ВЛИЯНИЕ УЛЬТРАЗВУКОВОГО ВОЗДЕЙСТВИЯ НА НЕФТЯНЫЕ И ДИСПЕРСНЫЕ СИСТЕМЫ И КАЧЕСТВО НЕФТЕПРОДУКТОВ

Если представлять нефть, газоконденсат и нефтепродукты как нефтяные дисперсные системы (НДС), то это позволяет объяснить их поведение, химизм и механизм протекающих в них реакций и, соответственно, это позволит смоделировать поведение системы и различные пути интенсификации процессов. В течение продолжительного времени идут исследования по строению, свойствам и природе нефтяных дисперсных систем, каковыми являются нефти, газоконденсаты и продукты, полученные при их переработке. Обширный анализ и единство рассмотрения физических и химических взаимодействий компонентов нефтяных систем, приводящих к изменению их строения, открывают новые возможности для интенсификации процессов в добыче, транспортировке и переработке нефти и нефтепродуктов [1, 2].

Классическая теория Загидуллы Исхаковича Сюняева [3] приняла для обозначения структурного элемента НДС термин сложная структурная единица (ССЕ). Сложная структурная единица – это элемент дисперсной структуры нефтяных систем сферической формы, который способен к самостоятельному существованию при определенных неизменных условиях и построен из компонентов системы в соответствии с их значением потенциала межмолекулярного взаимодействия.

Сложная структурная единица содержит в своем составе более упорядоченную внутреннюю область (ядро) и сольватную оболочку, которая окружает ядро. Сольватная оболочка образована из соединений менее склонных к межмолекулярным взаимодействиям с ядром. Схематическое изображение представлено на рис. 1.

Рисунок 1. Сложная структурная единица нефтяной дисперсной системы

1 – ядро, 2 – внутренний слой оболочки, 3 – внешний слой оболочки, 4 – дисперсная среда

Ультразвуковыми принято называть акустические колебания с частотой не менее 15-20 кГц [4]. Распространение ультразвуковых или акустических волн любого частотного диапазона связано с изменением состояния среды и возмущением, и переносом энергии, при котором практически не переносится вещество.

Основные физико-химические и химические эффекты, которые возникают в жидкости под действием акустических полей, обусловлены главным образом нелинейными эффектами, из которых наиболее важным является кавитация.

Кавитация – это разрыв жидкости при создании в ней отрицательных давлений с образованием полостей, в которые после разрыва проникают пары жидкости и растворенные в ней газы. Если в жидкости создаются акустические колебания, то эти полости начинают пульсировать синфазно с полем и становятся кавитационными пузырьками, участвующими в осуществлении физико-химических процессов.

Основной эффект воздействия ультразвука на нефтяные дисперсные системы заключается в разрушении внешних оболочек надмолекулярных структур (дисперсных частиц). Как итог, углеводороды, которые их формируют, переходят в дисперсионную среду [5].

Воздействия на нефтепродукты ультразвуком приводит к снижению плотности, среднего размера частиц дисперсной фазы и содержания в нем механических примесей, что положительно сказывается на их итоговом качестве.

Список литературы:

1. Туманян Б. П. Научные и прикладные аспекты теории нефтяных дисперсных систем. - М.: ООО «ТУМА ГРУПП»; Изд-во «Техника», 2000. -336 с.
2. Унгер Ф.Г., Андреева Л.Н., Гейнц Э.Р. и др. Использование магнитронных устройств для омагничивания жидких сред. Сб. науч. трудов. Электрон. и электромеханические системы и устройства. Науч. произв. центр «Полюс», Томск, 1997, с. 179 – 183
3. Сюняев З.И., Сафиева, Р.З. Нефтяные дисперсные системы. М.: Химия. 1990. 226 с.
4. Маргулис М.А. Звукохимические реакции и сонолюминесценция / М.А. Маргулис. – М.: Химия, 1986. – 288 c.
5. Аракелян В.Г. Кавитационное воздействие на изоляционные жидкости электрооборудования // Электрохимия. – 2009. – № 5. – С. 44-55.