1一、電脫水原理其原理是將原油乳狀液置于高壓直流或交流電場中，由于電場對水滴的作用，削弱乳化膜的強度，靜電力可使水滴的運動速度增大，促進水滴互相碰撞，使水滴聚結粒徑較大的水滴，在原油中沉降分離出來。1一、電脫水原理其原理是將原油乳狀液置于高壓直流或交流電場中2水滴在電場中聚結方式電泳聚結偶極聚結振蕩聚結2水滴在電場中聚結方式電泳聚結31.電泳聚結根據異性電荷相吸引的原理，在直流電場中，水滴移向與其本身電荷電性相反的電極，此現象稱為電泳。由于原油中各種粒徑水滴的界面上都帶有同性電荷，故原油乳狀液中全部水滴，將以相同的方向運動。31.電泳聚結根據異性電荷相吸引的原理，在直流電場中，水滴4在電泳過程中，水滴受原油的阻力產生拉長變形，并使界面膜機械強度削弱，同時因水滴大小不等、電量不同和所受阻力各異，各水滴速度不同，水滴發生碰撞，使削弱的界面膜破裂，水滴合并增大，從原油中沉降分出。1.電泳聚結4在電泳過程中，水滴受原油的阻力產生拉長變形，并使界面膜機械5未發生碰撞合并或碰撞合并后還不足以沉降的水滴，將運動至與水滴極性相反的電極區附近。由于水滴在電極區附近密集，增加了水滴碰撞合并的機率，使原油中大量小水滴主要在電極區附近分出。電泳過程中水滴的碰撞、合并稱為電泳聚結。1.電泳聚結5未發生碰撞合并或碰撞合并后還不足以沉降的水滴，將運動至與水62.偶極聚結在高壓直流或交流電場中，原油乳狀液中的水滴受電場力的極化和靜電感應，使水滴兩端帶上不同極性的電荷即形成誘導偶極。因為水滴兩端同時受正負電極的吸引，水滴產生拉長變形，削弱了界面膜的機械強度，特別在水滴兩端界面膜的強度最弱。62.偶極聚結在高壓直流或交流電場中，原油乳狀液中的水滴7原油乳狀液中許多兩端帶電的水滴象電偶極子一樣，在外加電場中以電力線方向呈直線排列形成“水鏈”，相鄰水滴的正負偶極相互吸引。電的吸引力使水滴相互碰撞，合并成大水滴，從原油中沉降分離出來。這種聚結方式稱為偶極聚結，偶極聚結是在整個電場中進行的。2.偶極聚結7原油乳狀液中許多兩端帶電的水滴象電偶極子一樣，在外加電場中8

電場中水滴的偶極聚結（a）

水滴兩端的帶電的變形（b）

相鄰兩水滴的相互作用8電場中水滴的偶極聚結9水滴間的偶極聚結作用力和電場強度E的平方成正比。要想獲得較好的脫水效果，必須建立較高的電場強度。但當電場強度過高時，橢球形水滴兩端受電場拉力過大，以致將一個小水滴拉斷成兩個更小的水滴，產生“電分散”，使原油脫水情況惡化。2.偶極聚結9水滴間的偶極聚結作用力和電場強度E的平方成正比。要想獲得較10多數情況下，當E≥4.8千伏/厘米時，將發生電分散。因而，國內外電脫水器的工作電壓范圍一般為11～40千伏，電場強度為0.8～3.3千伏/厘米。在電場中，水滴的電分散過程僅需幾秒即可完成，若剩余的水滴仍有足夠大的直徑，經過一定時間后又會重復電分散過程，因而原油乳狀液通過電場的時間應該適當，增加原油乳狀波在電場中的滯留時間不會改善脫水效果。2.偶極聚結10多數情況下，當E≥4.8千伏/厘米時，將發生電分散113.振蕩聚結水滴中常帶有酸、堿、鹽的各種離子。在工頻交流電場中，電場方向每秒改變50次，水滴內各種正負離子不斷地作周期性的往復運動，使水滴兩端的電荷極性發生相應的變化。離子的往復運動使水滴界面膜不斷地受到沖擊，使其機械強度降低、甚至破裂，水滴聚結沉降，這一過程稱為振蕩聚結。

