超声波在石油加工中的应用.docx

《信息检索与网络资源利用》结课作业题目：超声波在石油加工中的应用进展姓名：学号：班级：主讲老师：2012年9月10号——2012年9月14号超声波在石油加工中的应用进展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。AbstractThe applications of ultrasonic technique in petrochemical industry were introduced. Mechanism of reaction，process flow，process economy of ultrasonic emulsion breaking，treatments of petroleum waste water with ultrasonic，and ultrasonic oxidation desulfurization were discussed in detail. It was pointed out that ultrasonic cavitation would greatly increase reaction force and decrease the operations cost； therefore，it had good market opportunities.关键词超声波；炼油；氧化脱硫；石油加工；破乳；Key words ultrasonic；oil refining；oxidation 目录第一章前言2第二章超声波作用原理22.1 机械作用22.2 空化作用22.3 热作用2第三章超声波的应用23.1　在石油产品密度测定中的应用23.2　超声波强化原油破乳脱盐23.3 超声波在稠油降粘过程中的应用23.4　超声波对石油污水的处理23.5　超声波脱硫2第四章结语2参考文献:2第一章前言超声波是指振动频率较高的物体在介质中所产生的频率高于20kHz的弹性波，具有波长较短、能量集中的特点，在各行业有着广泛的用途，如用于切削、钻孔、清洗、医疗诊断、测量、非破坏性材料检验等方面。在石油化工行业中，超声波的应用亦越来越受到重视。近年来，有关超声波在石油化工中的应用与日俱增，超声波在催化剂制造与活化、传质与传热、传递过程(包括吸附过程、结晶过程、乳化与破乳、膜过程、电化学过程以及非均相化学反应过程)、萃取分离等方面有广阔的应用前景。20世纪70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( Aco ustic Cavitation) [ 2]，即通过超声波换能器( Ultrasonic Transductor) 转换成高频机械震荡( 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计的微小气泡，这些气泡在超声波纵向传播形成的负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”。根据理论和实践测算，对1 cm3液体施以20 kHz?cm - 3超声波辐射时，可发生空化的气泡数为5×104 ?s- 1，其局部增压峰值可达数百甚至上千大气压。本文综述了超声波在石油生产中的一些应用、难点、创新点以及未来的研究方向。第二章超声波作用原理超声波由一系列疏密相间的纵波构成，并通过液体介质向四周传播。当一定强度的超声波在媒质中传播时，会产生力学、热学、光学、电学和化学等一系列效应。这些效应可归结为下列 3种基本作用。2.1 机械作用超声波是机械能量的传播形式，与波动过程有关，会产生线性交变的振动作用。超声波在液体中传播时，其间质点位移振幅虽然很小，但超声引起的质点加速度却非常大。若20 kH z、1W /cm2 的超声波在水中传播，则其产生的超声波压力在 - 173~ 173 kPa 内振动，这意味着超声波压力每秒钟内要在 - 173~ 173 kPa 之间变化 2万次，最大质点加速度达 14. 4 km /s2，大约为重力加速度的 1 500倍。因此当超声波作用于液体时会产生激烈而快速变化的机械运动。2.2 空化作用超声波在液体媒质中传播时，液体中某些区域形成局部的暂时负压，于是在液体中产生空穴或气泡。在超声波强度足够高、超声波压力为负半周时，液体受到很大的拉力，气泡核迅速膨胀，可达到原来尺寸的数倍，继而在超声波压力为正半周时，气泡受压缩突然崩溃而裂解成许多小气泡，构成新的空化核。