Principio de demulsificación ultrasónica del petróleo crudo.

La onda ultrasónica es un tipo de onda mecánica elástica que se propaga en un medio, que tiene vibración mecánica, cavitación y efectos térmicos. La derivación teórica y los experimentos visuales demuestran que la intensidad del sonido de la demulsificación ultrasónica debe estar por debajo del umbral de cavitación. Por lo tanto, la demulsificación ultrasónica del petróleo crudo utiliza principalmente la vibración mecánica y los efectos térmicos de los ultrasonidos.

Mecanismo de acción

1. La vibración promueve la condensación de "partículas" de agua. Cuando la onda ultrasónica pasa a través del medio de petróleo crudo con "partículas" de agua suspendidas, causará "partículas" de agua suspendidas y petróleo crudo.

2. Vibrar juntos. Debido a que las "partículas" de agua con diferentes tamaños tienen diferentes velocidades de vibración relativas, chocarán y se pegarán entre sí, aumentando el volumen y la masa de las partículas y finalmente asentándose y separándose.

3. La vibración puede hacer que la parafina, la goma, el asfalto y otros emulsionantes naturales en el petróleo crudo se dispersen uniformemente, aumenten su solubilidad, reduzcan la resistencia mecánica de la máscara facial de la interfaz agua-aceite y favorezcan la sedimentación y separación de la fase acuosa. La acción térmica reduce la fuerza de la máscara facial de interfaz aceite-agua y la viscosidad del petróleo crudo.

Por un lado, la fricción del límite aumenta la temperatura en el límite agua-petróleo, lo que conduce a la ruptura de la máscara facial del límite.

Por otro lado, el petróleo crudo absorbe parte de la energía térmica convertida a partir de la energía del sonido, lo que puede reducir la viscosidad del petróleo crudo y favorece la sedimentación por gravedad y la separación del petróleo y el agua de las "partículas" de agua.

Factores que afectan la demulsificación ultrasónica:

1. Hay muchos factores para la demulsificación ultrasónica, como la intensidad del sonido, la frecuencia ultrasónica, el tiempo de radiación, la temperatura, el tiempo de sedimentación, la viscosidad del petróleo crudo, etc.

2. La intensidad y su distribución son uno de los factores importantes que afectan la demulsificación ultrasónica. La intensidad del sonido debe controlarse por debajo del umbral de cavitación. La intensidad de sonido óptima requerida para la demulsificación es diferente debido a las grandes diferencias en las propiedades de cada crudo.

3. La frecuencia de la onda solo afecta la distancia de la "partícula" que se mueve hacia el antinodo o el nodo de la onda dentro de un cierto rango de magnitud y no tiene un impacto significativo en el efecto de demulsificación dentro de un cierto rango de magnitud. Se deduce teóricamente que la frecuencia tiene un efecto sobre la condensación de "partículas", y que la frecuencia óptima para que las partículas produzcan condensación bajo la acción de las ondas acústicas es de aproximadamente 21~25 kHz.

4. La emulsificación y la desemulsificación son en realidad un proceso de equilibrio dinámico. La emulsión se puede romper seleccionando el tiempo de tratamiento apropiado. Sin embargo, si el tiempo de tratamiento ultrasónico es demasiado largo, las dos fases de agua y aceite separadas pueden emulsionarse para formar una emulsión más estable. Por lo tanto, el tiempo de radiación de la onda de sonido no es mejor cuanto más largo.

5. La influencia de la demulsificación y deshidratación del petróleo crudo es obvia. La fracción de masa de agua después de la demulsificación del petróleo crudo disminuye con el aumento de la temperatura, pero el rango de disminución es cada vez menor con el aumento de la temperatura.