اصل دمولسیفیکاسیون اولتراسونیک نفت خام

موج اولتراسونیک نوعی موج مکانیکی الاستیک است که در محیط منتشر می شود که دارای ارتعاش مکانیکی، کاویتاسیون و اثرات حرارتی است. اشتقاق نظری و آزمایش‌های بصری ثابت می‌کنند که شدت صوت دمولسیفیکاسیون اولتراسونیک باید زیر آستانه کاویتاسیون باشد. بنابراین، دمولسیفیکاسیون اولتراسونیک نفت خام عمدتاً از ارتعاشات مکانیکی و اثرات حرارتی اولتراسونیک استفاده می کند.

مکانیسم عمل

1. لرزش باعث تراکم "ذرات" آب می شود. هنگامی که موج اولتراسونیک از محیط نفت خام با "ذرات آب معلق" عبور می کند، باعث "ذرات" آب و نفت خام معلق می شود.

2. با هم ارتعاش کنید. از آنجایی که «ذرات» آب با اندازه‌های مختلف دارای سرعت ارتعاش نسبی متفاوتی هستند، به هم برخورد کرده و به هم می‌چسبند و حجم و جرم ذرات افزایش یافته و در نهایت ته نشین و جدا می‌شوند.

3. لرزش می تواند باعث شود پارافین، صمغ، آسفالت و دیگر امولسیفایرهای طبیعی موجود در نفت خام به طور یکنواخت پراکنده شوند، حلالیت آنها را افزایش دهد، استحکام مکانیکی ماسک صورت واسط نفت-آب را کاهش دهد، و منجر به ته نشین شدن و جداسازی فاز آبی شود. عملکرد حرارتی استحکام ماسک صورت واسط روغن و آب و ویسکوزیته نفت خام را کاهش می دهد.

از یک طرف، اصطکاک مرزی باعث افزایش دما در مرز روغن و آب می شود که منجر به پارگی ماسک صورت مرزی می شود.

از طرف دیگر، نفت خام بخشی از انرژی گرمایی تبدیل شده از انرژی صوتی را جذب می کند که می تواند ویسکوزیته نفت خام را کاهش دهد و منجر به رسوب گرانشی و جداسازی نفت و آب از "ذرات" آب می شود.

عوامل موثر بر دمولسیفیکاسیون اولتراسونیک:

1. عوامل زیادی برای demulsification اولتراسونیک وجود دارد، مانند شدت صدا، فرکانس اولتراسونیک، زمان تابش، دما، زمان ته نشینی، ویسکوزیته نفت خام و غیره.

2. شدت و توزیع آن یکی از عوامل مهم موثر بر دمولسیفیکاسیون اولتراسونیک است. شدت صدا باید زیر آستانه کاویتاسیون کنترل شود. شدت صوت بهینه مورد نیاز برای امولسیون سازی به دلیل تفاوت زیاد در خواص هر نفت خام متفاوت است.

3. فرکانس موج فقط بر فاصله حرکت "ذره" به سمت پادگره یا گره موج در محدوده قدر معینی تاثیر می گذارد و تاثیر قابل توجهی بر اثر دمولسیفیکاسیون در محدوده قدر معینی ندارد. از نظر تئوری استنباط می شود که فرکانس بر تراکم "ذره" تأثیر دارد و فرکانس بهینه برای ذرات برای ایجاد تراکم تحت تأثیر امواج صوتی حدود 21 تا 25 کیلوهرتز است.

4. امولسیون سازی و امولسیون زدایی در واقع یک فرآیند تعادلی پویا هستند. امولسیون را می توان با انتخاب زمان درمان مناسب شکست. با این حال، اگر زمان درمان اولتراسونیک بیش از حد طولانی باشد، ممکن است دو فاز روغن-آب جدا شده امولسیون شود تا یک امولسیون پایدارتر تشکیل شود. بنابراین، زمان تابش امواج صوتی بیشتر نیست، بهتر است.

5. تأثیر دمولسیفیکاسیون و آبگیری نفت خام آشکار است. کسر جرمی آب پس از مولفه‌زدایی نفت خام با افزایش دما کاهش می‌یابد، اما دامنه کاهش با افزایش دما کمتر و کمتر می‌شود.