超声与离心联用对乳状液破乳的研究

本文提出超声、离心联合作用于乳状液破乳的方法,采用正交实验研究离心时间、离心转速、超声破乳功率和超声破乳时间等因素对破乳效果的影响。研究表明,超声与离心联合作用可以使乳状液在较小的离心转速下,快速破乳。最佳工艺条件为：离心时间4min、离心转速1000r~min～、超声破乳功率40W、超声破乳时间2min,该条件下破乳率能达到97％。     

环己烷/水乳状液的超声破乳

为排除污油等复杂乳化液中的杂质干扰,采用单一组分方法,制备不同体系的环己烷/水乳状液,研究超声在乳状液中的破乳作用,考察超声声强、超声频率、超声辐照时间对乳状液破乳的影响。结果表明:乳状液的初始水含量对超声破乳效果有影响,初始水含量越低,破乳效果越好;超声声强的改变直接影响乳状液分散相液滴的凝聚和发散,超声破乳的声强应在空化临界阈值以下,以0.66 W/cm2最佳;超声辐照时间为6 min,超声频率为20 kHz时破乳效果达到最好。     

Agglomeration and demulsification of emulsions by ultrasound

以水为连续相、二氯乙烷为分散相,配制成稳定的乳状液,在超声驻波场条件下,对其进行凝聚破乳研究,重点考察超声声强、超声辐照时间、沉降时间、超声作用频率对乳状液破乳的影响。结果表明,超声声强的改变直接影响了乳状液分散相液滴的凝聚和发散,超声破乳的声强应在临界阈值以下;超声辐照时间存在一个最佳作用时间;超声频率对液滴凝聚有重要影响,根据体系黏度、密度、液滴粒径等性质计算了最佳超声凝聚频率,并通过了实验验证。设计了正交实验,综合考虑了能耗和破乳效率,得到该乳状液破乳最佳条件为：超声频率10 kHz、声强270 W•m^-2、辐照时间9 min、沉降温度40℃及沉降时间3 h。此条件下,其破乳率可达到91%。     

乳状液超声凝聚破乳

以水为连续相、二氯乙烷为分散相,配制成稳定的乳状液,在超声驻波场条件下,对其进行凝聚破乳研究,重点考察超声声强、超声辐照时间、沉降时间、超声作用频率对乳状液破乳的影响。结果表明,超声声强的改变直接影响了乳状液分散相液滴的凝聚和发散,超声破乳的声强应在临界阈值以下;超声辐照时间存在一个最佳作用时间;超声频率对液滴凝聚有重要影响,根据体系黏度、密度、液滴粒径等性质计算了最佳超声凝聚频率,并通过了实验验证。设计了正交实验,综合考虑了能耗和破乳效率,得到该乳状液破乳最佳条件为：超声频率10 kHz、声强270 W•m^-2、辐照时间9 min、沉降温度40℃及沉降时间3 h。此条件下,其破乳率可达到91%。     

微波辐射对TBP-磷酸体系乳状液的破乳研究

乳化萃取法净化湿法磷酸过程中会产生较为稳定的TBP-磷酸乳状液,本文采取微波辐射法对该体系乳状液进行破乳实验,研究了微波作用时间、微波功率、乳状液升温速率及处理量对破乳率的影响。结果显示:微波辐射加速了乳状液的分相,在微波功率为500~700W,升温速率ν为0.2~0.4℃·s-1时,微波破乳可达到96.5%的破乳率。     

油田沉降罐中间层复杂乳状液微波破乳-离心分离

对长庆油田沉降罐的乳化层复杂乳状液进行了微波破乳-离心分离实验研究. 详细考察了微波辐射强度、辐射时间、温升速率、离心时间、离心转速等对脱水效果的影响,得出了最佳条件：微波辐射强度2 W/g,微波辐射时间3 min,温升速率8.3℃/min,离心时间4 min,离心转速2500 r/min. 在优化条件下,含水45.1%的乳状液经微波辐射-离心分离后得到的离心油样含水率为2.10%. 通过对Zeta电位的检测,探讨了微波破乳的机理,认为微波辐射减小了油水界面的Zeta电位,失去Zeta电位作用的水珠容易碰撞聚并,导致油水分离.     

