1 引言
油氣生產及加工過程中產生的含原油污水多以乳化態的混合液存在，研究這類含油污水的處理機理，常常需要在實驗室制備出穩定的原油乳化液，開展各種實驗.口前，針對柴油的超聲乳化技術己有研究.主要是制備W/O型乳化液，而關于制備O/W型原油乳化液的研究較少.
超聲乳化技術主要利用超聲波在液體中傳播所產生的熱效應和空化效應把互不相溶的油和水分散成乳化液，使用超聲方法制備的乳化液要比其他機械攪拌方法制備的乳化液相對穩定，具有乳化質量好、效率高、成本低等優點.本文應用超聲乳化技術，以失水山梨醇單油酸脂\\(Span80\\)和聚氧乙烯失水山梨醇單油酸脂\\(Tween 80\\)為乳化劑，制備了質量分數為5%的原油乳化液;并實驗研究了超聲輻射功率、輻射時問、問歇比、脈沖重復周期等因素對乳化效果的影響.
2 實驗器材與方法
2.1 實驗器材
實驗器具:PI,203電子天平\\(梅特勒月E利多儀器\\(上海\\)有限公司\\)、NJI,07-5型實驗室超聲微波爐\\(南京杰全微波設備有限公司\\)、量筒、燒杯、玻璃棒、溫度計等.實驗材料:進口原油、蒸餾水、Tween 80\\(化學純\\)、Span 80\\(化學純\\).
2.2 實驗方法
油水乳化液是由2種互不相溶的液體組成的分散體系，制備時要加入乳化劑才能保持一定的穩定性川.在不限定乳化劑的情況下，為得到較好的乳化效果，可將不同的乳化劑混合使用叫.制備O/W型原油乳化液時，先將Span80、油、水和Tween 80依次加入50mI二燒杯中，然后插入超聲桿進行處理，即可制得原油乳化液.
實驗主要配制質量分數為5%的原油乳化液，采用控制變量法探究了超聲輻射功率、輻射時問、問歇比、脈沖重復周期等對原油乳化效果的影響.實驗中，乳化劑質量分數為10oHLB值為9.超聲乳化后的原油乳化液靜置24h，原油的析出量基本不再變化.因此，選擇乳化液靜置24h的原油析出率\\(析油率\\)做為乳化液穩定性的評價指標.析油率定義為乳化液析出原油的質量與所含原油的總質量的比值.
3 實驗結果分析
3.1 超聲輻射功率的影響
聲強是超聲波的主要參量，對超聲空化有著重要影響，一般聲強越大，空化強度越大，乳化速度也越快mo.實驗探究了超聲輻射功率為100-500W時制備的乳化液的穩定性，實驗結果如圖1所示.實驗條件為脈沖寬度5脈沖重復周期I5S、超聲時問5min.
由圖1可知，經超聲處理后，當超聲功率從100W增加到500W時，析油率從36.08%降低到。析油率隨超聲功率的增大而減小，但減小趨勢趨于平緩.分析原因:超聲功率的增大，使乳化液內部產生更激烈的顆粒運動及空化作用，產生了高溫、高壓、高湍動流場，內部小液滴相互碰撞、撕裂川，從而使乳化液更穩定，析油率降低.當超聲功率在400W時己達到較好的處理效果，因此超聲功率選擇400W較為合適。
3.2 超聲輻射時問的影響
乳化液是不穩定體系，在乳化過程中液滴分散伴隨著液滴的聚結和沉降過程，因此乳化時問對乳化液的穩定有一定影響，過長或過短都不利于乳化液的穩定.實驗探究了超聲輻射時問為1-9min時乳化液的穩定性，實驗結果如圖2所示.實驗條件為超聲輻射功率400W、脈沖寬度5s、脈沖重復周期15s。
由圖2可知，當超聲時問從1min增加到5min時，析油率從42.64%降低到3.2800;當超聲時問為7min時，析油率反而上升至6.5600,當超聲時問繼續增加到9min時，析油率又降至3.2800.分析原因:用超聲處理時，在乳化液內部存在著小液滴相互碰撞的過程，在碰撞過程中存在著小液滴被合并與被擊碎的可能;這2個過程達到平衡時，乳化液中水滴平均粒徑才趨于穩定，最佳時問即為這2個過程達到平衡的最短時問川.因此，超聲時問不是越長越好.由圖2可以看出，最佳超聲輻射時問為5min.
