CN206529434U - 一种高效磁电破乳器 - Google Patents

Abstract

一种高效磁电破乳器，包括金属容器，该金属容器内设置有多组磁电场产生部件，每组磁电场产生部件包括3个相互平行的金属电极板，每个金属电极板上均匀分布永磁体；相邻的金属电极板之间、金属电极板与金属容器之间均通过绝缘吊挂连接；最上方的金属电极板通过电极棒与供电变压器连接，通过金属线与最下方的金属电极板连接，中间的金属电极板与金属容器连接；所述金属容器接地，其内壁上均匀分布有永磁体。本实用新型提出的高效磁电破乳器在均匀电场中添加多个均匀磁场，增强了破乳效果，提高金属离子的溶解度从而提高其脱除率。主要用于原油及馏分油的破乳脱水，安装脱水器之前，能降低能耗、提高装置的适应性和稳定性。

Description

一种高效磁电破乳器

技术领域

本实用新型涉及一种高效磁电破乳器，具体涉及一种用于原油电脱盐或脱水以及馏分油脱水的强化破乳装置。

背景技术

随着油田开发进入后期，开采工艺的不断发展，例如三次采油注水、注聚合物、三元复合驱、调刨、解堵等技术的应用，加入了大量的药液，使得油田采出原油乳化程度越来越严重，原油乳状液变得更加稳定，导电性增强，施加高压电场时，电流会增大，甚至短路，脱水难度越来越大，常规的电化学二段脱水已很难达到原油外输指标的要求。

随着三次采油原油及高酸原油的进入，炼油厂电脱盐装置运行也出现困难，由于乳化严重、破乳困难，造成电流大、运行不稳定、电耗高、排水带油、脱后含盐含水超标等一系列问题，同时也造成装置能耗高、装置腐蚀加重等问题。

为解决上述问题，人们开发了一些技术。CN 1607974A公开了一种配置在分离容器中的装置，具有流体混合物流过的一个入口和许多出口，它是为了促进乳化在第二种流体中的第一种导电性流体的静电聚结，该装置包括许多管状静电聚结器基元，后者在流动方向延伸，它们排列在一个基本上覆盖了该容器整个横截面的基体里，以及对流过该聚结器基元的流体施加电场的方法。但该装置用于分离罐内，结构复杂，有电空间有限，而且需要绝缘管。

CN 101078345A公开了一种油田采出液电磁聚结预处理装置，其中的电聚结器结构主要由接管、绝缘棒总成和静电聚结器组成；在接管的两端设有法兰盘，在接管的中左部和中右部由定位挂块悬挂在接管内的对称的两个圆筒形的静电聚结器上；静电聚结器内纵向设有由圆形定位板两端定位的通油管，通油管两端插在定位板上对应设有的圆孔内，并焊接一起；在每根通油管的中心设有一根电极棒，电极棒的两端部用螺栓螺母固定在长条形固定板上；固定板两端设有90°拐角，拐角镶嵌在通油管内；一个静电聚结器的电极棒的左端接线端子通过电缆并联与设在接管左端部的绝缘棒总成相联，另一个静电聚结器的电极棒的右端接线端子用电缆并联于设在接管右端部的绝缘棒总成相联，两个静电聚结器的电极棒的另一端分别用电缆并联分别接于接设在接管上的地线接线柱上。其结构复杂、需要很多聚结单元，而且电场分布不均，不能充分利用管内空间，流体不能自由流动，而且电场强度低，仅适用于高含水的采出液的大水珠聚结。

US4,469,582中公开了一种以电力增强的斜板分离器，它装在一个下游的小室里，这个小室与电力系统相连而产生电场，在分离器的通路中，将极性的流体(水)从非极性的流体(油)中聚结并分离。这种分离器一般是由一排平面状或波纹状的极板(电极)组成，被处理的混合液通过这些极板。每块极板是由两部分做成的，第一部分是用导电材料制的；在下游，第二部分是由绝缘材料制的。这种装置安装于分离罐内，有电空间有限。

