油水乳状液微波与超声波破乳研究

【摘要】：原油乳状液的结构和性质越来越复杂,环境问题越来越突出,传统的破乳方法难以满足高效、节能、环保等破乳要求,为解决石油开采和加工生产中,原油乳状液破乳的问题,本文对微波和超声波这两种利用波能的新型破乳方式展开研究,为原油脱水工艺提供了依据。根据超声波破乳机理和已有研究成果,自行设计与搭建了超声波破乳实验装置,研究了影响超声波破乳效果的因素,确定了超声波破乳的最优实验条件为破乳剂浓度100mg/L,超声波频率23kHz,功率60W,超声处理时间1min,静态沉降时间5min。接着,设计了微波破乳实验方案,研究了微波破乳效果的影响因素,确定了微波破乳的最优实验条件为破乳剂浓度100mg/L,微波辐射功率480W,处理温度90℃,实验还从微观上证明了微波的非热效应能改变原油组成,进一步降低油相黏度,促进油水分离。选取三种物性不同的原油,从各个方面对比分析了微波破乳和超声波破乳的优劣,发现超声波破乳处理温度低、所需时间短,微波破乳升温快,高温下脱水效果好,两者均具有较强的普适性。针对破乳困难的稠油乳状液,尝试进行了微波与超声波的联合破乳实验,相比于微波或者超声波单独破乳,联合破乳的脱水率有一定提升。实验结果表明,微波和超声波都能应用于原油破乳,而且效果显著,符合未来高效、节能和环保的发展趋势。