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1、电脱内部结构及工作原理,主 要 内 容,电脱水器基本控制,电脱水器的引入,对许多原油，特别是重质、高粘原油，利用热化学脱水方法尚不能达到对商品原油含水率的规定时，常使用电脱水。电脱水常作为原油乳状液脱水工艺的最后环节，在油田和炼厂获得广泛使用。,电脱水器的内部结构,两个现场控制盘 两个变压器 两个电极棒 三层水平式电极格栅 十二个水槽挡板 一个LV阀 一个SDV阀 两个PSV,两个界面LT 一个油位LSLL 进口布油管 出口集油管 一根排水管 一根排乳化管 两根放气管 一根进油旁通管,电脱水器的内部结构,电脱水器工作原理,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，削弱了水滴界
2、面膜的强度，促进水滴的碰撞，使水滴聚结成粒径较大的水滴，从原油中沉降分离出来。水滴在电场中聚结的方式主要有三种: 1、电泳聚结 2、偶极聚结 3、振荡聚结,电脱水器工作原理电泳聚结,把原油乳状液置于通电的两个平行电极中，水滴将向同自身所带电荷电性相反的电极运动，带正电荷的水滴向负电极运动，带负电荷的水滴向正电极运动，这种现象称为电泳。由原油乳状液的性质可知，原油中各种粒径水滴的界面上都带有同性电荷，故在通直流电的平行电极中乳状液的全部水滴将以相同的方向运动。 在电泳过程中，水滴受原油的阻力产生拉长变形，并使界面膜机械强度削弱。同时，因水滴大小不等、所带电量不同、运动时所受阻力各异，各水滴在电场
3、中运运速度不同。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。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极性相反的电极区附近。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。电泳过程中水滴的碰撞、合并称为电泳聚结。,电脱水器工作原理偶极聚结,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，在电场小不产生象电泳那样的运动，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
4、膜的强度最弱。原油乳状液中许多两端带电的水滴象电偶极子一样，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。显然，偶极聚结是在整个电场中进行的。 通常偶极聚结力随着水珠直径的增大、含水量的增加、电场强度的增强而增大，但电场强度过大会产生电分散，导致脱水能力下降。,电脱水器工作原理偶极聚结,水滴中常带有酸、碱、盐的各种离子。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动性的往复运动，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地受到
5、冲击，使其机械强度降低、甚至破裂，水滴聚结沉降。这一过程称为振荡聚结。显然。水滴愈大，离子对界面膜的冲击作用愈大，振荡聚结的效果愈好。苏联曾对交流电场频率与脱水效果的关系进行过一系列工业试验。试验表明，以工频交流电场的脱水效果为最佳。,电脱水器工作原理,直流和交流电脱水器工作原理区别： 1、在交流电场中破乳作用是在整个电场范围内进行的，在交流电场内水滴以偶极聚结和振荡聚结为主。 2、直流电场的破乳聚结，主要在电极附近的有限区域内进行，故直流电场以电泳聚结为主，偶极聚结为辅。,电脱水器工作原理,交流电脱水器的特点： 1、在交流电场中，原油乳状液的脱水以偶积聚结和振荡聚结为主。这两种聚结的脱水效果
