電脫鹽的基本原理是什么？

原油電脫鹽在適當(dāng)?shù)臏囟认?，注入適量的新鮮水和破乳劑，某些生產(chǎn)裝置還要注入適量脫鈣劑，進行充分的混合，加入新鮮水的目的是溶解殘留在原油中的鹽類，同時使原有的鹽水得到進一步稀釋，加入破乳劑的目的，就是要破壞其乳化狀態(tài)。在高壓電場和破乳劑的作用下，使微小水滴逐步聚結(jié)成大水滴，借助重力從原油中的大部分鹽類是溶解在水中，因此脫水的同時達到脫鹽的目的。

1. 油水乳化。互不相溶的兩種液體形成穩(wěn)定乳化液的條件：一是兩種液體互不相溶；二是系統(tǒng)中存在著乳化穩(wěn)定劑；三是適宜的攪拌強度。原油輸送加工過程中，完全滿足形成穩(wěn)定乳化液的三個條件，輸送到煉油企業(yè)的原油中含有水，具備互不相溶的油水兩相，存在著天然的乳化穩(wěn)定劑，如膠質(zhì)、瀝青質(zhì)、環(huán)烷酸、結(jié)晶石蠟、粘土等，原油在開采和運輸加工過程中，具備了充分?jǐn)嚢璧臈l件，使水以微滴狀態(tài)分散在原油中，原油中的乳化劑靠吸附作用濃集在油水界面上，組成牢固的分子膜，形成穩(wěn)定的乳化液。油水乳化液一般有下列三種類型：一是油包水型，二是水包油型，三是多重乳化液或多級乳化液，原油中的乳化液主要以油包水為主。影響油水乳化液穩(wěn)定程度的因素很多，主要有原油本身性質(zhì)、水分散程度、乳化液形成時間長短等。原油黏度越大，原油中水滴顆粒越小，乳化液越穩(wěn)定，因為黏度越大水滴聚結(jié)和下沉的阻力越大；根據(jù)斯托克斯定律，水滴在原油中的沉降速度與油水密度差成正比，油水密度差越小，乳化液越穩(wěn)定，乳化液存在時間越長，越不易破乳，這也叫做乳化液的“陳化”；水相PH值高于8時，易生成皂類等表面活性物質(zhì)，乳化液越穩(wěn)定，因此一般洗滌水的PH值保持在6-7左右，以利于原油破乳脫水。此外乳化液穩(wěn)定的程度還與乳化劑的類型有關(guān)，例如蠟類乳化劑當(dāng)加熱到其熔點溫度以上，乳化作用即可大幅度降低，而瀝青質(zhì)乳化劑一般破乳比較困難。

2. 乳化液的破乳

乳化液由于是強烈混合而形成的分散物系，因而乳化液是暫穩(wěn)系統(tǒng)，通過適當(dāng)?shù)墓に嚪椒ǎ瑴p弱油水界面上乳化劑的穩(wěn)定，可以加快破乳的速率。如控制工藝條件使乳化劑分解；加入化學(xué)物質(zhì)與乳化劑起化學(xué)反應(yīng)，使其減弱或失去乳化能力；提高溫度增加乳化劑在原油中的溶解度，減弱油水界面如花膜的強度；也可減弱乳化劑在油水界面上的定向排列。根據(jù)以上原理，乳化液進行破乳的方法主要有：

a 化學(xué)法：此方法已被廣泛使用，常用的方法是向原油中加入破乳劑，破乳劑具有比天然乳化劑更高的活性，它在原油中散開，逐漸接近油水界面，被界面膜吸附，將乳化膜中的天然乳化劑代換出來，形成的新膜是不牢固的，因而使界面膜破裂，發(fā)生聚結(jié)作用，實現(xiàn)油水分離。破乳劑的另一個作用是濕潤原油中的固體顆粒，將其外部油膜脫除，進入水相排掉。

