超声处理炼厂污油破乳脱水.研究

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1、第一章文献综述为声强O．65W／cm2，温度55。C，频率20kHz，间歇比8，脉冲宽度9．7ms，幅照时问5～10rain。易成甜221等根据超声波的性质和作用原理，采用特制的超声波发射仪，用正交试验设计法，进行了多方面原油脱水试验工作，指出对于不同的原油超声波破乳有不同的最佳工作参数，对于他们的实验对象，最佳工作技术参数为声强2．1W／cm2，频率30kHz，温度70。C，破乳剂100mg／1，沉降1h，超声作用10min，超声波原油脱水率可达到96．6％以上。祁高明【23l等人在混响声场中处理扬子炼油厂的原油，实验发现超声处理和热沉降相比有显著的优越性。在

2、声强O．32W／era2，温度80。C，频率40kHz，破乳剂用量50ppm，处理时间2h，沉降2h，脱后含水为0．4％，比单纯热沉降提高了7~8倍。李勇‘241等人用超声处理扬子炼油厂的原油，实验在驻波声场中进行，通过正交实验得出破乳条件的优水平组合，在声强2．5W／cm2，温度604C，频率10kHz，破乳剂5ppm，作用3min，沉降2h，原油脱水率达96．2％，和混响声场相比，大大缩短了超声辐照时问，而且还发现，超声波在低温时也有较好的破乳脱水效果。1．3污油的性质和污油乳状液的稳定性炼油，一回收的污油，一般来说，是由各种油品混合而成，性质复杂，含水量高

3、，通常大于10％【2熨。含水污油具有含胶质沥青质高，乳化能力强，杂质含量高、老化程度较严重的特点。污油中的杂质来自钻井泥浆，井下酸化、压裂液，原油破乳剂及污水处理剂(絮凝剂、混凝剂、阻垢剂、缓蚀剂、杀菌荆、烧碱等)[261。其主要的化合物是各种烃类和少量的非烃类，污油中主要的烃类是烷烃、环烷烃和芳香烃三种烃类，含硫、含氧和含氮的化合物统称为非烃类化合物，常以胶状和沥青状物质的形态存在于污油中。乳状液是多相分散体系，液珠和分散介质之问存在巨大的相界面，体系界面能很大，小液珠合并成大液珠可降低乳状液的自由能，是一种自发趋势，因此从热力学的角度看，污油乳状液属于热力学

4、不稳定体系，但在自然界和实际应用中，乳状液可稳定相当长的时间。污油乳状液的稳定性主要决定于油水界面膜。污油中的天然乳化剂吸附在油水界面，形成具有一定强度的粘弹性膜，给乳滴聚结造成了动力学障碍，使污油乳状液具有了稳定性。污油中的成膜物质丰要有沥青质、南京工业大学硕士学位论文胶质、石蜡、石油酸皂及微量的粒土颗粒。这类物质含量越高，污油乳状液就越稳定，尤其是胶质、沥青质、石油酸皂等界面活性物含量高的污油，乳化后形成的界面膜耐热，机械强度高，乳状液的稳定性好，如中间基及环烷基污油所形成的乳状液。m281界面膜的机械强度是决定乳状液稳定性的主要因素之一。油水界面膜可按照受

5、压缩时的流动性分为三类：(1)N体刚性膜：为相对不溶性膜，界面粘度较高，在酸性条件下强度高，中性条件下强度中等，碱性条件下强度弱或转变为流动膜。刚性膜是由沥青质构成的，沥青质是分子量高的两性物质，在酸性和中性条件下显现类似胺的碱性性质，在碱性条件下显弱酸性质。(2)液体流动膜：受压易扭曲变形，压力消除后很快复原，界面粘度较低，在碱性条件下强度高，酸性条件下强度弱。流动膜是由胶质构成的，胶质分子量比沥青质小，为弱的有机酸，只显酸的性质。(3)过渡膜：不会扭曲变形，界面粘度低，在界面张力较低时出现12“2引。Jones将界面膜分为不可压缩非松弛膜、可压缩松弛膜和不可

6、压缩松弛膜三类。界面膜尤其是不可压缩非松弛膜给乳滴聚结造成了不同程度的动力学障碍，膜松弛动力学决定乳状液的稳定性。在乳状液形成几小时后，由于天然表面活性剂在油水界面发生吸附、重排和缔合，松弛膜就会转变为非松弛膜。不可压缩性非松弛膜受热时可以发生松弛，使压缩阻力下降m2舶。就界面膜的强度而论，沥青质膜大于胶质膜。沥青质形成的界面膜强度大，可承受高压。沥青质含量越高，油水截面膜的强度越高，乳状液就越稳定。含有适量胶质的沥青质膜，由于胶质、沥青质之间的相互作用，变得较致密，强度增大，崩塌压力不受明显影响，在胶质含量继续增大时膜强度逐渐下降。沥青质膜可以承受高压的部分原

7、因，在于沥青质中的芳香环是平躺在界面上的。胶质分子的芳香度较低，对沥青质的缔合、聚结有阻碍作用，在高芳香度的沥青质与脂肪族体相之间构成了平稳的过渡区[27281。固体颗粒是使污油乳状液稳定的一个重要因素，但只有吸附了表面活性剂的固体颗粒才有乳化作用。固体颗粒在油水界面的分布依赖于固水、水油和固油之间的界面张力vsw、Ywo和YSO，如Ywo>(Ysw+Yso)或YSW、YWO、Yso中的任‘个小于其它两个之和，固体颗粒将集中于界面处。当Ysw>Yso时，固第一章文献综述体颗粒大部分浸没于油相中，被水相浸润的面积小，形成的污油乳状液(w／o型乳状液1乳滴界面面积小

8、，稳定性高。因此，水润湿