2、原油电脱水和脱盐的机理

1）原油电脱水的机理：电脱水的过程也就是乳化原油在高压电场力（交、直流电场）的作用下经过破乳、聚结、沉降，使原油与水分离的过程。

（1）其基本原理是破坏乳化液油水界面膜的稳定性，使其破裂，促进水颗粒凝聚成大水滴，借助油水密度差将水从原油中沉降下来。电脱水器聚结段的有电栅极可诱导水滴间偶极子的吸引，从而增加它们足够大的相互碰撞机会而达到聚结的目的。

（2）具体机理是将原油乳状液置于高压直流或交流电场中，由于电场对水滴的作用，使水滴发生变形并产生静电力；水滴变形可削弱乳化膜的机械强度，静电力可使水滴的运动速度增大，动能增大，促进水滴碰撞，而碰撞时其动能和静电力位能便能够克服乳化膜的障碍而彼此聚结成粒径较大的水滴，在原油中沉降分离出来。

（3）水滴在电场中聚结主要有三种方式，即电泳聚结、偶极聚结和振荡聚结。

A.电泳聚结:根据异性电相吸引的原理，在直流电场中，水滴移向与其本身电荷电性相反的电极，此现象称为电泳。由于原油中各种粒径水滴的界面上都带有同性电荷，故原油乳状液中全部水滴，将以相同的方向运动。

a.在电泳过程中，水滴受原油的阻力作用产生拉长变形，并使界面膜机械强度削弱，同时因水滴大小不等、所带的电量不同和运动时所受的阻力各异，故各水滴在电场中运动速度不同，水滴发生碰撞，使削弱的界面膜破裂，水滴合并增大，从原油中沉降分出。

b.未发生碰撞合并或碰撞合并后还不足以沉降的水滴将运动至与水滴相反的电极区附近。

c.由于水滴在电极区附近密集，增加了水滴碰撞合并的机率，使原油中大量小水滴主要在电极区附近分出。

d.电泳过程中水滴的碰撞、合并称为电泳聚结。

B.偶极聚结:在高压直流或交流电场中，原油乳状液中水滴受电场力的极化和静电感应，使水滴两端带上不同极性的电荷即形成诱导偶极。因为水滴两端同时受正负电极的吸引，在水滴上作用的合力为零，水滴除产生拉长变形外，在电场中不产生像电泳那样的运动，但水滴的变形削弱了界面膜的机械强度，特别在水滴两端界面膜的机械强度最弱;原油乳状液中许多两端带电的水滴像电偶极子一样，在外加电场中以电力线方向呈直线排列形成“水链”，相邻水滴的正负偶极相互吸引，电的吸引力使水滴相互碰撞，合并成大水滴，从原油中沉降分离出来。这种聚结方式称为偶极聚结，偶极聚结是在整个电场中进行的。

C.振荡聚结:在工频交流电场中，电场方向每秒改变50次，水滴内各种正负离子不断地作周期的往复运动，使水滴两端的电荷极性发生相应的变化。离子的往复运动使水滴界面膜不断的受到冲击，使其机械强度降低甚至破裂，水滴相撞而聚结成大水滴，从原油中分离出来;这种聚结方式称为振荡聚结，振荡聚结是在整个电场中进行的。

(4)原油乳状液在交流电场中，水滴以偶极聚结和振荡聚结为主；在直流电场中，水滴以电泳聚结为主，偶极聚结为辅。

A.过高的电场强度还会使水滴发生电分散作用，即由于水滴偶极矩的增大，其变形加剧，椭球形水滴两端受电场拉力过大而导致分裂。

a.当电场强度大于4.8kV/cm时，将有电分散发生。电分散时的电场强度与油水间的界面张力有关，因此任何使油水界面张力降低的因素，如脱水温度的增高，化学破乳剂的使用，均导致电场对水滴的相对作用增强，使产生电分散时的电场强度值降低。

b.电脱水和脱盐所使用的电场包括交流（AC）、直流（DC）和交直流电场，表2-2-1-b是三种电场的适用条件、工作方式和优缺点情况比较；图2-2-1-b是直流电和双电场脱水的供电示意图。

B.原油乳状液采用电破乳方法脱水时，应充分利用化学破乳剂的作用，提高脱水效果;由于各种原油性质不同，其形成乳状液性质也不同，需要选择不同品种的化学破乳剂与之相匹配才能有较好的破乳效果;选择破乳剂的品种和用量应通过室内破乳剂试验和现场工业试验，根据成本和效能合理的原则确定。

2)原油脱盐的机理:原油脱盐通常采用水洗的方法,原油脱盐的机理是利用盐易溶解于水的特点，用淡水稀释原油中的盐分，使得水中含盐浓度降低，再经过脱水后，残留的水中盐的浓度也较低，从而达到所规定的要求;由于盐基本上以伴生水的溶解盐形式出现，因此原油的最终含盐量可以通过原油所含水量和剩余水中的含盐量多少通过公式计算来确定。

图2-3-36 直流电和双电场脱水的供电示意图

(a)直流电脱水的供电

(b)双电场脱水的供电

KG-调整初级线圈电压的可控硅

B-脱水变压器

C-ZL-整流硅堆

D-TS-脱水器