超声波原油破乳

超声波原油破乳
现状
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。

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。

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扣油等，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。

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。

]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。

作用的机理
1.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
2.一起振动。

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。

3.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。

热作用降低油水界面膜的强度和原油黏度。

一方面：边界摩擦使油一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”的油一水的重力沉降分离。

1.超声波破乳的因素很多，如声强、超声波频率、辐射时间、温度、沉降时间、原油黏度等。

2，强及其分布是影响超声波破乳的重要因素之一。

声强必须控制在空化阈之下,由于各原油的性质差异较大，破乳时所需的最优声强不同。

3.波频率的大小在一定量级的范围内只影响“粒子”向波腹或波节运动所走的距离，对破乳效果在一定量级内影响不是很明显。

Kotyusov从理论上导出频率对“粒子”凝聚有影响，并导出了粒子在声波作用下产生凝聚的最佳频率约在21～25kHz以内。

4.乳化与破乳实际上是一个动态平衡过程。

选择合适的处理时间就可以破乳，但是如果超声波处理时间过长，又有可能将分离出来的油水两相乳化，从而形成更加稳定的乳化液。

所以，声波辐射时间并非越长越好。

5,.原油破乳脱水的影响比较明显，原油破乳后水的质量分数随温度的升高而降低，但随温度升高而降低的幅度越来越小。

超声波和其他方法相比，能降低破乳脱水温度，从而降低了能耗，同时又可以取消复杂的高压电脱水设备。

因此使用超声波破乳脱水可以降低成本，提高经济效益。

超声波还能大大地减少破乳荆用量。

经超声处理过后的原油其流动性大大增加，且长时间放置后黏度不恢复。

但仍有许多问题有待解决，这也是今后研究发展的方向。

1.乳化机理研究有待进一步深入，理论分析困难。

2.条件控制比较困难，不同的原油由于其物理化学性质的不同，需要不同的反应条件。

3化程度不高，许多应用仅在实验室完成，没有大规模运用到工业生产。

4.适合工业化的超声波破乳设备。