Demulsificación ultrasónica de petróleo crudo
El petróleo crudo que contiene agua es un fenómeno común en el desarrollo de los campos de petróleo y gas, y el petróleo crudo que contiene agua debe deshidratarse y desalarse antes del procesamiento. La demulsificación ultrasónica de petróleo crudo es un nuevo método de demulsificación que puede resolver eficazmente tales problemas.
El principio de la demulsificación ultrasónica
El ultrasonido es una onda mecánica elástica que se propaga en un medio, que tiene vibración mecánica, cavitación y efectos térmicos. Los experimentos teóricos de derivación y visualización 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 las ondas ultrasónicas.
1. La vibración hace que las "partículas" de agua se aglomeren. Cuando la onda ultrasónica pasa a través del medio de petróleo crudo con "partículas" de agua en suspensión, hace que las "partículas" de agua en suspensión interactúen con el petróleo crudo.
2. Vibra juntos. Debido a que las "partículas" de agua de diferentes tamaños tienen diferentes velocidades vibratorias relativas, las "partículas" de agua chocarán y se pegarán entre sí, lo que aumentará el volumen y la masa de las partículas, y finalmente se asentarán y separarán.
3. La vibración puede hacer que los emulsionantes naturales como la parafina, el coloide y el asfalto en el petróleo crudo se dispersen uniformemente, aumentar su solubilidad, reducir la resistencia mecánica de la película de interfaz aceite-agua y facilitar la sedimentación y separación de la fase acuosa. La acción térmica reduce la resistencia de la película de interfaz aceite-agua y la viscosidad del petróleo crudo.
Por un lado, la fricción límite aumenta la temperatura en la interfaz aceite-agua, lo que conduce a la ruptura de la película de interfaz.
Por otro lado, el petróleo crudo absorbe parte de la energía térmica convertida de la energía sonora, lo que puede reducir la viscosidad del petróleo crudo, lo que es propicio para la sedimentación gravitacional y la separación de petróleo y 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 fuerza 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. Debido a las grandes diferencias en las propiedades de cada petróleo crudo, la intensidad de sonido óptima requerida para la demulsificación es diferente.
3. El tamaño de la frecuencia de onda solo afecta la distancia recorrida por las "partículas" a los antinodos o nodos dentro de un cierto rango de magnitud, y tiene poco efecto sobre el efecto de demulsificación dentro de un cierto rango de magnitud. Kotyusov deduce teóricamente que la frecuencia tiene un efecto sobre la aglomeración de "partículas", y deduce que la frecuencia óptima para la aglomeración de partículas bajo la acción de las ondas sonoras es de aproximadamente 21-25 kHz.
4. La emulsificación y la demulsificación son en realidad un proceso de equilibrio dinámico. La demulsificación se puede romper seleccionando el tiempo de tratamiento adecuado, pero si el tiempo de tratamiento ultrasónico es demasiado largo, la emulsificación bifásica de aceite y agua separada puede emulsionarse, formando así una emulsión más estable. Por lo tanto, el tiempo de radiación de la onda sonora no es lo más largo posible.
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 decreciente se vuelve cada vez más pequeño con el aumento de la temperatura.