113.振蕩聚結水滴中常帶有酸、堿、鹽的各種離子。在工頻交12對原油乳狀位在電場中破乳過程的觀察表明：在交流電場中破乳作用是在整個電場范圍內進行的，以偶極聚結和振蕩聚結為主。直流電場的破乳聚結，主要在電極附近的有限區域內進行，以電泳聚結為主，偶極聚結為輔。一、電脫水原理12對原油乳狀位在電場中破乳過程的觀察表明：一、電脫水原理13根據電脫水原理，電法脫水只適宜于油包水型乳狀液。在處理中、高含水率原油乳狀液時，一般先經化學破乳脫水后，使含水率降低后再進入電脫水器進行脫水，通常把這種脫水工藝稱為二段脫水。一、電脫水原理13根據電脫水原理，電法脫水只適宜于油包水型乳狀液。在處理14二、交、直流電場對比和雙電場脫水1.交、直流電場對比大慶油田在類同的原油脫水器上，用交流和直流電場進行過脫水效果的對比試驗，其測試參數見下表。14二、交、直流電場對比和雙電場脫水1.交、直流電場對比15交、直流電脫水效果對比15交、直流電脫水效果對比16交流電場脫水的特點聚結形式為偶極聚結和振蕩聚結，以水滴界面膜受到的振蕩力較大，使脫出水清澈，水中含油率較少。電路簡單，無需整流設備。聚結的脫水效果和原油含水率有關，含水率較高時水滴的平均直徑亦大，會有較好的脫水效果，故不適宜處理含水率較低的原油乳狀液，其凈化油含水率較高，大約為直流電脫水的3～5倍。16交流電場脫水的特點聚結形式為偶極聚結和振蕩聚結，以水滴界17交流電場脫水的特點交流電壓呈正弦曲線變化，每一周期內只有兩個瞬間使電場強度達到最大值，故其效率較低，原油乳狀液的處理量較低。交流電場中水滴容易排列成許多水鏈使電場發生短路，操作不夠穩定，單位原油乳狀液的耗電量約為直流電的140%左右。17交流電場脫水的特點交流電壓呈正弦曲線變化，每一周期內只有18直流電場脫水的特點聚結形式為電泳聚結和偶極聚結；脫水效果比交流電脫水好；但直流電的脫出水含油量要比交流電的多；供電電路需整流設備。我國油田上直流電脫水比交流電脫水使用得較為廣泛。18直流電場脫水的特點聚結形式為電泳聚結和偶極聚結；192.雙電場脫水各油田先后試驗成功了交直流雙電場脫水工藝，在原油含水率較高的脫水器中下部建立交流電場，在原油含水率較低的脫水器中上部建立直流電場。實踐說明：雙電場脫水能提高凈化原油的質量，并使處理每噸原油的耗電量降為原直流電脫水的1/2以下。192.雙電場脫水各油田先后試驗成功了交直流雙電場脫水工藝20直流電場和雙電場脫水的供電，在原直流電場脫水中，變壓器次級線圈中心抽頭接地，變壓器輸出電壓為40千伏。下層電極與殼體間的電壓UBC為20千伏，而兩極間的電壓為40千伏。形成下層電極與殼體間為弱直流電場，兩極間為強直流電場。2.雙電場脫水20直流電場和雙電場脫水的供電，在原直流電場脫水中，變壓器次21直流和雙電場脫水的供電KG一調整初級線圈電壓的可控硅；B一脫水變壓器；ZL一整流硅堆；TS一脫水器體間電壓兩種接線電壓比較（a）直流電場電壓；（b）雙重電場電壓；UBA一下、上層電極電壓；UBC一下層電極與殼體電壓21直流和雙電場脫水的供電兩種接線電壓比較22在改造后的雙電場脫水中，一般只用次級線圈的一半，即變壓器輸出電壓為20千伏。在交流電的正半周中，下層電極與殼體間的電壓為20千伏，由于上層電極無電流流回變壓器，故兩極間的電壓為零。在交流電的負半周中，殼體與上層電極間的電壓為20千伏，它由殼體與下層電極、下上兩電極間兩部分電壓疊加組成，即UCB＋UBA。2.雙電場脫水22在改造后的雙電場脫水中，一般只用次級線圈的一半，23用雙重電場脫水時，下層電極與殼體間構成正負幅值不等的交流電場，而兩電極間為直流脈沖電場。由上分析可知，雙重電場脫水綜合了交、直流脫水的優點，使原油脫水效果得到改善，同時極間電壓的成倍降低，使雙重電場脫水的電耗大幅度降低。2.雙電場脫水23用雙重電場脫水時，下層電極與殼體間構成正負幅值不等的交流24三、電脫水器的結構我國早期在玉門使用的脫水器為常壓儲罐形電脫水器，即在立式常壓儲罐內安裝幾組脫水電極。后來由于原油蒸發損耗太大，在大慶油田開發初期被立式圓筒形耐壓脫水器所取代，近年來，各油田廣泛采用大型臥式耐壓脫水器。24三、電脫水器的結構我國早期在玉門使用的脫水器為常壓儲罐25臥式電脫水器中含水原油由管4進入脫水器內油水界面以下的分配頭。由分配頭流出的含水原油經水洗除去游離水后，自下而上沿水平截面均勻地經過電場空間。在高壓電場下，從原油中分出的水滴沉降至脫水器底部，經放水排空口排出。凈化原油經頂部管線排出。在油層和水層間，通常有50～100毫米厚的油水共存段。三、電脫水器的結構25臥式電脫水器中含水原油由管4進入脫水器內油水界面以下的26

