下载文档原格式
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 。
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。