US4,919,777中公开了一种将盐水从油中用静电/机械分离的处理器，分离是在液体纵向流过在水平方向加长的罐时进行的，在罐中装有聚结器的基元以增强破乳化的作用。乳状液流过电场的方向，盐水的微滴带了电荷，然后又通过接地线的聚结器的基元，后者包含了许多以束状排列纵向延伸并向下倾斜的开口的管子。这种装置安装于分离罐内，有电空间有限。

CN 1772845A公开了一种原油脱水、脱盐的工艺，尤其涉及一种驻波超声-电场联合用于各种油品脱水、脱盐的工艺。该发明的技术方案为将驻波声场与电场作用结合在一起，达到脱水脱盐的目的。即原油加入新鲜水与破乳剂经静态混合器或其它混合装置均匀混合，先经过驻波或行波超声作用，然后进入常规电脱盐装置脱水脱盐。但超声波功率较小，破乳作用有限，而且在一定条件下还会产生乳化作用。

发明内容

鉴于现有破乳器存在的问题，本实用新型的目的之一在于通过在均匀电场中施加多个均匀强磁场，从而增强破乳效果；目的之二在于将磁电破乳器安装在原油电脱盐或电脱水罐或馏分油脱水器之前，从而降低电流，以降低能耗；目的之三在于提高金属离子的脱除率；目的之四在于将磁电破乳器用于馏分油脱水器之前以提高装置的分离效率。

为了实现上述目的，本实用新型采用以下技术方案来实现。依据本实用新型提出的一种高效磁电破乳器，包括金属容器3，该金属容器3内设置有多组磁电场产生部件，每组磁电场产生部件包括3个相互平行的金属电极板5，每个金属电极板5上均匀分布永磁体8；相邻的金属电极板5、金属电极板5与金属容器3之间均通过绝缘吊挂4连接；最上方的金属电极板5通过电极棒2与供电变压器1连接，通过金属线7与最下方的金属电极板5连接，中间的金属电极板5与金属容器3连接；所述金属容器3接地，其内壁上均匀分布有永磁体8。

为了实现上述目的，本实用新型还采用以下技术措施来进一步实现。

前述的高效磁电破乳器，每个金属电极板5为网状或格栅状。

前述的高效磁电破乳器，所述绝缘吊挂4为聚四氟乙烯材料。

前述的高效磁电破乳器，所述供电变压器1为单相变压器、三相变压器、脉冲变压器、交流变压器或直流变压器。

本实用新型中，磁场发挥了降粘的作用，这是由于在原油中含有各种金属及其化合物，其具有带电离子，同时还含有水、表面活性物质等，在外加磁场的作用下，原油中的磁性核会沿磁场方向按照能级规则取向排列，导致原油中石蜡分子的动能增加并改变了石蜡的结晶过程；磁性核的取向排列作用使得石蜡分子在磁场作用下规则排列聚集，更易结晶成核，晶核的增多降低了蜡晶的生长速率，从而改变了石蜡的结晶过程；磁处理使石蜡分子首先在原油的内部结晶析出，并且原油中所形成的蜡晶颗粒尺寸变小，数量增多，小而弥散的蜡晶更易被油流带走，避免了蜡晶在金属上大量结晶生长，减少了沉积；蜡晶数目的增加，使得原油中的蜡晶颗粒分散度和对称性增加，蜡晶颗粒间的色散力减弱；原油中的蜡晶不易聚集连接成三维空间网状结构，从而降低了原油的粘度。