臥式電脫水器結構示意圖1—殼體；2—接電裝置；3—電極組；4—人孔口；5—進液管；6—進油管：7—沖砂裝置；8—進液裝置；9—接地電極板；10—中間分配箱；11—分配箱；12—檢修平臺26臥式電脫水器結構示意圖27臥式耐壓電脫水器的特點增加容器長度，可增加脫水器容積，減少設備臺數；有很大的水平截面積，可設置電場，處理能力明顯提高；水滴的沉降距離短，有利于水滴分出和提高凈化油質量。但排砂和清除底部油泥較為困難。27臥式耐壓電脫水器的特點增加容器長度，可增加脫水器容積，減28四、電脫水器的供電方式根據油品性質和實踐經驗，應本著技術先進、經濟合理和安全適用等原則，選用供電方式。根據《原油電脫水設計規范》的規定，原油電脫水的供電方式，應優先采用交直流雙重電場，亦可采用直流電場或交流電場。28四、電脫水器的供電方式根據油品性質和實踐經驗，應本29五、電脫水達到的技求指標輕質原油、中質原油的水含量指標應小于或等于0.5％（質量）；重質原油的水含量指標應小于或等于2.0％（質量）。從電脫水器脫出的污水，含油一般不大于0.5％。經隔油措施或除油系統后的污水，其油含量應不超過1000mg/L。29五、電脫水達到的技求指標輕質原油、中質原油的水含量指標應30六、設計技術參數的確定電脫水器的操作溫度電脫水器的操作壓力原油含水率電脫水器的處理能力30六、設計技術參數的確定電脫水器的操作溫度311.電脫水的操作溫度應本著節能的原則，在達到脫水質量要求的前提下，盡可能地對原油乳狀液少加熱或不加熱。電脫水操作溫度應根據原油的粘溫特性確定，宜使原油的運動粘度在低于50mm2/s的條件下進行脫水。311.電脫水的操作溫度應本著節能的原則，在達到脫水質322.電脫水器的操作壓力確定電脫水操作壓力時，其壓力應比操作溫度下的原油飽和蒸汽壓高0.15MPa。脫水器的操作壓力常受集輸系統壓力的制約。目前，我國多數油田采用低壓集輸系統，脫水器的操作壓力一般在（1.5～3.0）×105Pa范圍內。322.電脫水器的操作壓力確定電脫水操作壓力時，其壓力應比333.原油含水率進入電脫水器的原油乳狀液的含水率太高，例如超過40～50％時，由于乳狀液導電率的上升，不易維持穩定的電場，使脫水質量急劇降低。進入電脫水器的較適宜的含水率為15～30％。333.原油含水率進入電脫水器的原油乳狀液的含水率太高，34電脫水器的處理能力，應根據原油乳狀液處理的難易程度確定其在電脫水器內的停留時間，停留時間一般為40min，稠油一般不超過60min。單臺電脫水器的處理能力按下式計算：4.電脫水器的處理能力34電脫水器的處理能力，應根據原油乳狀液處理的難易程度確定其35Q——單臺電脫水器處理的原油流量，m3/（h·臺）；

