电脱水器讲解

电脱水器技术的分析07级本科2班冯玉娇200711011217电脱水器技术的分析从地层中开采出的原油不可避免地含有大量的水,给之后的储运、加工环节带来了很多不利影响。

因此必须对采出油进行脱水处理,以保证外输前原油的含水量低于0. 5 %。

采出油中水主要以溶解水、乳化水和悬浮水为主,其中乳化水最为稳定。

特别对于重质油来说,很难利用常规的重力沉降法将其脱除。

人们针对乳化液脱水进行了很多研究,如静电聚结、化学破乳、微波破乳及离心分离等,其中应用最为广泛的首推静电聚结法和化学破乳法。

静电聚结主要适用于W/ O 型乳化液,利用电场将连续相(油) 中分散相(水) 聚结成尺寸较大水滴,使其便于分离。

电脱水技术发展简图见图1 。

着重从电场形式、极板结构与布局、辅助设备以及温度和压力这4 个方面进行简要介绍。

1电场形式电场是电脱水器最主要的组成部分,它的形式直接决定了脱水的效果。

按照供电方式的不同,可将电场大致分为4 类。

1. 1 交流电场交流电场是目前电脱水器中应用最多的电场形式,其频率大多为50 Hz 。

水滴在交流电场中主要发生偶极聚结和振荡聚结。

偶极聚结的原理为水滴在电场作用下发生极化,两端带上不同极性的电荷, 相邻水滴正负偶极相互吸引并发生聚结。

而振荡聚结是指每个极化水滴在交流电场的作用下反复伸缩振荡,使得水滴表面的乳化膜强度削弱,最终合并成大水滴,在重力作用下从原油中沉降出来。

交流电场具有电路简单、无需整流设备的优点, 且由于电流频繁变换,带电颗粒移动受抑制,使得电解反应可逆,不会对设备造成严重腐蚀,因此适合处理含水率较高的原油。

但由于交流电场的电压随时间以正弦规律变化,因此只有部分时间内的电压对脱水有利,处理量及效率均较低。

另外电场中的水滴易沿着电场方向排列形成许多水链,造成电场短路,导致操作不稳定。

1. 2 直流电场相对于交流电场,直流电场的应用不十分广泛。

它主要利用固定的电场,使带有不同极性的水颗粒向着相反的方向运动,从而产生碰撞,形成较大水滴便于沉降。

电脱水器故障分析与解决措施摘要：随着当前国内油田的不断开发，为了能够满足工业化的发展诉求，电脱水应用的加强是必不可少的，脱水器一旦发生问题就会导致原油的含水成本超标，为了能够防止电脱水对油水分离产生的不良影响，就需要针对电脱水的不稳定因素开展剖析，并得到理想的脱水成效。

本文通过对电脱水作用原理作为切入点，并对电脱水器的故障现象进行分析，最后给出其有效措施进行阐述。

关键词：电脱水；故障分析；解决措施一、电脱水器的主要作用随着当前原油开采的难度系数逐渐增大，开采原液的成分也变得复杂，同时，传统的原油脱水技术已无法满足现有的原油脱水，其油水分离难度也愈来愈大。

但在原有具体的生产进程中，电脱水器却能够在极小的风险下实现脱水转油的操作流程，其在市场内所占据的地位显然是无可厚非的，在整个石油开采运输工程中，其主要负责从电脱水到含水率小于25%的原液的分离操作，从而获得相对纯净的油。

但是，如果机器在运行过程中发生故障，不仅会导致内部含水量超标，还会导致原液无法输送。

同时，这将增加团队的工作压力和实施集油项目的难度，最终将对其稳定性和安全性产生极其不利的影响。

同时，电脱水装置得稳定能让平台的安全稳定生产能够起到关键性的指导性作用。

[1]二、电脱水器装置的主要工作原理在交直流脱水机中，通常存在三种不同强度的电场效应，包括弱电场、中性场和强电场。

当原油和水结合形成的乳状液在热调节操作后进入电脱水罐时，需要通过电脱水水泵上升和下降，使乳状液能够流过罐底并沉淀，固体颗粒和其他残留物保留在乳液中，以去除多余的非液化杂质。

