Принцип ультразвукової деемульгації сирої нафти

Ультразвукова хвиля - це різновид пружної механічної хвилі, що поширюється в середовищі, яка має механічну вібрацію, кавітацію та теплові ефекти. Теоретичний висновок і візуальні експерименти доводять, що інтенсивність звуку ультразвукової деемульгації повинна бути нижче порогу кавітації. Тому ультразвукова деемульгація сирої нафти в основному використовує механічну вібрацію та термічний вплив ультразвуку.

Механізм дії

1. Вібрація сприяє конденсації «частинок» води. Коли ультразвукова хвиля проходить через середовище сирої нафти із завислими водними «частками», це спричинить завислі водні «частки» та сиру нафту

2. Вібруйте разом. Оскільки «частки» води різного розміру мають різну відносну швидкість вібрації, вони стикаються і злипаються одна з одною, збільшуючи об’єм і масу частинок, і, нарешті, осідають і розділяються.

3. Вібрація може змусити парафін, камедь, асфальт та інші природні емульгатори в сирій нафті рівномірно диспергувати, збільшити їхню розчинність, зменшити механічну міцність маски для обличчя на основі масла та води, а також сприяє осіданню та відокремленню водної фази. Термічна дія знижує міцність лицьової маски на поверхні розділу масло-вода та в’язкість сирої нафти.

З одного боку, граничне тертя підвищує температуру на межі масло-вода, що сприяє розриву граничної лицьової маски.

З іншого боку, сира нафта поглинає частину теплової енергії, перетвореної із звукової енергії, що може зменшити в’язкість сирої нафти та сприяє гравітаційному відкладенню та відокремленню нафти та води від водних «частинок».

Фактори, що впливають на ультразвукову деемульгацію:

1. Існує багато факторів для ультразвукової деемульгації, таких як інтенсивність звуку, частота ультразвуку, час випромінювання, температура, час осідання, в'язкість сирої нафти тощо.

2. Інтенсивність та її розподіл є одним із важливих факторів, що впливають на ультразвукову деемульгацію. Інтенсивність звуку повинна контролюватися нижче порогу кавітації. Оптимальна інтенсивність звуку, необхідна для деемульгації, різна через великі відмінності у властивостях кожної сирої нафти.

3. Частота хвилі впливає лише на відстань «частинки», що рухається до пучності або хвильового вузла в межах певного діапазону величин, і не має істотного впливу на ефект деемульгації в межах певного діапазону величин. Теоретично зроблено висновок, що частота впливає на конденсацію «частинок» і що оптимальна частота для конденсації частинок під дією акустичних хвиль становить приблизно 21~25 кГц.

4. Емульгація та деемульгація насправді є процесом динамічної рівноваги. Емульсію можна розбити, вибравши відповідний час обробки. Однак, якщо тривалість ультразвукової обробки є занадто довгою, розділена двофазна вода-олія може бути емульгована для утворення більш стабільної емульсії. Отже, час випромінювання звукової хвилі не чим більше, тим краще.

5. Вплив деемульгації та зневоднення сирої нафти очевидний. Масова частка води після деемульгації сирої нафти зменшується з підвищенням температури, але діапазон зменшення стає все меншим із підвищенням температури.