高壓電脈沖原油脫水試驗及機理探析

劉暢

【摘 要】原油脫水在近幾年來是一個較為被關(guān)注的實驗方向，自電除塵器的誕生以來，人們逐漸開始運用電除塵這一原理進行各種工作，而目前來看，這一原理也被應(yīng)用于原油脫水當中。本文對高壓電脈沖，對原油脫水造成的影響進行簡要探討，并對直流電與交流電進行了簡要對比，期望能夠?qū)Ω邏弘娒}沖對原油脫水造成的影響的理論進行分析，并探討電脈沖破乳化脫水劑里，進而尋求最好的脫水效果，因此，本文對其進行簡要探討。

【關(guān)鍵詞】高壓電脈沖;原油脫水;脫水機理

1、前言

電除塵器促進了電除塵原理的應(yīng)用，而在原油脫水的過程當中，該原理也有了，廣泛的應(yīng)用，目前來看已經(jīng)開發(fā)出直流交流及交直流復(fù)合的電脫水，帶現(xiàn)在的電脫水器當中，同一臺的電脫水器往往只對某一個范圍的原油含水率有用，因此，研發(fā)一款全新的高效節(jié)能的，對原油含水率包容性相對較強的原油破乳脫水裝置是非常有必要的，而這個過程就必須要對高壓電脈沖原油脫水實驗進行簡要探討，因此本文簡要了解電脈沖對原油脫水的機理和最佳參數(shù)的確定。

2、高壓電脈沖脫水機理分析。

2.1在采用高壓電脈沖進行原油脫水的時候，主要是將原油當中施加電場，而電場就會使得原油當中的水珠被極化，然后按照電場的方向進行排列，離子發(fā)生移動，移項水珠的兩端。在這個過程當中，半徑為r的水珠就會在外電場的作用下被極化。形成電偶極矩，而偶極子在電場當中，可以根據(jù)虛位移的原理進行相距的獲得，在實驗中，電偶極距的方向，在直線上對兩電偶極子之間表現(xiàn)出吸引力。而根據(jù)相關(guān)的實驗原理及公式，我們可以知道涼水吸引力與與半徑的六次方形成正比關(guān)系，而且吸引力與電場強度的平方也會形成正比關(guān)系，與之不同的就是涼水珠之間的距離的四次方會與涼水竹間的吸引力形成反比關(guān)系。在整體來看，如果水珠的半徑不斷增大，而且外電場增強，水珠間的間距越小，會造成水珠間的吸引力逐漸增大。

2.2在電場的影響下，水珠間會形成較強的吸引力，而在這種吸引力的作用下，會促進兩個水珠的距離越來越小，相互靠近，而隨著這個間距的變小，水珠間的吸引力就會越來越大，直到距離縮小到一定程度，兩個水珠就會合為一體。而當水珠的半徑增大到重力與浮力，不能夠平衡的時候，就會造成重力大于浮力水珠，從原油當中分離，進而進入到脫水器的水箱當中。而如果說在電極上施加單向的脈沖電壓時，這種單向脈沖電壓就可以看做直流電壓與交流電壓的一個疊加表現(xiàn)，也就是說原油當中的水足跡會受到直流電場當中，同時也會受到交流電場當中的震蕩聚結(jié)的影響。采用電脈沖，可以更好的將原油中的電場分值進行提高，這在一定程度上也會增強水珠之間的吸引力，電廠的增強會使得吸引力逐漸增強，水珠間的凝聚速度也會得到加快。

3、高壓電脈沖原油脫水實驗。

3.1根據(jù)以上的實驗原理來看，在本次的實驗過程當中，要綜合考慮直流電與交流電對于原油脫水的一個影響，因此可以綜合參考兩種脫水器制造高壓電脈沖原油脫水裝置在該裝置當中，必須要具備脈沖電源，脈沖電源是由電容器火花氣調(diào)壓器。火花隙當中要設(shè)有點火電極，這樣才能夠通過火電集來改變脈沖的頻率數(shù)，而且還要對脫水器殼進行改裝，采用礦棉將外殼進行包裹以便起到保溫的作用。采用圓盤形的電機以及鐵絲網(wǎng)焊制的圓圈，將三個電極在脫水器內(nèi)水平放置，致保證它的電氣距離符合相應(yīng)標準，整個透水器內(nèi)部的高壓引線需要用聚四氟乙烯套管來進行絕緣，原油在加入的過程需要邊加熱邊攪拌，加熱到指定溫度之后，強起輸入到脫水器內(nèi)，目前來看，對原油溫度的控制需要防撞，在50攝氏度左右。

3.2而對原油含水率則需要采用蒸餾法來進行特定安置好蒸餾裝置，之后各部分的連接需要用磨口塞來進行連接蒸餾裝置中，主要包括圓底燒瓶，水分接受器以及冷凝管，在實驗過程，哪種原油試樣搖動混合均勻后放入圓底燒瓶底部進行搖勻，并用量筒量取100毫升，脫水并過濾的熔油加入燒瓶當中搖勻，使試樣完全溶解，然后再將玻璃毛細管放入電爐中加熱，直到接收器內(nèi)的水的體積不再增加，督促接收器當中收集的水的體積，按照相關(guān)計算公式來計算，原油的含水率同樣的試樣需要進行三次測定，保證測定的準確性。

4、實驗結(jié)果及分析。

應(yīng)用上述所述的裝置來進行檢測時，要想對它的結(jié)果進行總體分析，需要選用三次實驗的平均值，需要通過分壓器及分流器進行波形的測量，綜合分析，我們可以知道在脫水條件和脫水效果相同的前提下，同樣數(shù)量的原油采用脈沖電來進行脫水時，它的能耗與直流電進行脫水時產(chǎn)生的能耗相比，僅占其1/18，而且與交流電托說能耗進行相比，僅占其1/29。在實驗中脈沖的重復(fù)頻率與脈沖峰值的最佳值越高，會更好的提高脫水效率。從本次實驗當中，我們可以知道脈沖電流對水柱的拒絕，擁有直流電和交變電流的綜合作用，而且它是間歇性的，可以適用于含水率范圍更廣的原油。

5、結(jié)束語

根據(jù)以上敘述內(nèi)容，我們可以知道通過本次的探究，高壓電脈沖對于原油脫水來說有著非常重要的影響，而且與交流電和直流電進行原油脫水相比，可以更好的減少電能的浪費，可以說它的能耗與直流電和交流電相比，僅占其極小的一部分。而采用高壓電脈沖對原油進行脫水時，它的效率往往會受到脈沖峰值和脈沖重復(fù)頻率的影響，而改變各項數(shù)值的提高會使得電脫水的效率增加，而且還可以采用偶極凝結(jié)，震蕩拒絕和強場沖擊，三者共同作用，更好的提高高壓電脈沖原油脫水效率。

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（作者單位：中國石油天然氣股份有限公司 遼河油田分公司采油工程技術(shù)部）