摘 要

含水污油不仅浪费了资源，破坏环境，还具有安全隐患，因而对含水污油进行高效处理和及时回收，可以获得很好的环境效益和经济效益。炼油厂的污油含水量很高，成分极其复杂。污油中含有乳化性质很强的胶质、沥青质、表面活性物质、固体颗粒等，导致其乳化性质较为稳定。这些年来，国内外研究表明，超声波破乳促进污油破乳脱水十分有效的方法。本文以炼油厂含水污油为实验对象，采用了超声波进行了污油破乳脱水处理，研究污油中含水量的变化，从而确定最适宜的超声污油脱水条件。

利用超声波能够破乳脱水的原理，我们在超声驻波场的条件下考察了周期、脉宽、沉降温度、超声辐射时间、沉降时间、超声声强等对污油超声破乳脱水的影响。结果表明，在实验研究中，使用超声频率为20kHz的超声波发生器，周期为85ms，脉宽为15ms，沉降温度为60℃，超声辐射时间为6min，沉降时间为1.5h，超声输电压为150V时，污油的破乳脱水效果最好。

关键词：污油 超声波 破乳 脱水

Study on Ultrasonic Dehydration of Refinery Waste Oil

Abstract

The waste oil not only wastes resources, damages the environment, but also has safety hazards. In order to achieve good environmental and economic benefits, the waste oil should be efficiently processed and recovered in a timely manner. The water content of waste oil is very high and its composition is extremely complex. The waste oil contains many impurities that has very strong emulsifying properties, such as colloidal, bituminous, surface active materials, solid particles and so on, which can stabilize the emulsion. In recent years, domestic and international studies have shown that ultrasonic demulsification is very effective in promoting the dewatering of waste oil. In this paper, the waste oil in oil refinery was used as the experimental object and the ultrasonic wave was used to dehydrate the oil.

According to the basic principle of dehydration for the waste oil by ultrasonic treatment，the effects of the ultrasonic parameters，such as cycle, pulse width, settling temperature，ultrasonic irradiation time，sediment time， ultrasonic intensity on the dehydration of the waste oil were investigated. The results showed that the optimal effects were obtained when the waste oil was treated

at the settling temperature of 60℃ for 90 min，and then was irradiated at the ultrasonic frequency of 20 kHz for 6 min. At the same time, ultrasonic transmission voltage was 150 v, pulse width was 15 ms and cycle for 85 ms.

Key Words:Waste oil; Ultrasonic; Demulsification; dehydration

目 录

摘 要 I

Abstract II

第一章 文献综述 1

1.1前言 1

1.2 课题背景 1

1.2.1污油性质 1

1.2.2炼油厂污油脱水处理的意义 2

1.3污油脱水技术 2

1.3.1化学破乳 2

1.3.2电脱水 3

1.3.3热沉降 3

1.3.4超声脱水 3

1.4污油超声脱水 4

1.4.1原理 4

1.4.2影响超声脱水的因素 4

1.5超声破乳脱水研究进展 5

第二章 实验部分 8

2.1主要数据测定方法 8

2.1.1污油中水含量的测定 8

2.1.2声强的测定 9

2.2超声波对污油物理性质的影响 9

2.2.1超声频率对污油粘度的影响 9

2.2.2超声频率对乳状液界面张力的影响 10

2.3实验室棒式超声波过程中不同因素对污油脱水的影响 10

2.3.1沉降温度对污油脱水率的影响 10

2.3.2沉降时间对污油脱水率的影响 11

2.3.3超声输出电压对污油脱水率的影响 12

2.3.4超声辐射时间对污油脱水率的影响 13

2.3.5超声脉宽对污油脱水率的影响 14

2.3.6超声周期对污油脱水率的影响 15

第三章 结论以及展望 17

3.1结论 17

3.2展望 18

参考文献 19

致 谢 21

第一章 文献综述

1.1前言

在炼油厂的生产过程中，会生成大量的污油，这就成为了我们共同研究的问题。重污油的含水量非常高，一般都超过10%，有的甚至超过了70%。究其原因，是由于重污油中含有乳化能力很强的胶质、沥青质及表面活性物质，这些物质使得污油的乳化状态非常稳定，水分能够稳定地存在污油当中，难以分离开来。含水量高是污油的一个主要问题，为了能够对污油进行有效的加工、回收以及利用，我们必须破坏污油的稳定状态，将其中的大部分水分去除。污油含有各种各样的物质，成分复杂，导致其化学成分也十分复杂。所以传统的脱水方法例如化学方法、重力沉降法和电方法等的脱水效果不太理想，不仅耗时耗能，而且脱水率很低。若是高粘度的重污油采用高温沉降的方法来进行脱水，不但耗时耗能而且脱水效果不佳，无法满足生产和效率上的需求。一方面因其乳化状态的稳定性非常好，升高温度进行热沉降无法破坏其稳定性，使得脱水率低；另一方面，电场被污油中的电解质所破坏，导致污油不能采取电方法来进行脱水。考虑到各种各样的弊端，这些传统的方法逐渐被淘汰，科学家们开始把眼光放到了超声脱水上。

根据国内外的研究，超声波破乳比起传统的脱水方法，更适合于污油破乳脱水，而且不管是轻污油还是重污油，都能获得理想的效果，达到很高的脱水率。超声脱水是一项具有前瞻性的举动，能够带来巨大的环境效益和经济效益^[1]。

1.2 课题背景

1.2.1污油性质

原油在处理的过程中，会带来各种各样的杂质。污油中杂质含量高，种类多，不仅有有机污泥、泥沙等固体颗粒，还有环烷酸、胶质、石蜡、石油酸皂和沥青等天然乳化剂，这些物质在油水乳状液的形成和稳定性的过程中扮演着重要的角色，使得污油呈现复杂的乳状液形态，包括水包油、油包水及多重乳状液，水稳定地存在于污油中。同时污油中的水含量随着工况变化而进行波动，低至10%，高至70%。水含量如此之高，对污油进行脱水就成为了一个迫在眉睫的问题^[2]。

1.2.2炼油厂污油脱水处理的意义

炼油厂在对石油进行加工的过程中，必然会产生大量的污油和含油污水，而污油回收的瓶颈问题在于脱水处理。一方面，污油的成分复杂，含有各种有害成分，若随意处置会污染土壤、地下水源和大气，对人体以及其他生物的健康造成威胁。因此国家明令禁止污油废物直接排出。如果对污油直接进行焚烧处理，虽然可以减轻环境负担，但污油也要达到一定的要求才能进行焚烧，而直接收集到的污油往往也要经过处理后才能焚烧。在我国的现阶段，我们走可持续发展的路线，所以我们应该把环境效益放在首要地位。而污油脱水处理的举动正是跟环境友好型社会相呼应。