Principi de demulsificació ultrasònica del petroli cru

L'ona ultrasònica és una mena d'ona mecànica elàstica que es propaga en un medi, que té vibracions mecàniques, cavitació i efectes tèrmics. La derivació teòrica i els experiments visuals demostren que la intensitat del so de la demulsificació ultrasònica ha d'estar per sota del llindar de cavitació. Per tant, la demulsificació ultrasònica del petroli cru utilitza principalment la vibració mecànica i els efectes tèrmics dels ultrasònics.

Mecanisme d'acció

1. La vibració afavoreix la condensació de "partícules" d'aigua. Quan l'ona ultrasònica travessa el medi de petroli cru amb "partícules" d'aigua en suspensió, provocarà "partícules" d'aigua en suspensió i petroli cru.

2. Vibreu junts. Com que les "partícules" d'aigua amb diferents mides tenen diferents velocitats de vibració relatives, xocaran i s'enganxaran entre elles, augmentant el volum i la massa de les partícules i, finalment, s'assentaran i se separaran.

3. La vibració pot fer que la parafina, la goma, l'asfalt i altres emulsionants naturals del petroli cru es dispersin uniformement, augmentin la seva solubilitat, redueixin la resistència mecànica de la màscara facial d'interfície oli-aigua i afavoreix la sedimentació i la separació en fase aquosa. L'acció tèrmica redueix la força de la màscara facial d'interfície oli-aigua i la viscositat del petroli cru.

D'una banda, la fricció del límit augmenta la temperatura al límit d'oli-aigua, la qual cosa afavoreix la ruptura de la màscara facial del límit.

D'altra banda, el cru absorbeix part de l'energia tèrmica convertida a partir de l'energia sonora, la qual cosa pot reduir la viscositat del cru, i és propici per a la sedimentació per gravetat i la separació del petroli i l'aigua de les "partícules".

Factors que afecten la demulsificació ultrasònica:

1. Hi ha molts factors per a la demulsificació d'ultrasons, com ara la intensitat del so, la freqüència ultrasònica, el temps de radiació, la temperatura, el temps de sedimentació, la viscositat del petroli cru, etc.

2. La intensitat i la seva distribució són un dels factors importants que afecten la demulsificació per ultrasons. La intensitat del so s'ha de controlar per sota del llindar de cavitació. La intensitat sonora òptima necessària per a la demulsificació és diferent a causa de les grans diferències en les propietats de cada cru.

3. La freqüència d'ona només afecta la distància de la "partícula" que es mou cap a l'antinode o el node d'ona dins d'un determinat rang de magnitud, i no té cap impacte significatiu en l'efecte de demulsificació dins d'un cert rang de magnitud. Es dedueix teòricament que la freqüència té un efecte sobre la condensació de "partícules" i que la freqüència òptima perquè les partícules produeixin condensació sota l'acció de les ones acústiques és d'uns 21 ~ 25 kHz.

4. L'emulsificació i la demulsificació són en realitat un procés d'equilibri dinàmic. L'emulsió es pot trencar seleccionant el temps de tractament adequat. Tanmateix, si el temps de tractament d'ultrasons és massa llarg, es pot emulsionar la bifàsica oli-aigua separada per formar una emulsió més estable. Per tant, el temps de radiació de l'ona sonora no és com més llarg millor.

5. La influència de la demulsificació i deshidratació del petroli cru és evident. La fracció de massa d'aigua després de la demulsificació del cru disminueix amb l'augment de la temperatura, però el rang decreixent és cada cop més petit amb l'augment de la temperatura.