Принцип ультразвуковой деэмульгации сырой нефти

Ультразвуковая волна представляет собой распространяющуюся в среде упругую механическую волну, обладающую механическими вибрациями, кавитационными и тепловыми эффектами. Теоретический вывод и визуальные эксперименты доказывают, что интенсивность звука ультразвуковой деэмульсации должна быть ниже порога кавитации. Поэтому ультразвуковая деэмульгация сырой нефти в основном использует механическую вибрацию и тепловое воздействие ультразвука.

Механизм действия

1. Вибрация способствует конденсации «частиц» воды. Когда ультразвуковая волна проходит через среду сырой нефти с взвешенными частицами воды, это приводит к образованию взвешенных частиц воды и сырой нефти.

2. Вибрируйте вместе. Поскольку «частицы» воды разного размера имеют разную относительную вибрационную скорость, они будут сталкиваться и слипаться друг с другом, увеличивая объем и массу частиц и, наконец, оседая и разделяясь.

3. Вибрация может привести к равномерному диспергированию парафина, смолы, асфальта и других природных эмульгаторов в сырой нефти, повысить их растворимость, снизить механическую прочность лицевой маски на границе раздела масло-вода и способствует осаждению и разделению водной фазы. Термическое воздействие снижает прочность лицевой маски на границе раздела масло-вода и вязкость сырой нефти.

С одной стороны, граничное трение повышает температуру на границе нефть-вода, что способствует разрыву пограничной фациальной маски.

С другой стороны, сырая нефть поглощает часть тепловой энергии, преобразованной из звуковой энергии, что может снизить вязкость сырой нефти и способствует гравитационному осаждению и разделению нефти и воды на водяные «частицы».

Факторы, влияющие на ультразвуковую деэмульгацию:

1. Существует множество факторов для ультразвуковой деэмульгации, таких как интенсивность звука, частота ультразвука, время излучения, температура, время отстаивания, вязкость сырой нефти и т. д.

2. Интенсивность и ее распределение являются одним из важных факторов, влияющих на ультразвуковую деэмульгацию. Интенсивность звука должна контролироваться ниже порога кавитации. Оптимальная интенсивность звука, необходимая для деэмульгации, различна из-за больших различий в свойствах каждой сырой нефти.

3. Частота волны влияет только на расстояние «частицы», движущейся к пучности или узлу волны, в определенном диапазоне величин и не оказывает существенного влияния на эффект деэмульсации в определенном диапазоне величин. Теоретически делается вывод, что частота влияет на конденсацию «частиц» и что оптимальная частота конденсации частиц под действием акустических волн составляет около 21—25 кГц.

4. Эмульгирование и деэмульгирование на самом деле представляют собой процессы динамического равновесия. Эмульсию можно разрушить, выбрав соответствующее время обработки. Однако, если время ультразвуковой обработки слишком велико, разделенная двухфазная фаза масло-вода может быть эмульгирована для образования более стабильной эмульсии. Таким образом, время излучения звуковой волны не чем больше, тем лучше.

5. Влияние деэмульгации и обезвоживания сырой нефти очевидно. Массовая доля воды после деэмульгации сырой нефти уменьшается с повышением температуры, но диапазон уменьшения с повышением температуры становится все меньше.