在这个过程中，原油的含水量仍然相对较高，其导电性也相对较强。

因此，应在油水接头和电极板之间设计一个单一的弱电场，以便将电场从大量水质中分离出来。

此时，乳液的电导率随着含水量的降低而降低。

此时，当你进入强电场时，剩余的水会受到强磁场的影响，导致水滴聚集，从而从原油中沉淀出大水滴，继而达成油水分离的目的。

三、造成电脱水器故障因素分析3.1电脱水器罐内紧固件（螺栓及螺母）松动掉落当在电脱水机的罐体中发现紧固件（螺栓和螺母）出现失速和松动异常时，主要是由于这种类型的平台相对固定平台的四足升降插入件具有极高的迁移率和较大的振荡幅度。

第一节电脱水器的投产操作一、电脱水器的简介1、什么是电脱水器？其分类及结构原理？电脱水器：它是通过直流或交流电所形成的电场强度（两者的混合）使原油进一步脱水，使其达到含水在0.5%以下的合格净化油的电器设备。

分类：立式、卧式两种结构原理：原油从进油管进入预降室，沉降泥沙及部分游离水，在预降室左右两侧进入进油槽，然后以进油槽上的布油孔进入油水界面下部的水相空间，进行水洗脱除残余游离水。

利用水的浮力使水洗后的油流方向垂直于电极面，并且自下而上地经过油水界面的上部电场空间，在高压电场的作用下水颗粒发生碰撞，聚结合并，水靠油水密度差分离沉降到脱水器底部，流入集水室，经排水放出。

脱后净化油汇于脱水器顶部集油管，经出油管排出。

二、电脱水器投产前的准备工作1、穿戴好劳动保护用品2、工具：活动板手375毫米一把，梅花板手一套，管钳450毫米一把，手钳，螺丝刀（梅花和平口），温度计等；3、材料：石棉垫子（3毫米），黄油；三、操作步骤1、检查附件：安全阀是否有铅封、效检压力是否在规定范围内、是否在效检期限内；压力表是否有铅封、效检日期是否在期限范围内、指针是否归零；流程是否正确，未投产前应交通打开，出入口阀关闭；顶部放空阀是否打开；放水阀及看窗是否完好等；2、进油操作：检查排污阀是否关闭，脱水器顶部大放空阀打开，通知有关岗位按操作规程启动脱水泵，打开脱水器的入口阀，使原油进入脱水器内，同时观察顶部放空阀进行放空，当液位进到脱水器的2/3时，关闭大的放空阀，打开小的放空阀，直到见油为止，关闭小的放空阀。

然后缓慢打开出口阀，根据生产需要将压力控制在合理范围内（0.18-0.20Mp）。

投油后，检查脱水器人孔、看窗、各阀门及连接部位是否有渗漏，控制好油水液位，按操作规程启动放水泵，确认正常后准备送电；3、送电：送电前首先检查脱水器顶部是否有人，确认无人后情况下，关闭安全门，通知电工送电；调节电压、电流，电压控制在200-380伏之间，电流控制在50安以下，并保证平稳；4、加温：确认电场正常后，通知炉岗进行点炉，点炉时严格按操作规程进行点炉，需要侧身点炉，先给火后给气的原则，温度控制在55-65℃之间；根据生产需要确定加药浓度，按操作规程启动加药泵，进行加药；5、检查：检查时严格按三勤五平稳进行，三勤是勤观察、勤调整、勤分析；五平稳是压力平稳、温度平稳、放水平稳、处理量平稳、加药平稳；对各项参数做好记录；6、清点工具，清理现场；第二节固定式泡沫灭火装置启动操作一、固定式泡沫灭火装置简介二、准备工作1、穿戴好劳动保护用品2、工具：活动板手375毫米一把，钢丝钳一把，管钳450毫米一把，螺丝刀等；三、操作步骤1、启动前准备工作：通知电工检查三相电流及流程是否正常；启动消防泵，按启动操作规程进行，需要给消防泵内灌水，然后合闸，按启动按钮，将水压调到泡沫比例混合器和空气泡沫发生器工作压力0.05Mpa。

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=422 6l EKr其中：F—水滴之间的电场聚结力；K—原油乳化液自身的介电常数；r—水滴的半径；E—电场强度；l —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，水滴在原油中的自然沉降速度服从斯托克斯定律：υ=μρ182∆⋅d ×g 式中：υ——水滴沉降速度d ——水滴直径；ρ∆——为油水密度差；g ——重力加速度；μ——原油粘度 。

