Načelo ultrazvočne demulzifikacije surove nafte

Ultrazvočni val je vrsta elastičnega mehanskega valovanja, ki se širi v mediju in ima mehanske vibracije, kavitacijo in toplotne učinke. Teoretična izpeljava in vizualni poskusi dokazujejo, da mora biti jakost zvoka ultrazvočne demulzifikacije pod pragom kavitacije. Zato ultrazvočno demulgiranje surove nafte uporablja predvsem mehanske vibracije in toplotne učinke ultrazvoka.

Mehanizem delovanja

1. Vibracija spodbuja kondenzacijo vodnih "delcev". Ko ultrazvočni val prehaja skozi medij surove nafte z suspendiranimi vodnimi "delci", bo povzročil suspendirane vodne "delce" in surovo nafto

2. Skupaj vibrirajte. Ker imajo "delci" vode z različnimi velikostmi različne relativne hitrosti nihanja, bodo trčili in se lepili drug ob drugega, povečali prostornino in maso delcev ter se nazadnje usedli in ločili.

3. Vibracije lahko povzročijo, da se parafin, gumi, asfalt in drugi naravni emulgatorji v surovi nafti enakomerno razpršijo, povečajo njihovo topnost, zmanjšajo mehansko trdnost obrazne maske na vmesniku olje-voda in prispevajo k sedimentaciji in ločevanju vodne faze. Toplotno delovanje zmanjša trdnost obrazne maske vmesnika olje-voda in viskoznost surove nafte.

Po eni strani mejno trenje poveča temperaturo na meji olje-voda, kar vodi k raztrganju mejne obrazne maske.

Po drugi strani pa surova nafta absorbira del toplotne energije, pretvorjene iz zvočne energije, kar lahko zmanjša viskoznost surove nafte in je ugodno za gravitacijsko usedanje in ločevanje olja in vode od vodnih "delcev".

Dejavniki, ki vplivajo na ultrazvočno razkuževanje:

1. Obstaja veliko dejavnikov za ultrazvočno demulzifikacijo, kot so jakost zvoka, ultrazvočna frekvenca, čas sevanja, temperatura, čas usedanja, viskoznost surove nafte itd.

2. Intenzivnost in njena porazdelitev sta eden od pomembnih dejavnikov, ki vplivajo na ultrazvočno demulgiranje. Intenzivnost zvoka je treba nadzorovati pod pragom kavitacije. Optimalna jakost zvoka, ki je potrebna za demulgiranje, je različna zaradi velikih razlik v lastnostih vsake surove nafte.

3. Valovna frekvenca vpliva le na razdaljo "delca", ki se giblje proti antinodu ali valovnemu vozlišču znotraj določenega obsega velikosti, in nima pomembnega vpliva na učinek demulzifikacije znotraj določenega obsega velikosti. Teoretično je sklepano, da frekvenca vpliva na kondenzacijo "delcev" in da je optimalna frekvenca za delce, ki proizvajajo kondenzacijo pod delovanjem zvočnih valov, približno 21 ~ 25 kHz.

4. Emulgiranje in deemulgiranje sta pravzaprav dinamičen ravnotežni proces. Emulzijo lahko razbijemo z izbiro ustreznega časa zdravljenja. Vendar, če je čas ultrazvočne obdelave predolg, se lahko ločena dvofazna olje-voda emulgira, da se tvori bolj stabilna emulzija. Zato čas sevanja zvočnega vala ni daljši, tem boljši.

5. Vpliv demulzifikacije in dehidracije surove nafte je očiten. Masni delež vode po demulzifikaciji surove nafte se s povišanjem temperature zmanjšuje, vendar je z zviševanjem temperature območje padanja vedno manjše.