重油（Heavy crude oil）储量十分丰富，但其黏度高、密度大等特征使重油开采和运输十分困难，因此重油降黏意义重大。超声波技术在近几十年逐渐被应用于重油降黏领域，但超声对重油黏度影响的机理尚未有定论。
针对这一问题，中科院声学所超声学实验室博士生高金彪及其导师王秀明、徐德龙、吴鹏飞等人结合化学分析方法揭示了超声波对重油黏度和化学结构影响的作用机理。相关研究成果2021年11月在线发表于国际学术期刊 Ultrasonics Sonochemistry 。
研究人员探究了超声对重油黏度的影响，对比了稳定剂四氢化萘、助空化剂乙二醇的加入对超声作用于重油油样的影响。最后结合傅里叶变换红外光谱仪和气相色谱仪对超声作用前后的油样的分析结果，得到了油样的官能团成分与含量、重轻质组分含量、碳数分布的变化情况，明确了超声作用对重油黏度和化学结构影响的机理。
实验结果表明，超声波不仅可以降低重油的黏度，在某些条件下也可以使重油的黏度增大。化学分析结果显示，超声作用会对重油中甲基、亚甲基等官能团的组分和含量产生影响，并且重质和轻质组分、长链和短链的含量也会发生相应的改变，这种化学结构的改变是导致重油黏度变化的主要原因之一。
本研究得到国家自然科学基金（No.11474305, No.11904384）、中科院基础前沿科学研究计划从0到1原始创新项目（No.ZDBS-LY-SLH037）的资助。
图1 实验流程图（图/中科院声学所）
图2 不同油样在不同超声作用时间的模拟蒸馏分析结果
（图/中科院声学所）
关键词：
重油；超声波；黏度变化；化学分析方法；机理；声空化
参考文献：
GAO Jinbiao, LI Chao, XU Delong, WU Pengfei, LIN Weijun, WANG Xiuming. The mechanism of ultrasonic irradiation effect on viscosity variations of heavy crude oil. Ultrasonics Sonochemistry, 81(2021) 105842. DOI: 10.1016/j.ultsonch.2021.105842.
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