外施電場下原油乳化液的破乳及水滴動力學(xué)特性研究.pdf

1、原油脫水是原油加工過程中一個不可或缺的環(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。然而國內(nèi)外對外施電場下破乳劑破乳特性的研究鮮有見到，且電場下水滴的形變、聚結(jié)機理尚未形成系統(tǒng)的理論體系。針對目前存在的問題，本文主要開展工作如下：
　　為了在微觀層面上研究電場作用下破乳劑的破乳特性，本文運用Material Studio軟件對破乳劑在油水界面的分布以及電場作用下破乳劑在乳化液中的擴散情況進行了模擬。模擬結(jié)果表明：破乳劑會將

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

3、率越快，但電場強度過高，水滴會發(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)；非均勻電場下，水滴受到介電泳力作用，除發(fā)生形變外，會向電場密度大處發(fā)生移動。
　　為了對本文仿真結(jié)果進行驗證，在實驗室中利用中小型脫水系統(tǒng)開展了交流電場下原油乳化液的脫水試驗，同時利用高速攝像機對水滴的形變、破裂和聚結(jié)現(xiàn)象進行觀測。試驗結(jié)果表明：在一定范圍內(nèi)增大場強，脫水速率提高，但外施場強高于臨界場強時，脫水速率反