电脱盐试验仪
电脱盐试验仪是一种专门用于模拟石油炼制过程中“电脱盐”工艺的实验室小型设备。
工作原理
电脱盐的核心原理是高压静电场与重力沉降的结合:
1.乳化液形成:原油中的水以微小液滴形式分散在油中,形成油包水(W/O)乳化液。由于水滴表面带有电荷且被表面活性物质包裹,难以聚结。
2.高压电场作用:
当施加高压直流或交流电场时,水滴被极化,两端产生异号电荷。
异性电荷相吸,使水滴沿电场线排列并发生偶极聚结。
同时,电场力克服水滴表面的界面张力膜,促使小水滴合并成大水滴(电泳聚结)。
3.重力沉降分离:
随着水滴变大,其密度大于原油,在重力作用下迅速下沉至容器底部。
油水分离后,底部的污水排出,顶部则为脱盐脱水后的原油。
组成部分
一台标准的电脱盐试验仪通常包含以下模块:
1.加热系统
通常为电热套或循环水浴/油浴,用于将原油样品加热到工艺要求的温度(通常在90°C–150°C之间,不同原油差异较大)。
配备精密温控器,控温精度通常±1°C。
2.高压电源系统
提供稳定的高压电场,电压范围一般为0–20 kV或0–30 kV。
可以是直流(DC)、交流(AC)或脉冲高压,具体取决于实验需求。
具备过流、过压保护功能。
3.电极系统
内部装有平行板电极或同轴电极,用于建立均匀的电场。
电极间距可调,以模拟不同工况。
4.脱盐罐/反应釜
耐高温、耐压的玻璃或不锈钢容器。
设有取样口、排污口和注水口。
通常配有搅拌装置,用于在加药阶段混合破乳剂和洗涤水。
5.数据采集与控制单元
液晶显示屏,实时显示温度、电压、电流、时间等参数。
可自动记录数据并生成曲线。
6.辅助系统(部分高端型号)
在线含水率分析仪:实时监测出口水的含水量。
自动注水/排泥系统:实现连续操作模拟。
选购建议
在选择电脱盐试验仪时,应考虑:
1.自动化程度:是否需要自动控温、自动调压、数据自动记录?
2.电极设计:是否支持多种电极结构(平板、同心圆筒)以适应不同研究目的?
3.安全性:是否有完善的联锁保护(如开门断电、漏电保护)?
4.兼容性:是否能连接外部分析仪(如微波含水分析仪)实现在线监测?
5.售后服务:厂家是否提供破乳剂评价技术支持和工艺咨询?
用途及应用
1.破乳剂筛选与评价
测试不同品牌或配方的破乳剂对特定原油的脱盐脱水效果。
确定最佳加药量(ppm)。
2.工艺参数优化
研究温度、电压、停留时间、混合强度、注水量等因素对脱盐效率的影响。
为工业装置的操作条件调整提供依据。
3.原油性质分析
测定原油的天然含水量和含盐量。
评估原油的乳化稳定性。
4.教学与科研
高校和研究所用于研究电脱盐机理、新型电极结构、新型破乳剂等。
使用注意事项与安全规范
5.高压安全
严禁带电开盖:高压电源工作时,严禁打开机箱或触碰内部电极。
放电程序:实验结束后,必须先切断高压电源,并通过接地棒对电极进行充分放电,确认无残留电压后方可进行操作。
6.防爆要求
原油挥发气可能形成爆炸性混合物。仪器应放置在通风橱或防爆环境中,避免明火。
电气元件应符合防爆等级要求。
7.防腐蚀
原油中的氯化物水解会产生盐酸,具有强腐蚀性。
定期清洗电极和罐体,防止积垢影响电场均匀性和传热。
8.精确控温
温度是影响粘度和水滴聚结速度的关键因素。务必确保温度传感器准确,预热充分后再施加高压。
9.破乳剂添加
破乳剂需均匀注入,通常通过静态混合器或高速搅拌实现,模拟工业现场的混合效果。