本实用新型中，由于磁场对原油具有降粘作用，从而使乳化液水滴的运动阻力减小，使其聚结速度加快。

本实用新型中，由于多个磁场的震荡作用，水中的正负离子不断地周期性的往复运动，使水滴的两端电荷极性发生明显的变化，离子往复运动时水滴界面膜不断地受到冲击，使其机械强度下降，甚至破裂，水滴越大，离子对界面膜的冲击力也越大，震荡聚结的效果也越好，使得分散相液滴碰撞机会增加，即增加了分散相的絮凝速度；其次由于电磁场对分散相液滴碰撞的剪切作用，使各水滴的液膜发生破裂而聚结成大滴。对一个油包水型的水滴来说，水滴表面被乳化剂所包裹，而水滴表面的切向力又有将乳化剂表面膜“撕开”的趋势，即破坏了乳化剂膜的稳定性，因此有利于液滴的合并。液滴运动的速度越快，表面所受到的剪切力越大，表面膜也就越容易受到破坏。电磁场可以加速水滴进入连续相的聚并速度，防止海绵状乳状液的生成。处在电磁场当中的乳状液在电场和磁场联合的极化作用下，极性逐渐加强，水滴活性逐渐增加，流动阻力逐渐减小，聚结速度逐渐加快，在极短的时间内完成聚结过程，形成大粒径的水滴，同时金属离子水中溶解度增加，有利于金属离子的脱除。

油水乳化液在很短的时间通过管段时经过电场的作用，多数水珠形成聚并，由于时间短，来不及沉降分离，因此电流很小，到下游设备时能迅速沉降分离，从而降低后续设备的电耗，提高后续设备的电场强度，使难聚并的水珠进一步聚并分离，降低油中含水。

与现有技术方案相比，本实用新型一种高效磁电破乳器具有结构简单、体积小、能耗低、电场强度和磁场强度分布均匀、形成多个磁场、多个电场和磁场同时作用、有电空间大、停留时间短、破乳效果好的优点；在90℃下，将含水10％的原油乳化液在本实用新型的高效磁电破乳器中停留5秒后，其含水量可降低至0.5％。另外，本实用新型的高效磁电破乳器还具有金属离子脱除率高、安装使用方便、投资少等特点。

上述说明仅是本实用新型技术方案的概述，为了能更清楚了解本实用新型的技术手段，而可依照说明书的内容予以实施，并且为让本实用新型的上述和其他目的、特征和优点能够更明显易懂，以下特举较佳实施例，并配合附图，详细说明如下。

附图说明

图1是本实用新型一种高效磁电破乳器的结构示意图。

图2是图1的A-A视图。

图3是使用本实用新型的高效磁电破乳器的流程图。

【主要元件符号说明】

1：供电变压器 2：电极棒

3：金属容器 4：绝缘吊挂

5：金属电极板 6：接管

7：金属线 8：永磁体

具体实施方式

下面通过具体实施例并结合附图对本实用新型做进一步的详细描述。

为更好地说明本实用新型，便于理解本实用新型的技术方案，本实用新型的典型但非限制性的实施例如下：

实施例1

请参阅图1及图2，一种高效磁电破乳器，包括金属容器3，该金属容器3内设置有1组磁电场产生部件，每组磁电场产生部件包括3个相互平行的金属电极板5，每个金属电极板5上均匀分布永磁体8；相邻的金属电极板5、金属电极板5与金属容器3内壁之间均通过绝缘吊挂4连接；最上方的金属电极板5通过电极棒2与供电变压器1连接，通过金属线7与最下方的金属电极板5连接，中间的金属电极板5与金属容器3连接；所述金属容器3接地，其内壁上均匀分布有永磁体8，从而在金属电极板5之间及金属电极板5与内壁之间形成均匀的磁场。

