2018石油化工中超声波的运用分析
当前超声波技术在石油加工、催化剂制备等方面的应用研究是相对初步的，下面是小编搜集的一篇相关论文范文，欢迎阅读参考。引言
超声波在应用的过程中会产生一连串的力学、热学、电磁学与化学超声效应。超声波的能够实现机械作用、空化作用、热效应以及化学效应。当前超声波在各个领域中的应用都十分广泛，不论是工业、农业、食品加工业，医药行业还是石油加工领域，其已经受到了越来越多的关注与瞩目。
1 超声波作用原理
(1)机械作用。超声波在传播的过程中会导致介质质点的变化，出现压缩与伸张的情况，进而形成了压力的变化，这一情况就会导致机械效应.超声波在液体传播过程中，其质点位置与速度都不大，但是其与超声波振动频率的评成正比的质点加速度却很大，甚至在部分时候超过重力加速度的万余倍。这会对介质产生巨大的机械作用，甚至可能会破坏介质。
(2)空化作用。超声波的空化作用就是指存在于液体中的微气泡在声场的影响下发出振动。当声压达到一定的树枝的时候，微气泡将会在短时间内快速膨胀然后爆破，这种振动、膨胀以及爆破的一系列过程就叫做声空化。在微气泡瞬间爆破的时候周围极小的空间会出现5000K以上和50MPa左右的高压，在持续极短的时间后，热点会被冷却，温度变化高达109K/s,同时周围伴随着强烈的冲击波，以及时速高达400km/h的射流。这给液体进行物理化学反应提供了极端的物理环境。在声空化的过程微气泡爆破的过程中还会出现由于摩擦而出现的电荷，进而爆破的时候放电发光。
(3)热学作用。超声波在介质中传播的过程中，介质会吸收超声波，进而导致自身的维度升高。当超声波频率越高的时候，介质吸热的情况越明显。在液体介质与固体介质的分界处，会形成局部高温，甚至电离的情况.
(4)化学作用。超声波的化学作用是出现了自由基而形成的，在空化作用产生高温高压的情况下，液体分子将会出现分裂进而形成自由基。自由基中含有未配对的电子，十分活跃，非常容易导致各种化学反应，进而变为稳定分子。同时，超声波形成的高温与高压环境也会推动化学反应的进行。
2 超声波在石油化工中的应用
2.1 阻垢方面
在众多物理阻垢法中超声波所发出的能量相对较大，超声波能够防止污垢形成，其作用原理是超声波所产生的微射流能够强劲的冲刷锅炉表面的污垢，使之难以附着沉淀，并且可以干扰附着在表面上的污染物，对于部分的污垢还可以起到清洗的作用;超声波能够提升过饱和溶液的成核速率，可以使得容易中出现大量的小沉淀颗粒，基恩人消除溶液的过饱和度。相关实验报道研究称，对水处理系统进行20kHz的超声波，结果表明在使用超声波进行阻垢的过程中能够起到明显的防止作用，在每间隔10min开启3min的时候，可以实现85%以上的阻垢率.
2.2 浸取方面
超声波与物质之间有着特有的相互作用的形式，其能够破坏固有的相界面的平衡，通过超声波场强化浸1取，提升传质的速率，提升动力学过程，进而最终刚打到提高过程收率的目的。
相关实验报道称，使用先锰后银的浸出流程来对高锰银矿进行处理获得了良好的效果。当使用频率为40kHz的超声波的时候，浸取黄铁矿作为还原剂分析包裹银的锰矿物，浸取的时间缩短一倍，换铁矿用量也大大减少。
2.3 萃取方面
在萃取过程中超声波空化作用能够形成强大的冲击流，以减少消除溶剂与水相之间的阻滞层，进而最大程度的加快传质速率。超声波的空化作用能够产生一系列效应，其中湍动效应能够使得阻滞层的边界变薄，增强传质速率;界面效益能够扩展传质的表面积;聚能效应能够活化分离物的物质分子.这一系列的效应都能够全面实现提升萃取分类过程的传质效率与成果。
2.4 防蜡与降粘方面
我国原油生产取向高粘化、重质化、常温流动性不好，使得原油输送、提炼等工作的受到了一定阻碍。超声波能够起到防蜡与降粘的功效，让原油能够在较低的环境温度下运送，进而更加顺畅的进行重油加工。
2.5 乳化与破乳方面
超声波能够在温和的外界环境下对原油进行破乳。超声波与破乳剂能够实现良好的协同合作，进而减少破乳剂的使用量，并且油水分离效率更高。因此，将超声波应用在乳化与破乳方面有着良好的发展前景.相关实验报道研究，使用超声波对油田的乳化原油进行脱水处理，最后发现超声波能够将原油的破乳脱水率提到98.9%,并且减少破乳剂35%的用量。与此同时，超声波还能够降低破乳脱水的温度，强化原油的流动性。
2.6 污水处理方面
当前，超声波被应用在污染治理方面已经获得飞跃性的进步。例如，超声波能够清洁净化滤网，浓缩污泥、降解有机物。在众多污染治理方面，超声波催化氧化难降解有机物成为了社会各界关注的热点。超声波能够有效降低石油污水的含油率，提升处理石油污水的效率，同时也可以作为石油污染处理的辅助手段。相关实验报道称，使用超声波处理石油污水能够观察到经过超声波处理后的石油污水含油率显着下降。最佳状态的处理效果除油率可以高达98%.经过超声波处理后的石油污水中的绝对含油量为40mg/L,在相同条件下自然沉降分离后的石油污水中的含油量为200mg/L,可以明显看出超声波去除石油污水的效果十分显着。
2.7 化学反应方面
超声波在制备、活化、再生催化剂方面存在着明显的优势。应用超声波技术能够扩大催化剂的比表面积，让活性组分更加彻底的分散，以强化催化剂的活性。这一优势给普通金属代替贵金属制备多相催化剂提供了新的路径。当前，使用超声波来实现催化剂的再生已经渠道了相当的进展，特别是对于烧结与结焦而引起的失活的催化剂的再生，效果更佳明显。美国某公司已经利用超声波使得加氢裂化使用的持久失活的镍、钼催化剂实现再生。
结语
当前超声波技术在石油加工、催化剂制备等方面的应用研究是相对初步的，相信在未来超声波技术在石油化工行业将会有更大的发展空间。鉴于超声波技术的独特优势，其作用模式中的空化作用是应用研究的热点。在空化效应的时候微气泡的形成与破裂都是十分迅速的，会形成局部的高温与高压，进而使得降低相关反应条件，显着减少了经济投入。总而言之，超声波技术在石油化工领域的应用十分宽广。
参考文献
孙晓梅。超声波在石油化工中的研究进展.化工管理，2015,(12)：220.
雷振友。浅析模拟仿真技术在石油化工中的应用.环境与生活，2014,(16)：173.
刘同举，杜志国，郭莹。超临界流体技术在石油化工中的应用.化工进展，2011,(08)：1676-1680.
朱宝璋，刘松，冯志豪。分子蒸馏技术在石油化工中的应用.化工进展，2009,(S1)：41-44.
吴正勇。生物表面活性剂的生产及其在石油化工中的应用研究.河南化工，2011,(10)：9-12+40.
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