电脱水的基本原理

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1、电脱水器操作和维护电脱水的基本原理原油的脱水方法很多，通常有离心脱除法，重力沉降法，化学分离法和静电分离法等。离心脱除在小批量的工业生产中非常有效，分离效率很高，但是设备操作费用较大。重力沉降法一般用于陆上。在开采项目初期的轻质原油的电脱水，如果是重质原油，若采用重力沉降法，罐体会很大，沉降时间也将很长。这是也往往加入一些破乳剂，以破坏游水乳化液，促进水的脱除，这成为化学分离法。这些分离方法的效率是很有限的，当对分离效率和空间提出更高的要求时，采用高压静电技术的静电分离脱水方法往往被应用到原油的脱水过程中。在三相分离器中，原

2、油中含有的大部分自由水被脱除，但是还有一部分水与原油结合在一起形成比较牢固的乳化液，这些乳化液中的水必须借助高压电场作用才能破乳脱除出来，这就是电脱水。原油中的水进入电场后被极化，即负电荷集中到水滴一端，正电荷集中到水滴另一端，每个极化水滴成为一个感应偶极子——携带电量相等而极性相反的电荷或电极的颗粒，如图1所示：图1水滴在电场中被极化形成感应偶极子极化后的水滴之间产生相互吸引的电场力，促进水滴的聚结，如图2所示。我们把这种导致微小水滴聚结的引力称为聚结力，可以用以下公式表示：F=其中：F—水滴之间的电场聚结力；—原油乳化液

3、自身的介电常数；—水滴的半径；—电场强度；第11页共11页电脱水器操作和维护—相邻水滴中心距。图2极化后水滴之间的相互作用从式中可以看出，水滴之间电场聚结力F与水滴半径的平方成正比，与电场强度E的平方成正比，而与两水滴间的中心距离l的四次方成反比。其中E就是电脱水器内电极板组成的电场所形成的电场强度。在电场力作用下，相邻小水滴破裂聚结成大水滴，大水滴又与周围的水滴聚结，由此不断长大，由于受到重力作用当水滴长大到一定程度就会开始沉降。在原油电脱水过程中，小水滴聚成大水滴后，原油和水的分离是依靠油水密度差的重力沉降来实现的，水滴

4、在原油中的自然沉降速度服从斯托克斯定律：υ=×g式中：υ——水滴沉降速度——水滴直径；——为油水密度差；g——重力加速度；——原油粘度。其实在沉降过程中水滴仍在不断地与周围水滴结合，不断变大，沉降速度也不断加快，最终水滴聚结在罐体底部，从排水管线中排出到污水处理系统，经过处理后达到环境保护的技术指标后，然后排到大海中。为了提高脱水率，可向原油乳化液中注入破乳剂，最好在原油进料泵吸入口加入，如果在泵吸入口加入破乳剂操作不方便，则应在预热器之前的某一点加入或增加混合器，以增加破乳剂与乳化液的混合效果。破乳剂有助于加快破乳过程，，

5、减少电脱水排水携带出电脱水器的含油量。海上原油电脱水器的技术特点第11页共11页电脱水器操作和维护海上油田的原油电脱水器与陆地油田的原油电脱水器工作原理是基本相同的，只是由于电脱水器的工作地点不一样，对海上原油的电脱水器设计和运行提出了一些更高的要求。根据多年来在海洋石油工程的工作经验，我们总结了海上油田原油电脱水器的主要特点，这些主要特点如下：⒈适应恶劣海洋环境的要求海上采油设施要经受各种恶劣气候和风浪的袭击，经受海洋环境高湿度、高腐蚀性气体的侵蚀。受风浪的影响，FPSO上的设备因船只的横摇，纵摇，升沉等运动而处于非静止状

6、态中，这些必须在设计时予以考虑。⒉满足安全生产的要求海上采油环境为易燃易爆危险场所，各种生产作业频繁同时受空间限制，油气处理设施、电气设备、人员住房可能聚集在一起，因此对电脱水器设计的安全性提出了较高的要求，主要设计自动安全关断、报警、停止等安全生产保护措施，确保长周期安全生产。⒊设备布置紧凑，自动化程度高海上平台和FPSO的规模决定了投资的多少，因此在满足生产的前提下，尽量选用效率高，占地空间小的设备，并要求布局合理，设计紧凑。由于海上油田操作人员少，因而要求设备的自动化程度高，为保证仪表的性能，仪表一般采用质量优良的进口

7、仪表。⒋增强设备的稳定性设备的机械稳定性是其正常运行的基本特征。设计时充分考虑船体运动的加速度，电脱水器和底座都必须进行加固设计（特别是FPSO上的设备）、加强处理。电场结构采用三角形进行固定设计，这是因为容器内的流体在运动中会对电极板造成冲击，严重时造成极板松动或脱落。仪表、管线、电器等设备也必须进行固定，避免船只的运动造成设备的损坏。⒌适应性强，脱水效率高的高压电场的设计海上油田在不同开采时段，原油产量不同，有时产量波动很大，石油中含水量也有很大的变化。这要求所设计的电脱水器必须具有较强的适应性，能够在多种原油处理量和原

8、油含水量下平稳操作，并达到理想的脱水效果。⒍油水界位防浪技术和水冲洗装置的设计在电脱水行业，油水界位被称为电脱水器的“心脏”第11页共11页电脱水器操作和维护，这是因为电极板将与油水界位形成一个弱电场。乳化液首先进入这个弱电场进行脱水，油水界位的稳定，弱电场有效进行对于保障最终的脱水效果具