超声波在石油加工中的应用进展

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1、维普资讯http://www.cqvip.com第34卷第2期化工技术与开发Vo1．34No．22005年O4月Technology&DevelopmentofChemicalIndustryApr．2005超声波在石油加工中的应用进展李晶晶，唐晓东(西南石油学院化学化工学院，四川成都610500)摘要：综述了超声波在石油加工中的新成果及新动向，包括利用超声波进行原油破乳，石油污水处理和氧化脱硫等过程．探讨了这些过程的反应机理、工艺流程等方面的技术进展，指出了利用超声波的空化效应可大大增加反应动力并降低操作成本。在工业上具有广阔的应用前景．关奠词：超声波I炼油I氧化脱硫I石油加工；破乳中图分类

2、号：TE6文献标识码：A文章编号：1671—9905(2005)02—0022—042O世纪7O年代，美国学者Richard[1首次阐述了超声波辐射的化学效应。随着超声波技术的不断成熟，大功率超声波设备的问世，超声波的物理化学效应逐渐成为人们研究的热点。在石油加工中使用最多的是超声波的空化效应(AcousticCavitation)[2]，即通过超声波换能器(UltrasonicTransductor)转换成高频机换械震荡(即超声波)传播到介质(通常为液态物质)中。超声波在液态介质中的辐射使介质震动而产生数以万圈1超声波测石油密厦仪器结构图计的微小气泡，这些气泡在超声波纵向传播形成的负2超声波

3、强化原油破乳脱盐压区迅速产生和生长，同时在正压区迅速闭合，这一系列动力学过程变成为超声波的“空化效应”。根据理论原油蒸馏后得到的汽油、柴油、喷气燃料等均不同和实践测算，对1cm。液体施以2OkHz·cm超声波程度的含有硫化物、氮化物等，需要用含有不同溶质的辐射时，可发生空化的气泡数为5×10S～，其局部大量水溶液进行酸碱精制和脱盐。因此如何有效抑制增压峰值可达数百甚至上千大气压。本文综述了超声原油乳化，平稳脱盐便成为研究人员要特别注意的问波在石油生产中的一些应用。题。由中石化股份有限公司齐鲁分公司研究院开发的1在石油产品密度测定中的应用“超声波强化胜利混合原油破乳技术”，2003年6月在利用超

4、声波在不同介质中有不同的传播速度这个胜利炼油厂联合装置一级电脱盐进行了工业试验，得原理，黄智伟等成功地研制了超声波密度测定仪[3]，实到了令人满意的效果]。据齐鲁石化公司申请的专现了石油产品密度的在线测量。研究得出超声波传播利[5]，他们设计的原油超声波——电场联合破乳脱盐时间t同传播距离，油品温度丁和油品密度P之间有装置，包括了电脱盐罐、超声波作用区、超声波探头、超以下的函数关系：声波发生器。原油进入电脱盐罐之前，在管线内先经过t—f(L，T，p)均匀的超声波的作用，强化破乳的效果。超声波作用区在保证油品温度和超声波传播距离不变的情的轴线与原油的流动方向一致，并设计成管道式结构，况下，油品密

5、度就和传播时间在一定范围内成线性关由锥管区与直管区通过法兰连接构成。利用超声波破系。故可以方便地测出石油产品的密度。这种密度测乳能够在较恶劣的条件下，抑制原油乳化，平稳操作。定仪，精度高，重复性好，安全可靠，已在上海炼油厂、通过超声波——电场联合作用，不用加入破乳剂即可乌鲁木齐炼油厂、大连炼油厂、抚顺炼油厂等1O多家达到原油破乳后含盐不大于3mg·I～、含水不大于炼油厂生产线上使用，效果良好。其仪器结构示意图如0．3的指标。与现有的破乳技术相比，其工艺简单、图1。设备性能可靠、破乳效果显著，达到国内外领先水平。基金项目t中国天然气总公司项目资助作者筒介t李晶晶(1982一)，女，硕士研究生，研

6、究方向：石油炼制，油品添加剂收稿日期I2004—11—24维普资讯http://www.cqvip.com第2期李晶晶等：超声波在石油加工中的应用进展23经过1年多的应用，电单耗降低约6O％，节约破乳剂超声波功率的关系．从图可以看出样品的值首先随费用约300万元，每年可获得直接经济效益400万元，着超声波功率的增加而增大，到一定程度后值开始显现出了极大的优势L5]。降低，并逐步趋于平缓。在时间方面采用连续振动超声波和间歇振动超声波这两种不同的振动方式，均随3在稠油降粘过程中的应用着时间的增加而增加，超过一定时间后，作用效果趋于我国是世界稠油生产大国之一，大量稠油的开采平缓。故采用超声波处理时，

7、选择间歇式振动方式是节为我国陆上石油的稳产和国民经济的发展做出了重要省能量的一种途径(见图3)。图4和图5为c()D降低贡献。然而稠油的高粘度直接影响了稠油输送的成本率随pH值和温度的变化关系，从图中可以看出COD和效益。石油大学的孙仁远等对超声波降粘进行了的降低率随pH值和温度的升高而降低。实验室研究。实验研究表明．对原油进行超声波处理可以明显降低原油的粘度，降粘幅度可达5O以上。同时温度、处理