化工石油电脱水器工作原理
石油电脱水器是一种用于去除石油中的水分的设备。

其工作原理主要包括以下几个步骤：
1. 混合相分离：将含水的石油与电脱水剂混合，产生一个含有油水两相的混合液。

电脱水剂通常是一种带有极性基团的溶剂，能使石油中的水分子离子化。

2. 电场作用：将混合液通过一个电场处理装置，如电脱水器。

电脱水器包括两个电极（一个带电，一个接地）以及一个电场间隙。

电极间加入高电压，形成一定强度的电场。

3. 电场效应：在电场作用下，电脱水剂中的离子会受到电场力的作用，发生迁移。

正极性离子会向阴极迁移，负极性离子会向阳极迁移。

水分子在电场作用下被离子化，并会向阳极迁移。

4. 去水分离：在电场作用下，水分子向阳极迁移并聚集，形成水珠。

水珠会被引导到油水两相界面，从而实现水分的去除。

5. 分离回收：经过电脱水处理后，石油中的水分得到去除，并与电脱水剂分离。

分离后的电脱水剂可以进行再生和循环使用，而脱水后的石油则更符合使用要求。

总而言之，石油电脱水器通过电场作用，将石油中的水分子离子化并移动，使其聚集并被分离出来，从而实现石油的脱水处理。

电脱水器的稳定运行受到多重因素的影响和制约，只有对这些因素进行深入的考察和控制，才能有效保证电脱水器的稳定运行，以提高电脱水器油液脱水处理的质量和效率。

一、海上平台电脱水器概述海上平台电脱水器的过程就是含水原油在直或交流电高压电场的作用下，经过破乳、聚结、沉降的过程，使原油和水继续分离，并达到原油脱水质量要求。

其基本原理是破坏乳化液界面膜的稳定性，让其破裂重组，促进大量的小水滴凝聚成大水滴，利用油水密度差分离原油和水。

水滴在电场中聚结主要有电泳聚结、偶极聚结和振荡聚结。

原油乳状液在交流电场中，以偶极聚结和振荡聚结为主。

而在直流电场中，以电泳聚结为主，偶极聚结为辅。

电脱水器还应充分利用化学破乳剂的作用提高原油脱水效果。

根据平台实际原油物性选择与之匹配的破乳剂类型和用量。

二、海上平台电脱水器运行波动的原因1.原油压力过低或过高。

在海上平台电脱水器的运行过程中，如果进入电脱水器的原油压力过低，原油中的天然气等气体成分就会被释放在电脱水器中，电脱水器一旦进气就会导致电脱水器的不稳定运行。

如果进入海上平台电脱水器的原油压力过高，则会导致电脱水器的油水分离工作难度加大，也会出现不稳定运行的情况。

而原油的压力过高或过低，通常与油田和原油的质量有关。

2.原油的温度过低。

原油乳液的粘度与原油的温度有着密切的关系，其粘度影响着海上平台电脱水器的稳定运行，原油温度与粘度的关系如图1。

图1 原油温度与年度的关系曲线图示在一般情况下，原油的温度越低，原油的黏度越高，二者成反比关系。

如果进入海上平台电脱水器的原油温度过低，就会导致原油的流动性较差，即便是经过加热也很难到达标准水平，从而影响电脱水器的稳定运行。

3.破乳剂剂量的不合理。

在海上平台电脱水器的原油中加入破乳剂能够让原油产生一定数量的破乳，产生了破乳的原油油面的张力就会有效降低，更有利于海上平台电脱水器的油水分离工作。

但如果破乳剂剂量过多，不但会导致油水分离的成本增加，还会让油水分离过后的水分和原油中包含过多的杂质，影响原油处理的质量，加大污水处理的难度。

甘肃蓝科石化高新装备股份有限公司（兰州石油机械研究所）交直流静电脱水器技术特性简介1、静电分离原理在原油中，水或其溶液是一种极性分子（图1）。

Hydrogen图1 电场对水影响Hydrogen这样，在电场中的分散水滴由于以下二种机理而发生凝聚：①水滴与充电电极直接接触或经有机相传递获得净电荷而相互吸引聚集。