辽河油田稠油O/W乳状液的破乳实验

实验考察了TA-1、TA-3、BP-6、SP-1,SP-2、AE-3、TG-1、THO-A2、THG-A3等12种商用破乳剂对辽河油田稠油乳状液的破乳效果,并考察了破乳剂的复配破乳效果.结果表明:THG-A2、TA-1两种破乳剂破乳120 min后,稠油乳状液脱水率可以达到80%;THG-A2/SP-2在复配质量比1:2、投放量为0.3～0.35 g/L、破乳温度为60～65℃时复配处理效果最佳,采用该复配剂破乳120 min后,脱水率可高达98.7%.此外,本文通过高速摄像观察了稠油乳状液的破乳过程,并对其破乳机理进行了分析.     

乳化萃取中乳状液的重力沉降和搅拌破乳研究

乳化萃取是强化溶剂萃取的有效方法,可大大缩短反应时间、减小设备占地面积、提高萃取效率,但技术瓶颈是形成的乳状液破乳困难。采用了重力沉降和搅拌剪切法对乳化过程形成的油包水乳状液破乳,研究了2种方法的破乳机理、破乳率及破乳前后乳液微观粒径、显微镜图像的演变过程。结果表明：2种破乳方法结合可取得良好的破乳效果,破乳后两相间有明显的相界面,连续相内悬浮液滴数量急剧减少且液滴粒径显著变大,分布变窄。实验确定适宜的操作条件：搅拌速度为180 r/min、搅拌时间为5 min、静置时间为8 min,在此条件下破乳率可达到96%,临界液滴粒径为15 μm。     

冷冻解冻法破除液体石蜡W/O乳状液

冷冻解冻法是一种新型的破除W/O乳状液的物理破乳方法.为了揭示冷冻解冻破乳作用机制,本文以稳定性好的液体石蜡W/O乳状液为研究对象,采用差热扫描量热仪（DSC）与显微镜,研究了高黏度连续相液体石蜡体系的W/O乳状液的冷冻解冻破乳过程.结果表明：该破乳过程是一个渐进过程.当乳珠粒径均匀细小,小于5.5 μm时,乳珠在冷冻解冻循环中逐渐长大,经多次冷冻解冻后完成破乳;然而当乳珠粒径较大时,如51 μm,乳状液体系仅需单次冷冻解冻循环就可破乳较完全,破乳率超过90%.此外,乳状液含水量的增加有利于提高破乳效率.乳状液水相的凝固点受乳珠尺度的影响,但受含水量的影响不显著.当乳珠粒径较大时,水相凝固点随乳珠粒径的减小而降低;但是当乳珠粒径降至5.5 μm时,乳珠粒径的改变对其影响已不明显.     

油泥超声破乳-离心分离除油工艺研究

选用26.05 k Hz的超声振子,分别对超声的辐照时间、沉降时间、温度、功率,以及离心时间、离心转速进行单因素实验。结果表明,控制离心时间20 min,离心转速4000 r·min-1。最佳反应条件为:超声辐照时间45 min,超声沉降时间120 min,超声功率300 W,反应温度50℃,此时达到92.46%的脱油率。在实验结果分析讨论的基础上,进一步分析研究了超声破乳的理论与机理。     

乳化基质稳定性测试新方法的研究

文章利用超声波仪对乳化基质进行破乳实验,对超声波破乳各影响因素进行正交实验,获得最佳的超声波破乳实验参数:超声波功率1260W、作用时间25min、超声波作用温度为10℃、超声波杆端部距基质表面20mm。同时,通过对比高低温循环法测定不同乳化基质的稳定性,说明超声波破乳法测定乳化基质稳定性的可行性。     