b 電場法：乳化液中的小水滴在電場中，因靜電感應(yīng)產(chǎn)生誘導(dǎo)偶極，順電場方向的兩端帶上不同符號的電荷，接觸電極的微滴還會帶上凈電荷。誘導(dǎo)偶極使水滴間產(chǎn)生相互吸引的靜電引力，即水滴聚結(jié)力，水滴受聚結(jié)力的作用，運動速度增大，動能增加，一方面可以克服乳化膜的阻力，另一方面增加了水滴間互相碰撞的機會，使微小水滴聚結(jié)成大水滴。因而相鄰微滴間、微滴與電極間產(chǎn)生靜電，微滴受靜電作用運動速度加快，動能增加，互相撞擊幾率增加。由于動能和靜電引力位能的作用，使乳化液中的微滴能克服乳化膜的障礙而實現(xiàn)聚結(jié)。

c 其他方法：一是機械法離心分離，利用分散相和分散介質(zhì)的相對密度不同，在離心力作用下實現(xiàn)分離；二是過濾法，加壓使乳化液通過吸附層（如活性炭、硅膠、白土等），由于吸附層把乳化劑吸附，乳化膜破壞，實現(xiàn)油水分離。三是泡沫分解法，用起泡的方法使分散相油滴吸附到泡沫上，浮到水面，進行油水分離。

目前原油破乳時，并不只采用單一的方法，通常是集中方法并用，以提高破乳效果。例如，原油電脫鹽目前采用電場-化學(xué)法，其破乳化過程分兩個階段。第一階段是絮凝作用，即小水滴向一塊聚集，相互靠近。第二階段是兩個或多個靠近的水滴聚結(jié)長大，發(fā)生凝聚作用，變成大水滴，分離沉降。

3. 原油脫鈣

鈣是堿土金屬，研究表明在原油中金屬鈣只有少部分以無機鹽形式存在，如氯化鈣、碳酸鈣等，大部分是以有機化合物形態(tài)存在，例如：環(huán)烷酸鹽、酚鹽。原油中的無機鈣，在原油電脫鹽脫水過程中，氯化鈣可溶于水而被脫除，碳酸鈣、硫酸鈣不易容易水，但在電脫鹽脫水過程中通過洗滌、沉淀作用可被部分除去。而以酚鈣和環(huán)烷酸鈣存在的有機鈣鹽易溶于油、難溶于水，通過目前的破乳脫鹽脫水過程難以除去，即使達到深度脫鹽（脫后原油含鹽小于等于3mg/l、含水小于等于0.3%、排水含油量小于等于200mg/l）的情況下，鈣也只能脫除很少一部分。

原油蒸餾過程中，鈣鹽因沸點高而幾乎全部留在常壓渣油中，原油中鈣含量大幅度增加，給二次加工帶來很大隱患。在加氫裂化工藝中，鈣會使催化劑迅速失活和結(jié)垢，并且極易沉積在催化劑顆粒之間，造成反應(yīng)器壓力升高；鈣也會使催化裂化催化劑中毒，活性降低，生成的硫酸鈣會使催化劑黏結(jié)成塊，影響催化劑流化；對于延遲焦化工藝，鈣會成為石油焦中的灰分，影響石油焦的質(zhì)量。實驗室和現(xiàn)場應(yīng)用均表明含鈣量高的原油導(dǎo)電率大，脫鹽電流升高，脫鹽電耗增加，不利于電脫鹽裝置的穩(wěn)定操作。因此，脫除原油中的有機鈣對正常生產(chǎn)是十分重要的。

原油脫鈣的途徑比較好的是在原油電脫鹽預(yù)處理過程中添加化學(xué)劑使原油中油溶性鈣鹽轉(zhuǎn)化成水溶性鈣鹽，與脫水和脫鹽同時進行。原油中的鈣主要以環(huán)烷酸鹽、脂肪酸鹽、酚鹽等形式存在，在原油中與水混合后，形成具有大量油水界面的油水混合物，這些有機鈣鹽在油水界面上存在一定的電離平衡，當(dāng)加入化學(xué)藥劑后，加入的化學(xué)劑分子已絡(luò)合、螯合或置換的方式與鈣離子發(fā)生反應(yīng)，形成水溶性的化合物，使鈣離子從油相轉(zhuǎn)移到水相，在高壓電場和破乳劑的作用下隨脫鹽污水排出，從而達到脫鈣的目的。