Vi—電脫水器空罐容積，m3/臺；

t—原油在電脫水器內的停留時間，h。

由含水原油體的總體積流量和單臺電脫水器處理能力確定電脫水器的臺數。電脫水器臺數的設置一般不少于2臺，不多于6臺。4.電脫水器的處理能力35Q——單臺電脫水器處理的原油流量，m3/（h·臺）；36一、電脫水原理其原理是將原油乳狀液置于高壓直流或交流電場中，由于電場對水滴的作用，削弱乳化膜的強度，靜電力可使水滴的運動速度增大，促進水滴互相碰撞，使水滴聚結粒徑較大的水滴，在原油中沉降分離出來。1一、電脫水原理其原理是將原油乳狀液置于高壓直流或交流電場中37水滴在電場中聚結方式電泳聚結偶極聚結振蕩聚結2水滴在電場中聚結方式電泳聚結381.電泳聚結根據異性電荷相吸引的原理，在直流電場中，水滴移向與其本身電荷電性相反的電極，此現象稱為電泳。由于原油中各種粒徑水滴的界面上都帶有同性電荷，故原油乳狀液中全部水滴，將以相同的方向運動。31.電泳聚結根據異性電荷相吸引的原理，在直流電場中，水滴39在電泳過程中，水滴受原油的阻力產生拉長變形，并使界面膜機械強度削弱，同時因水滴大小不等、電量不同和所受阻力各異，各水滴速度不同，水滴發生碰撞，使削弱的界面膜破裂，水滴合并增大，從原油中沉降分出。1.電泳聚結4在電泳過程中，水滴受原油的阻力產生拉長變形，并使界面膜機械40未發生碰撞合并或碰撞合并后還不足以沉降的水滴，將運動至與水滴極性相反的電極區附近。由于水滴在電極區附近密集，增加了水滴碰撞合并的機率，使原油中大量小水滴主要在電極區附近分出。電泳過程中水滴的碰撞、合并稱為電泳聚結。1.電泳聚結5未發生碰撞合并或碰撞合并后還不足以沉降的水滴，將運動至與水412.偶極聚結在高壓直流或交流電場中，原油乳狀液中的水滴受電場力的極化和靜電感應，使水滴兩端帶上不同極性的電荷即形成誘導偶極。因為水滴兩端同時受正負電極的吸引，水滴產生拉長變形，削弱了界面膜的機械強度，特別在水滴兩端界面膜的強度最弱。62.偶極聚結在高壓直流或交流電場中，原油乳狀液中的水滴42原油乳狀液中許多兩端帶電的水滴象電偶極子一樣，在外加電場中以電力線方向呈直線排列形成“水鏈”，相鄰水滴的正負偶極相互吸引。電的吸引力使水滴相互碰撞，合并成大水滴，從原油中沉降分離出來。這種聚結方式稱為偶極聚結，偶極聚結是在整個電場中進行的。2.偶極聚結7原油乳狀液中許多兩端帶電的水滴象電偶極子一樣，在外加電場中43

