電脫水的基本原理

1、電脫水器操作和維護(hù)第1頁共11頁電脫水的基本原理電脫水的基本原理原油的脫水方法很多，通常有離心脫除法，重力沉降法，化學(xué)分離法和靜電分離法等。離心脫除在小批量的工業(yè)生產(chǎn)中非常有效，分離效率很高，但是設(shè)備操作費(fèi)用較大。重力沉降法一般用于陸上。在開采項(xiàng)目初期的輕質(zhì)原油的電脫水，如果是重質(zhì)原油，若采用重力沉降法，罐體會很大，沉降時(shí)間也將很長。這是也往往加入一些破乳劑，以破壞游水乳化液，促進(jìn)水的脫除，這成為化學(xué)分離法。這些分離方法的效率是很有限的

2、，當(dāng)對分離效率和空間提出更高的要求時(shí)，采用高壓靜電技術(shù)的靜電分離脫水方法往往被應(yīng)用到原油的脫水過程中。在三相分離器中，原油中含有的大部分自由水被脫除，但是還有一部分水與原油結(jié)合在一起形成比較牢固的乳化液，這些乳化液中的水必須借助高壓電場作用才能破乳脫除出來，這就是電脫水。原油中的水進(jìn)入電場后被極化，即負(fù)電荷集中到水滴一端，正電荷集中到水滴另一端，每個(gè)極化水滴成為一個(gè)感應(yīng)偶極子——攜帶電量相等而極性相反的電荷或電極的顆粒，如圖1所示：圖1

3、水滴在電場中被極化形成感應(yīng)偶極子水滴在電場中被極化形成感應(yīng)偶極子極化后的水滴之間產(chǎn)生相互吸引的電場力，促進(jìn)水滴的聚結(jié)，如圖2所示。我們把這種導(dǎo)致微小水滴聚結(jié)的引力稱為聚結(jié)力，可以用以下公式表示：F=4226lEKr其中：F—水滴之間的電場聚結(jié)力；—原油乳化液自身的介電常數(shù)；K—水滴的半徑；r電脫水器操作和維護(hù)第3頁共11頁海上油田的原油電脫水器與陸地油田的原油電脫水器工作原理是基本相同的，只是由于電脫水器的工作地點(diǎn)不一樣，對海上原油的電

4、脫水器設(shè)計(jì)和運(yùn)行提出了一些更高的要求。根據(jù)多年來在海洋石油工程的工作經(jīng)驗(yàn)，我們總結(jié)了海上油田原油電脫水器的主要特點(diǎn)，這些主要特點(diǎn)如下：⒈適應(yīng)惡劣海洋環(huán)境的要求適應(yīng)惡劣海洋環(huán)境的要求海上采油設(shè)施要經(jīng)受各種惡劣氣候和風(fēng)浪的襲擊，經(jīng)受海洋環(huán)境高濕度、高腐蝕性氣體的侵蝕。受風(fēng)浪的影響，F(xiàn)PSO上的設(shè)備因船只的橫搖，縱搖，升沉等運(yùn)動(dòng)而處于非靜止?fàn)顟B(tài)中，這些必須在設(shè)計(jì)時(shí)予以考慮。⒉滿足安全生產(chǎn)的要求滿足安全生產(chǎn)的要求海上采油環(huán)境為易燃易爆危險(xiǎn)場所，

5、各種生產(chǎn)作業(yè)頻繁同時(shí)受空間限制，油氣處理設(shè)施、電氣設(shè)備、人員住房可能聚集在一起，因此對電脫水器設(shè)計(jì)的安全性提出了較高的要求，主要設(shè)計(jì)自動(dòng)安全關(guān)斷、報(bào)警、停止等安全生產(chǎn)保護(hù)措施，確保長周期安全生產(chǎn)。⒊設(shè)備布置緊湊，自動(dòng)化程度高設(shè)備布置緊湊，自動(dòng)化程度高海上平臺和FPSO的規(guī)模決定了投資的多少，因此在滿足生產(chǎn)的前提下，盡量選用效率高，占地空間小的設(shè)備，并要求布局合理，設(shè)計(jì)緊湊。由于海上油田操作人員少，因而要求設(shè)備的自動(dòng)化程度高，為保證儀表的

6、性能，儀表一般采用質(zhì)量優(yōu)良的進(jìn)口儀表。⒋增強(qiáng)設(shè)備的穩(wěn)定性增強(qiáng)設(shè)備的穩(wěn)定性設(shè)備的機(jī)械穩(wěn)定性是其正常運(yùn)行的基本特征。設(shè)計(jì)時(shí)充分考慮船體運(yùn)動(dòng)的加速度，電脫水器和底座都必須進(jìn)行加固設(shè)計(jì)（特別是FPSO上的設(shè)備）、加強(qiáng)處理。電場結(jié)構(gòu)采用三角形進(jìn)行固定設(shè)計(jì)，這是因?yàn)槿萜鲀?nèi)的流體在運(yùn)動(dòng)中會對電極板造成沖擊，嚴(yán)重時(shí)造成極板松動(dòng)或脫落。儀表、管線、電器等設(shè)備也必須進(jìn)行固定，避免船只的運(yùn)動(dòng)造成設(shè)備的損壞。⒌適應(yīng)性強(qiáng)，脫水效率高的高壓電場的設(shè)計(jì)適應(yīng)性強(qiáng)，脫水