低压脉冲电场对高浓度O/W型乳化液破乳特性的影响

为实现高含油浓度O/W型乳化液的电场破乳预分水,借鉴电絮凝技术的工作原理自行设计了静态序批式电场破乳预分水实验装置。在对乳化液理化特性进行量化表征以确保其稳定性的基础上,以预分水率为主要评价指标,系统实验研究了电场形式、峰值电压、脉冲频率、占空比及含水率对O/W型乳化液静态破乳预分水特性的影响。结果发现,脉冲直流方波电场下乳化液的破乳效果比直流电场较好;含水率降低使乳化液的破乳程度减弱;峰值电压、脉冲频率和占空比都存在一个最优值。当施加脉冲直流方波电场、电压幅值为40V、脉冲频率为2kHz、占空比为0.5、加电时间为30min时,含水率90%乳化液的预分水率达87.18%。基于实验过程中的现象推测,高含油浓度O/W乳化液的破乳预分水机理包括双电子层作用和类似电絮凝作用。     

Efficient recovery of phenol from phenolic wastewater by emulsion liquid membrane

The recovery of phenol from phenolic wastewater by emulsion liquid membrane (ELM) was investigated. The W/O emulsion was prepared with kerosene, Span−80, carrier, liquid paraffin, and NaOH solution. The effects of NaOH concentration, oil–internal solution ratio, shearing speed, Span−80 concentration, and carrier type and concentration on emulsion breakage were studied. In the single factor experiments of stability of W/O emulsion, the lowest percentages of emulsion breakage were achieved at a NaOH concentration of 0.03 g/ml, an oil–internal solution ratio of 2:1, a shearing speed of 1500 r/min, a Span−80 concentration of 8%, a tributyl phosphate (TBP) concentration of 0.8%, and an ethyl acetate concentration of 0.8%, respectively. Then, the effects of nine factors on extraction efficiencies of phenol were investigated. This indicated that the effects of shearing speed, oil-internal solution ratio, emulsion-external solution ratio, liquid paraffin concentration, and mixing speed on extraction efficiencies of phenol were limited. However, the carrier concentration, NaOH concentration, Span−80 concentration, and phenol concentration had important impacts on the extraction efficiency of phenol. The extraction efficiency of phenol could reach 99.7%. Besides, the results of orthogonal experiments indicated that during the extraction of phenol by ELM, the order of importance of factors was NaOH concentration > emulsion-external solution ratio > volume fraction of Span−80 > volume fraction of TBP. After extraction, the recycled emulsion with Span−80 could not easily be effectively demulsified through heating, which only provided the highest demulsification efficiency of 18.2%. However, the recycled emulsion could be effectively demulsified through centrifugation, which could get the highest demulsification efficiency of 86% at a centrifugal rotational speed of 2000 r/min and a centrifugal time of 25 min.     

剩余污泥中磷回收的试验研究

以SBR反应器运行过程产生的剩余污泥为研究对象,采用MAP法对经超声处理后的污泥中的氮、磷元素进行回收研究。考察不同超声时间（10、20、30 min）、超声频率（40、80 kHz）和pH（7.0、8.0、9.0）条件下,剩余污泥上清液中氮、磷的回收效果,以期探求最佳回收条件。结果表明污泥在超声频率为80 kHz,时间为10 min后所释放的氮、磷量最大。在最佳的磷镁比为1.8-2.0条件下用磷酸铵镁沉淀法（MAP）进行回收,当pH值为7.0,反应时间为15 min时获得最佳磷回收效果,磷回收率可达62.3%。     

微波化学法原油破乳脱水工艺的优化

对原油乳状液分别采用热化学法及微波热化学法进行了破乳脱水实验。对于本实验所用含水量为78%的1#原油乳状液,采用热化学方法时,破乳剂的用量为100 mg/L,加热温度为65℃,加热9 min后,可脱水约为96.2%;而采用微波化学法时,破乳剂的用量为50 mg/L,辐射时间为10 s,沉降时间为2 min,可脱水约为94.9%。提出了原油乳状液脱水的工艺为对原油乳状液采用二次脱水处理,首先采用微波化学法,再对一次脱水后的上层原油乳状液采用加热法。对1#原油乳状液,一次微波辐射脱水后,上层油的含水量在18%左右;对上层油进行加热二次脱水后,原油的含水率小于0.3%,可得到合格原油。