高压电脉冲原油脱水试验及机理探析

刘畅

【摘 要】原油脱水在近几年来是一个较为被关注的实验方向，自电除尘器的诞生以来，人们逐渐开始运用电除尘这一原理进行各种工作，而目前来看，这一原理也被应用于原油脱水当中。本文对高压电脉冲，对原油脱水造成的影响进行简要探讨，并对直流电与交流电进行了简要对比，期望能够对高压电脉冲对原油脱水造成的影响的理论进行分析，并探讨电脉冲破乳化脱水剂里，进而寻求最好的脱水效果，因此，本文对其进行简要探讨。

【关键词】高压电脉冲;原油脱水;脱水机理

1、前言

电除尘器促进了电除尘原理的应用，而在原油脱水的过程当中，该原理也有了，广泛的应用，目前来看已经开发出直流交流及交直流复合的电脱水，带现在的电脱水器当中，同一台的电脱水器往往只对某一个范围的原油含水率有用，因此，研发一款全新的高效节能的，对原油含水率包容性相对较强的原油破乳脱水装置是非常有必要的，而这个过程就必须要对高压电脉冲原油脱水实验进行简要探讨，因此本文简要了解电脉冲对原油脱水的机理和最佳参数的确定。

2、高压电脉冲脱水机理分析。

2.1在采用高压电脉冲进行原油脱水的时候，主要是将原油当中施加电场，而电场就会使得原油当中的水珠被极化，然后按照电场的方向进行排列，离子发生移动，移项水珠的两端。在这个过程当中，半径为r的水珠就会在外电场的作用下被极化。形成电偶极矩，而偶极子在电场当中，可以根据虚位移的原理进行相距的获得，在实验中，电偶极距的方向，在直线上对两电偶极子之间表现出吸引力。而根据相关的实验原理及公式，我们可以知道凉水吸引力与与半径的六次方形成正比关系，而且吸引力与电场强度的平方也会形成正比关系，与之不同的就是凉水珠之间的距离的四次方会与凉水竹间的吸引力形成反比关系。在整体来看，如果水珠的半径不断增大，而且外电场增强，水珠间的间距越小，会造成水珠间的吸引力逐渐增大。

2.2在电场的影响下，水珠间会形成较强的吸引力，而在这种吸引力的作用下，会促进两个水珠的距离越來越小，相互靠近，而随着这个间距的变小，水珠间的吸引力就会越来越大，直到距离缩小到一定程度，两个水珠就会合为一体。而当水珠的半径增大到重力与浮力，不能够平衡的时候，就会造成重力大于浮力水珠，从原油当中分离，进而进入到脱水器的水箱当中。而如果说在电极上施加单向的脉冲电压时，这种单向脉冲电压就可以看做直流电压与交流电压的一个叠加表现，也就是说原油当中的水足迹会受到直流电场当中，同时也会受到交流电场当中的震荡聚结的影响。采用电脉冲，可以更好的将原油中的电场分值进行提高，这在一定程度上也会增强水珠之间的吸引力，电厂的增强会使得吸引力逐渐增强，水珠间的凝聚速度也会得到加快。

3、高压电脉冲原油脱水实验。

3.1根据以上的实验原理来看，在本次的实验过程当中，要综合考虑直流电与交流电对于原油脱水的一个影响，因此可以综合参考两种脱水器制造高压电脉冲原油脱水装置在该装置当中，必须要具备脉冲电源，脉冲电源是由电容器火花气调压器。火花隙当中要设有点火电极，这样才能够通过火电集来改变脉冲的频率数，而且还要对脱水器壳进行改装，采用矿棉将外壳进行包裹以便起到保温的作用。采用圆盘形的电机以及铁丝网焊制的圆圈，将三个电极在脱水器内水平放置，致保证它的电气距离符合相应标准，整个透水器内部的高压引线需要用聚四氟乙烯套管来进行绝缘，原油在加入的过程需要边加热边搅拌，加热到指定温度之后，强起输入到脱水器内，目前来看，对原油温度的控制需要防撞，在50摄氏度左右。

3.2而对原油含水率则需要采用蒸馏法来进行特定安置好蒸馏装置，之后各部分的连接需要用磨口塞来进行连接蒸馏装置中，主要包括圆底烧瓶，水分接受器以及冷凝管，在实验过程，哪种原油试样摇动混合均匀后放入圆底烧瓶底部进行摇匀，并用量筒量取100毫升，脱水并过滤的熔油加入烧瓶当中摇匀，使试样完全溶解，然后再将玻璃毛细管放入电炉中加热，直到接收器内的水的体积不再增加，督促接收器当中收集的水的体积，按照相关计算公式来计算，原油的含水率同样的试样需要进行三次测定，保证测定的准确性。

4、实验结果及分析。

应用上述所述的装置来进行检测时，要想对它的结果进行总体分析，需要选用三次实验的平均值，需要通过分压器及分流器进行波形的测量，综合分析，我们可以知道在脱水条件和脱水效果相同的前提下，同样数量的原油采用脉冲电来进行脱水时，它的能耗与直流电进行脱水时产生的能耗相比，仅占其1/18，而且与交流电托说能耗进行相比，仅占其1/29。在实验中脉冲的重复频率与脉冲峰值的最佳值越高，会更好的提高脱水效率。从本次实验当中，我们可以知道脉冲电流对水柱的拒绝，拥有直流电和交变电流的综合作用，而且它是间歇性的，可以适用于含水率范围更广的原油。

5、结束语

根据以上叙述内容，我们可以知道通过本次的探究，高压电脉冲对于原油脱水来说有着非常重要的影响，而且与交流电和直流电进行原油脱水相比，可以更好的减少电能的浪费，可以说它的能耗与直流电和交流电相比，仅占其极小的一部分。而采用高压电脉冲对原油进行脱水时，它的效率往往会受到脉冲峰值和脉冲重复频率的影响，而改变各项数值的提高会使得电脱水的效率增加，而且还可以采用偶极凝结，震荡拒绝和强场冲击，三者共同作用，更好的提高高压电脉冲原油脱水效率。

参考文献：

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（作者单位：中国石油天然气股份有限公司 辽河油田分公司采油工程技术部）