原油の超音波解乳化の原理

超音波は、媒体内を伝搬する一種の弾性機械波であり、機械的振動、キャビテーション、および熱効果があります。 理論的導出と視覚実験は、超音波解乳化の音響強度がキャビテーション閾値を下回っていなければならないことを証明しています。 したがって、原油の超音波解乳化は、主に超音波の機械的振動と熱効果を使用します。

作用機序

1.振動は水の「粒子」の凝縮を促進します。 超音波が浮遊水「粒子」を含む原油媒体を通過すると、浮遊水「粒子」と原油が発生します。

2.一緒に振動します。 大きさの異なる水の「粒子」は、相対振動速度が異なるため、互いに衝突してくっつき、粒子の体積と質量が増加し、最終的に沈降して分離します。

3.振動は、原油中のパラフィン、ガム、アスファルト、およびその他の天然乳化剤を均一に分散させ、それらの溶解度を高め、油水界面フェイシャルマスクの機械的強度を低下させ、水相の沈降と分離を助長します。 熱作用により、油水界面フェイシャル マスクの強度と原油の粘度が低下します。

一方で、境界摩擦は油水境界での温度を上昇させ、境界フェイシャルマスクの破裂を助長します。

一方、原油は音響エネルギーから変換された熱エネルギーの一部を吸収し、原油の粘度を下げることができ、重力沈降と水「粒子」の油と水の分離を助長します。

超音波解乳化に影響を与える要因:

1.超音波解乳化には、音の強さ、超音波周波数、放射時間、温度、沈降時間、原油粘度など、多くの要因があります。

2. 強度とその分布は、超音波解乳化に影響を与える重要な要因の 1 つです。 音の強さは、キャビテーションの閾値以下に制御する必要があります。 それぞれの原油の性状には大きな違いがあるため、解乳化に必要な最適な音の強さも異なります。

3.波の周波数は、特定の範囲内の腹または波節に向かって移動する「粒子」の距離にのみ影響し、特定の範囲内の解乳化効果には大きな影響を与えません。 理論的には、周波数が「粒子」の凝縮に影響を与え、粒子が音波の作用で凝縮を生成するのに最適な周波数は約 21 ～ 25 kHz であると推定されます。

4. 乳化と解乳化は、実際には動的平衡プロセスです。 適切な処理時間を選択することにより、エマルジョンを破壊することができます。 ただし、超音波処理時間が長すぎると、分離した油水二相が乳化し、より安定なエマルションを形成する場合があります。 したがって、音波の放射時間は長ければ長いほどよいわけではありません。

5.原油の解乳化と脱水の影響は明らかです。 原油解乳化後の水の質量分率は温度の上昇とともに減少するが,減少範囲は温度の上昇とともにますます小さくなる。