外施電場(chǎng)下原油乳化液的破乳及水滴動(dòng)力學(xué)特性研究.pdf

1、原油脫水是原油加工過(guò)程中一個(gè)不可或缺的環(huán)節(jié)。目前，陸上油田大多采用化學(xué)破乳和電破乳兩種方法。然而國(guó)內(nèi)外對(duì)外施電場(chǎng)下破乳劑破乳特性的研究鮮有見(jiàn)到，且電場(chǎng)下水滴的形變、聚結(jié)機(jī)理尚未形成系統(tǒng)的理論體系。針對(duì)目前存在的問(wèn)題，本文主要開(kāi)展工作如下：
　　為了在微觀層面上研究電場(chǎng)作用下破乳劑的破乳特性，本文運(yùn)用Material Studio軟件對(duì)破乳劑在油水界面的分布以及電場(chǎng)作用下破乳劑在乳化液中的擴(kuò)散情況進(jìn)行了模擬。模擬結(jié)果表明：破乳劑會(huì)將

2、體系中的乳化劑從油水界面上替換下來(lái)，降低體系的界面張力，形成低強(qiáng)度的界面膜，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)乳化液的破乳；電場(chǎng)的作用增加了破乳劑分子的擴(kuò)散系數(shù)，且在一定范圍內(nèi)增大場(chǎng)強(qiáng)有利于破乳劑向油水界面擴(kuò)散，進(jìn)而提高破乳效果。
　　為研究電場(chǎng)下水滴的動(dòng)力學(xué)特性，運(yùn)用Comsol Multiphysics軟件，采用電場(chǎng)與流場(chǎng)相耦合的方法，對(duì)水滴的形變、聚結(jié)行為進(jìn)行模擬，并分析影響水滴動(dòng)力學(xué)特性的因素。研究結(jié)果表明：電場(chǎng)強(qiáng)度越高，水滴形變量越大，且聚結(jié)速

3、率越快，但電場(chǎng)強(qiáng)度過(guò)高，水滴會(huì)發(fā)生破裂，且破裂方式和界面張力有關(guān)；水滴直徑越大，界面張力越小，越容易發(fā)生形變和聚結(jié)；非均勻電場(chǎng)下，水滴受到介電泳力作用，除發(fā)生形變外，會(huì)向電場(chǎng)密度大處發(fā)生移動(dòng)。
　　為了對(duì)本文仿真結(jié)果進(jìn)行驗(yàn)證，在實(shí)驗(yàn)室中利用中小型脫水系統(tǒng)開(kāi)展了交流電場(chǎng)下原油乳化液的脫水試驗(yàn)，同時(shí)利用高速攝像機(jī)對(duì)水滴的形變、破裂和聚結(jié)現(xiàn)象進(jìn)行觀測(cè)。試驗(yàn)結(jié)果表明：在一定范圍內(nèi)增大場(chǎng)強(qiáng)，脫水速率提高，但外施場(chǎng)強(qiáng)高于臨界場(chǎng)強(qiáng)時(shí)，脫水速率反