较佳的，本实用新型不限制磁电场产生部件的数量，使用者可根据需要确定，如3组以上。

较佳的，每个金属电极板5为网状或格栅状。

较佳的，相邻的金属电极板5、金属电极板5与金属容器3内壁之间最好为等距离设置，确保形成均匀的电场、磁场。

较佳的，所述绝缘吊挂4为聚四氟乙烯材料。

较佳的，所述供电变压器1为单相变压器、三相变压器、脉冲变压器、交流变压器或直流变压器。

本实用新型提出的高效磁电破乳器的工作原理如下：

由于中间的金属电极板5与接地的金属容器3连接，隔层通过金属线7相连的两个金属电极板5与供电变压器1连接，因此相邻金属电极板5之间电压不同，形成了均匀的电场；又因金属电极板5、金属容器3的内壁上都均布永磁体8，在金属电极板5与金属容器3的内壁之间形成均匀的磁场,在金属电极板5上的永磁体之间也形成均匀的磁场。当油水乳化液流过破乳器时既受均匀电场作用，又同时受到多个均匀磁场作用。

实施例2

将含水10％、密度为0.9g/cm³的原油，分别在电场、磁场和电场+磁场的试验条件下进行脱水试验，试验结果如表1所示：

表1

实验条件	脱水率(％)
		静置脱水10min	50
加电场30秒后静置10min	85
		在0.1T均匀磁场中30秒，静置10min	60
在0.1T均匀磁场中加电场30秒静置10min	97

通过表1可以看出，含水10％、密度为0.9g/cm³的原油在电场+磁场中经处理10min后脱水率可达到97％，相比单独采用电场或磁场，脱水效果好。

在上述试验的基础上，本实用新型利用电场和磁场相结合，应用到电破乳器中，得到实施例1的磁电破乳器。

采用实施例1的磁电破乳器用于油水乳化液时，其处理过程如图3所示。先将本实用新型的高效磁电破乳器通过接管6与分离罐相连，再向其通乳油水乳化液，经处理后，进入分离罐分离后，获得脱水原油。

经试验，在90℃下，将含水10％的原油乳化液在本实用新型的高效磁电破乳器中停留5秒后，其含水量将低至0.5％。说明本实用新型的磁电破乳器具有优异的破乳脱水效果。

以上详细描述了本实用新型的优选实施方式，但是，本实用新型并不限于上述实施方式中的具体细节，在本实用新型的技术构思范围内，可以对本实用新型的技术方案进行多种简单变型，这些简单变型均属于本实用新型的保护范围。

另外需要说明的是，在上述具体实施方式中所描述的各个具体技术特征，在不矛盾的情况下，可以通过任何合适的方式进行组合，为了避免不必要的重复，本实用新型对各种可能的组合方式不再另行说明。

此外，本实用新型的各种不同的实施方式之间也可以进行任意组合，只要其不违背本实用新型的思想，其同样应当视为本实用新型所公开的内容。

以上结合具体实施例描述了本实用新型的技术原理。这些描述只是为了解释本实用新型的原理，而不能以任何方式解释为对本实用新型保护范围的限制。本领域技术人员在本实用新型的基础上做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，只要不偏离本实用新型的结构或者超越本权利要求书所定义的范围，均应属于本实用新型的保护范畴。

Claims (4)

1.一种高效磁电破乳器，包括金属容器(3)，其特征在于：该金属容器(3)内设置有多组磁电场产生部件，每组磁电场产生部件包括3个相互平行的金属电极板(5)，每个金属电极板(5)上均匀分布永磁体(8)；相邻的金属电极板(5)、金属电极板(5)与金属容器(3)之间均通过绝缘吊挂(4)连接；最上方的金属电极板(5)通过电极棒(2)与供电变压器(1)连接，通过金属线(7)与最下方的金属电极板(5)连接，中间的金属电极板(5)与金属容器(3)连接；所述金属容器(3)接地，其内壁上均匀分布有永磁体(8)。

2.根据权利要求1所述的高效磁电破乳器，其特征在于：每个金属电极板(5)为网状或格栅状。

3.根据权利要求1所述的高效磁电破乳器，其特征在于：所述绝缘吊挂(4)为聚四氟乙烯材料。

4.根据权利要求1所述的高效磁电破乳器，其特征在于：所述供电变压器(1)为单相变压器、三相变压器、脉冲变压器、交流变压器或直流变压器。