超声波原油破乳研究进展

超声波原油破乳研究进展收稿日期:2007-03-19。作者简介:林杰(1980-),男,四川南充人,现从事石油加工方面的研究。超声波原油破乳研究进展林杰1,兰梅2(1.南充炼油化工总厂,四川南充637001;2.西南石油大学化学化工学院,四川成都610500)摘要:综述了原油破乳的必要性和传统方法,介绍了超声波破乳的机理及国内外研究现状,讨论了超声波破乳的影响因素,提出了超声波破乳存在的问题和研究发展的方向。关键词:原油;超声波;破乳;脱水原油含水是油气田开发过程中的普遍现象。含水原油在加工之前必须进行脱水脱盐处理。目前主要采用电脱盐的方法来实现油水分离,一般还需加入破乳剂以提高脱水效果[1]。但有些原油采用以上传统方法却无法顺利实现油水分离,如三次采油采出的水包油(O/W)乳化原油、污水回收油、老化油及某些进口油等,由于其化学成分及乳状液结构的复杂性,难以用电场法和化学法破乳脱水。针对这种情况,必须研究开发其它方法来实现破乳。国内外研究表明,超声波破乳是一种能有效解决这类问题的新型破乳方法。1超声波破乳机理超声波是一种在媒质中传播的弹性机械波,具有机械振动、空化及热作用。理论推导与可视化实验证明超声波破乳的声强必须在空化阈之下[2]。因此,超声波原油破乳主要是利用超声波的机械振动作用和热作用,这些作用的机理可能如下。(1)机械振动作用促使水“粒子”凝聚。当超声波通过有悬浮水“粒子”的原油介质时,造成悬浮水“粒子”与原油介质一起振动。由于大小不同的水“粒子”具有不同的相对振动速度,水“粒子”将相互碰撞、黏合,使粒子的体积和质量均增大,最后沉降分离。(2)机械振动作用可使原油中的石蜡、胶质、沥青等天然乳化剂分散均匀,增加其溶解度,降低油—水界面膜的机械强度,有利于水相沉降分离。(3)热作用降低油—水界面膜的强度和原油黏度。一方面,边界摩擦使油—水分界处的温度升高,有利于界面膜的破裂;另一方面,原油吸收部分声能转化成的热能,可降低原油的黏度,有利于水“粒子”的油—水的重力沉降分离[3,4]。孙宝江等[5,6]从理论上分析了乳化液中的“水粒子”和“油粒子”在超声波辐射下的位移效应,给出了超声波分离油水的理论根据,并首次运用常微分方程理论推导出超声波作用于乳状液粒子产生“位移效应”,通过自己建立的粒子运动可视化技术,对理论上推导的“位移效应”进行了验证。由于位移效应的存在,