電場中水滴的偶極聚結（a）

水滴兩端的帶電的變形（b）

相鄰兩水滴的相互作用8電場中水滴的偶極聚結44水滴間的偶極聚結作用力和電場強度E的平方成正比。要想獲得較好的脫水效果，必須建立較高的電場強度。但當電場強度過高時，橢球形水滴兩端受電場拉力過大，以致將一個小水滴拉斷成兩個更小的水滴，產生“電分散”，使原油脫水情況惡化。2.偶極聚結9水滴間的偶極聚結作用力和電場強度E的平方成正比。要想獲得較45多數情況下，當E≥4.8千伏/厘米時，將發生電分散。因而，國內外電脫水器的工作電壓范圍一般為11～40千伏，電場強度為0.8～3.3千伏/厘米。在電場中，水滴的電分散過程僅需幾秒即可完成，若剩余的水滴仍有足夠大的直徑，經過一定時間后又會重復電分散過程，因而原油乳狀液通過電場的時間應該適當，增加原油乳狀波在電場中的滯留時間不會改善脫水效果。2.偶極聚結10多數情況下，當E≥4.8千伏/厘米時，將發生電分散463.振蕩聚結水滴中常帶有酸、堿、鹽的各種離子。在工頻交流電場中，電場方向每秒改變50次，水滴內各種正負離子不斷地作周期性的往復運動，使水滴兩端的電荷極性發生相應的變化。離子的往復運動使水滴界面膜不斷地受到沖擊，使其機械強度降低、甚至破裂，水滴聚結沉降，這一過程稱為振蕩聚結。