3.3 問歇比的影響
問歇比為脈沖重復周期與脈沖寬度的比值.在實際應用中，超聲的問歇比過小，會使換能元器件過熱，影響設備的壽命，而問歇比過大，會使處理時問變長，處理效率降低.實驗探究了脈沖寬度不變時，不同問歇比對乳化液穩定性的影響，實驗結果如圖3所示.實驗條件為超聲輻射功率400 W、脈沖寬度5s、超聲時問5min。
由圖3可知，當超聲波的問歇比為2,2.4和3時，析油率為3.2800;當問歇比為2.8和3.6時，析油率為6.5600;而當問歇比為3.2時，析油率為16.400.可見問歇比對析油率存在一定的影響，且影響規律比較復雜，但其影響與超聲輻射功率和時問的影響相比要小.關于問歇比對乳化液穩定性的影響原因還有待于進一步研究.實際應用中，應在換能元器件允許下，選擇處理效果最好的問歇比中的最小問歇比，以節約總處理時問，提高處理效率。
3.4 脈沖重復周期的影響
在超聲應用中常使用脈沖波，脈沖重復周期是周期脈沖波的一個參量。實驗探究了問歇比相同時脈沖重復周期為3^27、時乳化液的穩定性，實驗結果如圖4所示.實驗條件為超聲輻射功率400W、問歇比3、超聲時問5min。
由圖4可知，當脈沖重復周期為9,15,27s時，析油率為3.2800;當脈沖重復周期為3,21s時，析油率為6.5600.可見，脈沖重復周期對析油率的影響比上述因素更小，而問歇比相同時脈沖重復周期的改變不會影響實際處理的總時問，因此脈沖重復周期可在析油率為最小時的幾個值中任意選取。
4 結論
1\\)超聲輻射功率越大，處理效果越好，當超聲功率為400 W時，即可取得較好的乳化效果.
2\\)超聲輻射時問的最佳值為5 min，時問過長乳化效果反而會變差.
3\\)問隙比對乳化效果有一定的影響.
4\\)脈沖重復周期對乳化效果影響較小.
參考文獻:
[1]徐心如，張一安, 詹敏.煉油廠水包油型乳狀液破乳研究[J].石油學報，1997,13\\(1\\);46-52.
[2]李海波，胡筱敏，羅茜.含油廢水的膜處理技術[J].過濾與分離,2000,100\\);10-14.
[3]呂效平，韓萍芳.超聲波對柴油乳化的影響[J].石油化工，2001,30\\(8\\);615-618.
口]李建彤，韓萍芳，呂效平.乳化柴油研究及其進展[J].化工進展，2001,23
[6]Abismail B,Cansclicr JP.Emulsification by ultra-sonic;drop size distribution and stability[J].Ul-trasonics Sonochcmistry,1999,6<1-2\\):75-83.
[7]顧煤炯，楊昆，杜大明.燃油摻水超聲乳化技術的研究[J].現代電力,1997,14\\(2\\);6-10.
[8]孟祥鵬，潘圓圓，土書禾，等.低含油率的原油乳狀液制備技術研究[J].化學工程與裝備，2011,\\(11\\);7-9.
[9]劉曉艷，馬春曦，楚偉華，等.水包油型油水乳液的制備[J].大慶石油學院學報，2005,29\\(3\\);102-109.
[10]羅曾義.超聲乳化理論和技術[J].聲學技術，1996，15\\(}\\);201-206.
[11]呂效平，李建彤，韓萍芳.超聲制備微乳化柴油的實驗研究[J].聲學技術，2006,25\\(5\\);436-440.
[12]朱一星，虞建業，土億川，等.超聲波防垢的聲場參數實驗研究[J].石油人然學報\\(江漢石油學院學報\\),2005,27\\(2\\);245-248.
[13]范百剛.超聲原理與應用[M].南京:江蘇科學技術出版社，1985:75-76.