6、和原油含水率有关，含水率较高时水滴的平均直径亦大，会有较好的脱水效果，故不适宜处理含水率较低的原油乳状液，即经交流电场脱水后其净化油含水率较高；大约为直流电脱水的35倍。其次，施加于电极上的交流电压呈正弦曲线变化，每一周期内只有两个瞬间使电场强度达到最大值，故其效率较低，原油乳状液的处理量较低。再次，交流电场中水滴容易排列成许多水链使电场发生短路，操作不够稳定，单位原油乳状液的耗电量约为直流电的140%左右。 2、交流电场脱水的优点是：水滴界面膜受到的振荡力较大，使脱出水清澈，水中含油率较少。此外，电路简单，无需整流设备 。（直流电脱水器正好和之特点相反）,设计参数的设定温度,原油电脱水工艺适
7、宜于处理含水小于30%的原油。 当原油的运动粘度在50mm2/s以下进行电脱水时，各种原油基本上均可获得很好的脱水效果。因此电脱水操作温度的确定，以原油的运动粘度低于50mm2/s为条件 。,设计参数的设定基本参数,Capacity: Oil: 265m3/h (6360m3/day) Water: 114m3/h (2736m3/day) Fluid: 442m3/h (9096m3/day) Size: 4.6mX16.5m Design Pressure: 1050KpaA/1500C Operation Pressure: 700KpaA/1200C,设计参数的设定温度,温度是电脱水的
8、主要工艺参数之一，原油乳状液温度对其稳定性有很大影响，随温度的增高，乳状液稳定性下降。这是因为温度增高时，（1）乳状液的主要乳化剂如沥青质、胶质、石蜡等在原油中的溶解度增加，减弱了由这些乳化剂构成的内相颗粒界面膜机械强度，使水滴易于在互相碰撞时合并下沉；（2）有助于破乳剂弥散；（3）可以增加破乳剂的反应能力；（4）内相颗粒体积膨胀，使界面膜变薄，机械强度减弱；（5）加剧了内相颗粒的布朗运动，增加了互相碰撞合并成大颗粒的机率；（6）油水体积膨胀系数不同，原油体积膨胀系数较大，使水和油的密度差增大，水滴易于在油相中下沉；（7）降低了原油的粘度，水滴易于沉降。,设计参数的设定压力,电脱水器的操作压力
9、对电脱水过程的诸因素没有直接影响，当操作压力低于操作温度下原油饱和蒸汽压时，电脱水器内将产生气体而影响操作，因此规定操作压力应比操作温度下的原油饱和蒸汽压高0.15MPa。,设计参数的设定处理能力,电脱水器的处理能力，应根据原油乳状液处理的难易程度确定其在电脱水器内的停留时间，停留时间一般为40min，稠油一般不超过60min。电脱水器的处理能力按下式计算： Q一单台电脱水器处理的含水原油体积流量，m3/（h台）； vi电脱水器空罐容积，m3/台； t一选定的含水原油在电脱水器内的停留时间，h。,电脱水器基本控制逻辑控制,操作要点： 1.满罐操作 2.控制油水界面稳定 油水界面控制： LT-7
10、161（1200mm）、LV-7161 油出口控制： PT-7171（700KpaA)、PV-7171 关断控制： 3A/3B:PALL-7165、PAHH-7165 USD：LAHH-7163来断开变压器的电源 LT-7162（USD，LAHH产生跳电，LALL关断SDV-7162）,电脱水器基本控制电器系统,电气系统是电脱水器的核心部分 电气系统组成： 馈电系统 电脱水变压器 电压可调：，共分五档 现场防爆控制盘 高压引入装置 罐内电极板,电脱水器基本控制电场控制,电极格栅板：三层水平电极板形成三个电场： 最下层电极板与水界面形成一个弱电场（200450V/cm)； 下边的两层电极板形成一
11、个中等强度的电场(400850V/cm) 上面的两层电极板形成一个强电场（6001300V/cm),电脱水器基本控制故障排除,检查电脱水器的排放阀是否关闭。 检查电脱水器喂给泵是否工作正常。 检查LIC-7161A/B以及LIC-7162A/B的设定点是否正确，液位控制器和控制阀是否工作正常。,LAH/LAL-7161A LAHH/LALL-7162A/B LALL-7163A/B,检查电脱水器的排放阀以及放空阀是否关闭。 检查电脱水器喂给泵是否工作正常。 检查PIC-7161A/B的设定点是否正确。 压力控制器和控制阀是否工作正常。,PAH/PAL-7161A/B PAHH/PALL-7165A/B,原因和排除故障措施,故障,谢谢！,
《电脱水处理器》ppt课件
