乳状液膜分离技术中的交流高电压破乳器

近20年来,国内外有关乳状液膜研究的结果表明,该技术实现工业化的关键在于设计并制造出具有最佳破乳效果的电破乳器。已有的关于乳状液膜电破乳技术的报道大都限于小型实验室装置,尚无成熟的定量设计方法。本文将结合高电压破乳器的平板电容模型,给出一种比较简单的设计方法。 2

新型破乳器的研制

应用静电场和离心力场协同作用原理的自制新型破乳器对水／煤油（柴油）、Ｓｐａｎ８０乳状液进行了破乳研究，结果表明，这种新型破乳器的效率比单独使用静电场或离心力场的破乳效果要高，很有工业应用前景。

微波破乳器的实验研究

对自制的800 W隧道式箱型微波破乳器进行了微波破乳实验研究．详细考察了影响微波破乳器破乳效果的工艺参数,得出了最佳条件:流量70 L/h,温升速率16℃/min．最佳实验条件下,含水50．0％的乳状液经微波破乳-离心分离后得到的离心油样含水率为2．2％．循环连续破乳实验表明,含水率随有效停留时间的延长逐渐趋于稳定,采用多级串联的方法可以提高处理量,且可达到较好的破乳效果．通过对微波破乳器的场强分布数值模拟,对比了有物料和无物料两种情况下微波破乳器的场强分布差异,为微波破乳器的进一步放大提供了依据．

乳状液膜静电破乳器破乳机理研究

分析了乳状液膜分离技术中静电破乳的主要影响因素 ,研究了乳状液在高压直流静电场和交流静电场中不同的破乳机理 ,结果表明 ,在高压直流静电场中需采用裸电极才能有效破乳 。

油田注水在线调剖用破乳器的研制与应用

针对埕岛油田注水井调剖工艺不能简单地借用陆上油田调剖工艺的问题,研制了适合海上油田应用的在线调剖工艺技术。该技术采用体积较小的在线破乳器,实现乳液在注入管汇中的快速破乳。其工作原理是预制乳液聚合物由高压泵注入到过滤海水入口管汇,与过滤海水混合,混合液在节流孔处形成高速紊流,使乳液开始破乳,乳液初步破乳后,喷入乳液破乳腔,与破乳腔内的破乳挡板撞击,形成回旋,混合液的高速流动、撞击和回旋,使聚合物乳液实现破乳。现场应用表明,调剖完成后,注水井压力平均上升2 MPa,对应采油井产液含水明显降低。

微波破乳器结构优化研究

针对自行设计的微波破乳器的结构进行了优化研究试验,重点考察了加热管道在微波破乳器中的不同位置、不同管径及不同管数的情况下,微波对水和乳化油吸热功率的影响,得出了微波破乳器结构的最佳条件。制备含水率50.0%的乳化油,经优化的微波破乳器处理离心分离后的油层含水率为4.0%,比经过常规加热获得相同温升的乳化油离心分离油层含水率降低12.7个百分点。

管式紧凑型高压电场破乳器的性能试验

为了探究油包水型乳化液在电场破乳过程中分散相水颗粒粒径的实际分布情况,并依据粒径变化规律得出最优电场参数,基于自主设计研制的管式紧凑型多流道高压电场破乳器,使用G600型聚焦光束反射测量仪和高频/高压脉冲交流电源,搭建了一套高压电场破乳动态测试评价系统。在验证评价系统有效性的基础上,系统开展了电场强度、频率、占空比及含水率对管式紧凑型高压电场破乳器破乳性能影响的测试评价研究。结果表明:对于所配制30%含水率的白油乳化液,破乳最优电场参数组合为场强1.2 kV/cm、频率1500 Hz、占空比45%。相继变更白油乳化液的含水率为20%和40%,得到最优电场强度分别为1.65 kV/cm、1.05 kV/cm,最优频率分别为2000 Hz、1500 Hz,表明随着乳化液含水率增加,破乳所需最优电场强度逐渐降低,最优频率也呈减小趋势。自主研发的高压电场破乳测试评价系统和评价方法,能够准确有效地表征乳化液中分散相粒径分布的变化规律。

高压脉冲电场破乳研究现状及展望

对高压脉冲电场破乳的研究现状进行了总结,包括高压脉冲电场破乳机理以及电场强度、电场频率、占空比等电场参数对高压脉冲电场破乳的影响,同时对高压脉冲电场破乳器的研究设计进行了归纳和分析,包括电极材料与形式、电破乳器结构等,在此基础上,对目前高压脉冲电场破乳研究的不足进行了分析,并对高压脉冲电场破乳研究的发展方向进行了展望。

管式静电聚结室内及海上油田现场试验

设计并搭建管式紧凑型静电聚结实验装置,验证在室内实验条件下,管式静电聚结破乳最优电场强度为2.4 kV/cm,可使平均体积粒径值增大4.46倍,从而大幅降低后续沉降分离设备的所需停留时间。研制的紧凑型电场破乳器撬装设备在某海上油田现场开展连续性运行试验,分析现场运行数据发现,单纯依靠重力沉降分离脱水效率仅为21.7%,热化学脱水的作用下脱水效率可以提升至60%,紧凑型电场破乳器通电后脱水效率可以进一步提升至85%左右,降低油田开发成本。