Materials, des Verhältnisses des Materials/Emulsion, der Teilchengröße und der Kontaktzeit stark abhängig. Unter bestimmten Bedingungen, war es möglich, die Wassertrennung von 0% (ohne Material) bis auf 95% zu erhöhen. In Kapitel 6, wurde der Effekt eines DC-elektrischen Feldes an Emulsionen ausgewertet. Größe des elektrischen Feldes, Wassergehalt, Zellgröße, Elektrodendesign und Elektrodenbeschichtung wurden betrachtet. Emulsionsdestabilisierung wurde durch die Kombination des elektrischen Feldes, des Kollektormaterials und der Zentrifugierung verbessert. Mit Hilfe der Mikroskopie wurden die Emulsionseigenschaften von synthetischen und Rohöl Emulsionen verglichen.show moreshow less

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Metadaten
Author: Morales Henríquez, Carlos Javier
URN:urn:nbn:de:kobv:co1-opus-6068
Referee / Advisor:Prof. Dr.-Ing. Riebel, Ulrich
Document Type:Doctoral Thesis
Language:English
Year of Completion:2009
Date of final exam:2009/02/23
Release Date:2009/04/16
Tag:Emulsionscharakterisierung; Emulsionsdestabilisierung; Emulsionsformulierung; Kollektormaterial; W/O Emulsionen
Collector material; Emulsion characterization; Emulsion destabilization; Emulsion formulation; W/O Emulsions
GND Keyword:Wasser-in-Öl-Emulsion
Institutes:Fakultät 2 Umwelt und Naturwissenschaften / FG Mechanische Verfahrenstechnik
Institution name at the time of publication:Fakultät für Umweltwissenschaften und Verfahrenstechnik (eBTU) / LS Mechanische Verfahrenstechnik