②在外电场梯度的作用下，极性水分子偶极距在电场中由随机分布转向成定向排列，而相互吸引聚集。

2、双极性（交直流）脱水器双极性脱水器采用的是高电压梯度，极板之间保持稳定的直流电场。

水界面及容器壳体与电极板之间则维持一个交流电场。

此交流电场能防止单一直流电场引起的容器腐蚀。

乳化液首先通过交流低梯度电场，乳化水凝聚成大颗粒而下沉。

仍带有小颗粒乳化水珠的油流进入直流电场，其中的水珠定向排列并相互吸引。

接近任何一块直流极板的水珠都被带上电荷并向相反极性的极板加速运动。

在向相反极性的极板运动中，水珠相互碰撞并凝聚。

当水珠变得足够大时，其重力就克服了使它们悬浮起来的直流电场力，这样，水珠便沉降到水相中。

经实验证明，交流电场对于较大的水滴有较好的凝聚效果，直流电场对于较小的水滴凝聚较好，依据重力沉降原理，在交流电场中，较大的水滴凝聚成更大的水滴，使之与油分离沉降至下层水中，而较小的水滴在直流电场作用下，碰撞凝聚成较大的水滴，沉入交流电场再次凝聚，达到更好的脱水效果。

由此可见，交直流脱水器DC与AC的合理分布，使脱水效率更高。

典型的双极性脱水器电极分布如下图2：图2 典型的双极性脱水器电场分布甘肃蓝科石化高新装备股份有限公司（兰州石油机械研究所）1985年与美国CE-NATCO公司签定连续技术转让合同，引进了交直流电脱水（脱盐）全套技术，包括脱水/脱盐工艺计算（解析计算和统计偏差分析计算）、设备设计等，甘肃蓝科石化高新装备股份有限公司（兰州石油机械研究所）在消化吸收的基础上，又经过自主开发形成了甘肃蓝科石化高新装备股份有限公司（兰州石油机械研究所）富有特色的静电处理技术。

操作电脱水器一、学习目标掌握电脱水器的操作方法，能正确处理电脱水器常见故障，熟悉电脱水器工作原理，以及在使用电脱水器中的注意事项。

二、使用工具300mm活动扳手1把，F型扳手1个，试电笔1个，螺丝刀1把，手钳子1个三、相关知识1.电脱水器的分类⑴.原油电脱水器从外形上分为：立式和卧式电脱水器。

⑵.原油电脱水器从内部结构型分为：多层极盘式、鼠笼式、多室式、垂直平衡组合式、极盘鼠笼组成式等。

⑶.原油电脱水器从脱水方式分：直流电脱水和交流电脱水。

直流电脱水——在直流电场中，由于正负极固定不变，油中带电荷的水滴互相吸引，在电场中定向排列型成水链。

在移动过程中，大小不同的水滴因速度不同产生碰撞，聚集成更大的水滴，靠密度差从油中沉降下来。

交流电脱水——除了电场力的作用之外，在交流电场中，电场每秒改换50次方向，使水滴两端不断改变，引起水滴振荡和摆动，大大削弱了油水界薄膜强度，破坏水滴的保护膜，使水滴合并沉降下来。

目前我国普遍使用的是多层电极盘式的卧式电脱水器和立式电脱水器两种。

根据电脱水器工作原理可以看出，交流电促使水滴振荡变形，大水滴振荡过强，相互碰撞机会少，容易破乳，小水滴则相反。

直流电使水滴定向移动，大小水滴移动速度不同，但总会聚集在一起，自由沉降下来，所以直流电脱水比交流电脱水效果好。

交流脱水比直流脱水质量好（低放水），而脱水后原油含水质量不如直流电脱水。

根据这种情况，在美国和大庆的一些油中，试验一种复合式电脱水器。

脱水器上层极盘为直流电，下层极盘用交流电，这样既有好的原油质量，又有好的放水质量。

通过实验，不但脱水质量有很大提高，而且在节能上有很好的效果。

2.卧式电脱水器工作原理原油从进油管进入预降室，沉降泥沙及部分游离水，在预降室左右两侧进入进油槽，然后从进油槽上的布油孔进入油水界面下部的水相空间，进行水洗脱出残余游离水，利用水的浮力使水洗后的油流方向垂直于电极面，并且自下而上地经过油水界面的上部电场空间。