113.振蕩聚結水滴中常帶有酸、堿、鹽的各種離子。在工頻交47對原油乳狀位在電場中破乳過程的觀察表明：在交流電場中破乳作用是在整個電場范圍內進行的，以偶極聚結和振蕩聚結為主。直流電場的破乳聚結，主要在電極附近的有限區域內進行，以電泳聚結為主，偶極聚結為輔。一、電脫水原理12對原油乳狀位在電場中破乳過程的觀察表明：一、電脫水原理48根據電脫水原理，電法脫水只適宜于油包水型乳狀液。在處理中、高含水率原油乳狀液時，一般先經化學破乳脫水后，使含水率降低后再進入電脫水器進行脫水，通常把這種脫水工藝稱為二段脫水。一、電脫水原理13根據電脫水原理，電法脫水只適宜于油包水型乳狀液。在處理49二、交、直流電場對比和雙電場脫水1.交、直流電場對比大慶油田在類同的原油脫水器上，用交流和直流電場進行過脫水效果的對比試驗，其測試參數見下表。14二、交、直流電場對比和雙電場脫水1.交、直流電場對比50交、直流電脫水效果對比15交、直流電脫水效果對比51交流電場脫水的特點聚結形式為偶極聚結和振蕩聚結，以水滴界面膜受到的振蕩力較大，使脫出水清澈，水中含油率較少。電路簡單，無需整流設備。聚結的脫水效果和原油含水率有關，含水率較高時水滴的平均直徑亦大，會有較好的脫水效果，故不適宜處理含水率較低的原油乳狀液，其凈化油含水率較高，大約為直流電脫水的3～5倍。16交流電場脫水的特點聚結形式為偶極聚結和振蕩聚結，以水滴界52交流電場脫水的特點交流電壓呈正弦曲線變化，每一周期內只有兩個瞬間使電場強度達到最大值，故其效率較低，原油乳狀液的處理量較低。交流電場中水滴容易排列成許多水鏈使電場發生短路，操作不夠穩定，單位原油乳狀液的耗電量約為直流電的140%左右。17交流電場脫水的特點交流電壓呈正弦曲線變化，每一周期內只有53直流電場脫水的特點聚結形式為電泳聚結和偶極聚結；脫水效果比交流電脫水好；但直流電的脫出水含油量要比交流電的多；供電電路需整流設備。我國油田上直流電脫水比交流電脫水使用得較為廣泛。18直流電場脫水的特點聚結形式為電泳聚結和偶極聚結；542.雙電場脫水各油田先后試驗成功了交直流雙電場脫水工藝，在原油含水率較高的脫水器中下部建立交流電場，在原油含水率較低的脫水器中上部建立直流電場。實踐說明：雙電場脫水能提高凈化原油的質量，并使處理每噸原油的耗電量降為原直流電脫水的1/2以下。192.雙電場脫水各油田先后試驗成功了交直流雙電場脫水工藝55直流電場和雙電場脫水的供電，在原直流電場脫水中，變壓器次級線圈中心抽頭接地，變壓器輸出電壓為40千伏。下層電極與殼體間的電壓UBC為20千伏，而兩極間的電壓為40千伏。形成下層電極與殼體間為弱直流電場，兩極間為強直流電場。2.雙電場脫水20直流電場和雙電場脫水的供電，在原直流電場脫水中，變壓器次56直流和雙電場脫水的供電KG一調整初級線圈電壓的可控硅；B一脫水變壓器；ZL一整流硅堆；TS一脫水器體間電壓兩種接線電壓比較（a）直流電場電壓；（b）雙重電場電壓；UBA一下、上層電極電壓；UBC一下層電極與殼體電壓21直流和雙電場脫水的供電兩種接線電壓比較57在改造后的雙電場脫水中，一般只用次級線圈的一半，即變壓器輸出電壓為20千伏。在交流電的正半周中，下層電極與殼體間的電壓為20千伏，由于上層電極無電流流回變壓器，故兩極間的電壓為零。在交流電的負半周中，殼體與上層電極間的電壓為20千伏，它由殼體與下層電極、下上兩電極間兩部分電壓疊加組成，即UCB＋UBA。2.雙電場脫水22在改造后的雙電場脫水中，一般只用次級線圈的一半，58用雙重電場脫水時，下層電極與殼體間構成正負幅值不等的交流電場，而兩電極間為直流脈沖電場。由上分析可知，雙重電場脫水綜合了交、直流脫水的優點，使原油脫水效果得到改善，同時極間電壓的成倍降低，使雙重電場脫水的電耗大幅度降低。2.雙電場脫水23用雙重電場脫水時，下層電極與殼體間構成正負幅值不等的交流59三、電脫水器的結構我國早期在玉門使用的脫水器為常壓儲罐形電脫水器，即在立式常壓儲罐內安裝幾組脫水電極。后來由于原油蒸發損耗太大，在大慶油田開發初期被立式圓筒形耐壓脫水器所取代，近年來，各油田廣泛采用大型臥式耐壓脫水器。24三、電脫水器的結構我國早期在玉門使用的脫水器為常壓儲罐60臥式電脫水器中含水原油由管4進入脫水器內油水界面以下的分配頭。由分配頭流出的含水原油經水洗除去游離水后，自下而上沿水平截面均勻地經過電場空間。在高壓電場下，從原油中分出的水滴沉降至脫水器底部，經放水排空口排出。凈化原油經頂部管線排出。在油層和水層間，通常有50～100毫米厚的油水共存段。三、電脫水器的結構25臥式電脫水器中含水原油由管4進入脫水器內油水界面以下的61

臥式電脫水器結構示意圖1—殼體；2—接電裝置；3—電極組；4—人孔口；5—進液管；6—進油管：7—沖砂裝置；8—進液裝置；9—接地電極板；10—中間分配箱；11—分配箱；12—檢修平臺26臥式電脫水器結構示意圖62臥式耐壓電脫水器的特點增加容器長度，可增加脫水器容積，減少設備臺數；有很大的水平截面積，可設置電場，處理能力明顯提高；水滴的沉降距離短，有利于水滴分出和提高凈化油質量。但排砂和清除底部油泥較為困難。27臥式耐壓電脫水器的特點增加容器長度，可增加脫水器容積，減63四、電脫水器的供電方式根據油品性質和實踐經驗，應本著技術先進、經濟合理和安全適用等原則，選用供電方式。根據《原油電脫水設計規范》的規定，原油電脫水的供電方式，應優先采用交直流雙重電場，亦可采用直流電場或交流電場。28四、電脫水器的供電方式根據油品性質和實踐經驗，應本64五、電脫水達到的技