作為現階段較為新興的交叉學科，超聲波以自身能夠使化學反應加速的特征被廣泛應用于石油化工領域中。對超聲波化學效應的研究以Loomis與Richards為領先人物，使許多科學家開始關注如何促進其應用效果的發揮。因此，對超聲波在石油化工中的研究進展分析具有十分重要的意義。
1 超聲波的基本原理分析
相比普通聲波，超聲波在功率、介質吸收、波長頻率等各方面都有明顯的優勢。尤其當超聲波達到一定強度的條件下，能夠在介質中傳播時出現一系列的效應。對其可具體總結為超聲波的機械作用、熱學作用、空化作用以及化學作用等方面。
其中機械作用主要指介質質點在超聲波作用下發生伸張或壓縮導致壓力發生變化，此時便產生了機械效應。在熱學作用方面，介質在超聲波傳播時會進行不斷的吸收，使自身溫度逐漸升高，而且這種現象會隨超聲波振動的頻率變化表現出不同的特征。在空化學作用方面，聲場的作用會使液體中微氣泡發生振動，微氣泡會在聲壓值上升過程中發生由膨脹到湮滅的變化，此過程便為超聲波空化作用。而化學作用的發生主要受自由基的影響，這種自由基一般是在液體分子受高溫高壓的作用所形成的[1].
2 影響超聲波作用的因素分析
由前文可知，超聲波的作用通常體現在機械作用、熱學作用、空化作用以及化學作用等方面，但這些作用實現過程中往往會受很多因素影響如液體界面性質、聲強、超聲波的頻率、發生器類型以及溶解氣的種類等。作為超聲波動力來源的空化作用若存在頻率較低的超聲波、較大的聲強、張力較低的界面以及含溶解氣等可使其作用效果得到充分發揮。但需注意超聲波的頻率、聲強與液體溶解氣應控制在一定范圍內，避免其造成空化作用的削弱。除此之外，超聲波作用的發揮往往也受探頭式或槽式等類型的發生器影響[2].
3 石油化工領域中超聲波應用的研究進展
3.1 從防蠟與降粘的角度
由于我國的原油具有重質化與高粘化等特點，無論在煉制或輸送過程中都具有一定的難度。因此利用超聲波可起到一定的降粘與防蠟作用，解決稠油的加工與輸送難題。以往學者的研究為例，通過聲波處理約為25%的熔蠟油時，利用顯微鏡可發現處理前以網狀結構為主，而處理后蠟晶結構中的微粒會以均勻分布的形式呈現，證明防蠟降粘在超聲波的作用下會起到良好的效果。再如將含蠟原油置于38℃中，流量設置為10L/min,并在長度為60cm且內徑為1.9cm的管內進行流動，可發現利用超聲波前，結蠟量大約在520mg左右，而利用超聲波的情況下結蠟量將控制在350mg左右。若利用超聲波對凝固狀態的原有處理，也可發現高熔點處的原油融化速度將明顯增加。這就充分說明利用超聲波過程中，蠟晶的吸出得以延緩，原有的流動性將逐漸升高。另外，對摻“活性水”的稠油利用超聲波處理試驗中，也發現稠油的黏度大幅度降低，使長距離的輸送得以保證。
3.2 從防垢與除垢的角度
在以往的實踐過程中發現，對石油化工中的設備應用化學藥劑可以起到防垢除垢的作用，但往往會出現設備被腐蝕的現象?；诖爽F狀，相關人士開始將超聲波防垢裝置設置于石油化工的加熱爐中，發現其防垢除垢的效果極為良好。也有學者對超聲波作用下的水樣利用電鏡進行觀察，發現水中1-50um垢粒增多，而超過50um垢粒數量有所減少，并且垢粒在結構上主要以疏松狀為主，很難吸附于器壁上。這就充分說明垢粒在超聲波作用下被明顯的破壞，對存有垢粒的設備或管線能夠進行除垢。
3.3 從超聲波破乳的角度
對原油破乳利用超聲波時，需確保氣候條件較為溫和，使其能夠與破乳劑發生協調融效應，便可實現高油水分離率以及破乳劑用量的降低。尤其在混合原油破乳中利用超聲波作用，可發現破乳脫水速度在超聲波作用下速度極快，脫水率也明顯上升，而且通過水中細菌含量與油含量的降低也能使脫水水質得到很大程度的改善。充分證明超聲波的破乳作用。另外，也有學者從理論角度對超聲波作用下，油中水滴粒子所發生的位移效應進行分析，使油水分離能夠利用超聲波具有一定的理論依據。
3.4 從石油污水的處理角度
石油污水處理屬石油化工領域中的難題，在超聲波作用下既可使污水處理效率得到提高，也能將其作為輔助其他處理技術的主要方式。通過以往實踐研究表明，利用超聲波技術處理脫水乳化污油時，其脫水量至少將提高2倍，而且石油污水的化學耗氧量在不同功率的超聲波作用下所實現的耗氧量降低率結果也大不相同[3].
4 結語
石油化工領域中超聲波技術的應用將成為必然趨勢。但實際應用過程中需對其作用機理以及影響因素做出分析，并立足于自身發展狀況，充分發揮其在防蠟降粘、防垢除垢、超聲波破乳以及對石油污水處理等方面的應用效果，實現良好的經濟效益。
參考文獻：
[1]郭永剛，王景芹。 超聲波在石油化工中應用的研究進展[J]. 當代化工，2010,01:5-7-10.
[2]劉樸茂。 超聲波技術在石油化工領域的研究進展[J]. 化學工程與裝備，2012,07:131-133.
[3]張強，孫昱東，王雪，施宏虹，劉波。 超聲波技術在石油加工中的應用[J].石化技術與應用，2013,03:235-239.
