电脱盐的基本原理是什么？

原油电脱盐在适当的温度下，注入适量的新鲜水和破乳剂，某些生产装置还要注入适量脱钙剂，进行充分的混合，加入新鲜水的目的是溶解残留在原油中的盐类，同时使原有的盐水得到进一步稀释，加入破乳剂的目的，就是要破坏其乳化状态。在高压电场和破乳剂的作用下，使微小水滴逐步聚结成大水滴，借助重力从原油中的大部分盐类是溶解在水中，因此脱水的同时达到脱盐的目的。

1. 油水乳化。互不相溶的两种液体形成稳定乳化液的条件：一是两种液体互不相溶；二是系统中存在着乳化稳定剂；三是适宜的搅拌强度。原油输送加工过程中，完全满足形成稳定乳化液的三个条件，输送到炼油企业的原油中含有水，具备互不相溶的油水两相，存在着天然的乳化稳定剂，如胶质、沥青质、环烷酸、结晶石蜡、粘土等，原油在开采和运输加工过程中，具备了充分搅拌的条件，使水以微滴状态分散在原油中，原油中的乳化剂靠吸附作用浓集在油水界面上，组成牢固的分子膜，形成稳定的乳化液。油水乳化液一般有下列三种类型：一是油包水型，二是水包油型，三是多重乳化液或多级乳化液，原油中的乳化液主要以油包水为主。影响油水乳化液稳定程度的因素很多，主要有原油本身性质、水分散程度、乳化液形成时间长短等。原油黏度越大，原油中水滴颗粒越小，乳化液越稳定，因为黏度越大水滴聚结和下沉的阻力越大；根据斯托克斯定律，水滴在原油中的沉降速度与油水密度差成正比，油水密度差越小，乳化液越稳定，乳化液存在时间越长，越不易破乳，这也叫做乳化液的“陈化”；水相PH值高于8时，易生成皂类等表面活性物质，乳化液越稳定，因此一般洗涤水的PH值保持在6-7左右，以利于原油破乳脱水。此外乳化液稳定的程度还与乳化剂的类型有关，例如蜡类乳化剂当加热到其熔点温度以上，乳化作用即可大幅度降低，而沥青质乳化剂一般破乳比较困难。

2. 乳化液的破乳

乳化液由于是强烈混合而形成的分散物系，因而乳化液是暂稳系统，通过适当的工艺方法，减弱油水界面上乳化剂的稳定，可以加快破乳的速率。如控制工艺条件使乳化剂分解；加入化学物质与乳化剂起化学反应，使其减弱或失去乳化能力；提高温度增加乳化剂在原油中的溶解度，减弱油水界面如花膜的强度；也可减弱乳化剂在油水界面上的定向排列。根据以上原理，乳化液进行破乳的方法主要有：

a 化学法：此方法已被广泛使用，常用的方法是向原油中加入破乳剂，破乳剂具有比天然乳化剂更高的活性，它在原油中散开，逐渐接近油水界面，被界面膜吸附，将乳化膜中的天然乳化剂代换出来，形成的新膜是不牢固的，因而使界面膜破裂，发生聚结作用，实现油水分离。破乳剂的另一个作用是湿润原油中的固体颗粒，将其外部油膜脱除，进入水相排掉。

b 电场法：乳化液中的小水滴在电场中，因静电感应产生诱导偶极，顺电场方向的两端带上不同符号的电荷，接触电极的微滴还会带上净电荷。诱导偶极使水滴间产生相互吸引的静电引力，即水滴聚结力，水滴受聚结力的作用，运动速度增大，动能增加，一方面可以克服乳化膜的阻力，另一方面增加了水滴间互相碰撞的机会，使微小水滴聚结成大水滴。因而相邻微滴间、微滴与电极间产生静电，微滴受静电作用运动速度加快，动能增加，互相撞击几率增加。由于动能和静电引力位能的作用，使乳化液中的微滴能克服乳化膜的障碍而实现聚结。

c 其他方法：一是机械法离心分离，利用分散相和分散介质的相对密度不同，在离心力作用下实现分离；二是过滤法，加压使乳化液通过吸附层（如活性炭、硅胶、白土等），由于吸附层把乳化剂吸附，乳化膜破坏，实现油水分离。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，进行油水分离。

目前原油破乳时，并不只采用单一的方法，通常是集中方法并用，以提高破乳效果。例如，原油电脱盐目前采用电场-化学法，其破乳化过程分两个阶段。第一阶段是絮凝作用，即小水滴向一块聚集，相互靠近。第二阶段是两个或多个靠近的水滴聚结长大，发生凝聚作用，变成大水滴，分离沉降。

3. 原油脱钙

钙是碱土金属，研究表明在原油中金属钙只有少部分以无机盐形式存在，如氯化钙、碳酸钙等，大部分是以有机化合物形态存在，例如：环烷酸盐、酚盐。原油中的无机钙，在原油电脱盐脱水过程中，氯化钙可溶于水而被脱除，碳酸钙、硫酸钙不易容易水，但在电脱盐脱水过程中通过洗涤、沉淀作用可被部分除去。而以酚钙和环烷酸钙存在的有机钙盐易溶于油、难溶于水，通过目前的破乳脱盐脱水过程难以除去，即使达到深度脱盐（脱后原油含盐小于等于3mg/l、含水小于等于0.3%、排水含油量小于等于200mg/l）的情况下，钙也只能脱除很少一部分。

原油蒸馏过程中，钙盐因沸点高而几乎全部留在常压渣油中，原油中钙含量大幅度增加，给二次加工带来很大隐患。在加氢裂化工艺中，钙会使催化剂迅速失活和结垢，并且极易沉积在催化剂颗粒之间，造成反应器压力升高；钙也会使催化裂化催化剂中毒，活性降低，生成的硫酸钙会使催化剂黏结成块，影响催化剂流化；对于延迟焦化工艺，钙会成为石油焦中的灰分，影响石油焦的质量。实验室和现场应用均表明含钙量高的原油导电率大，脱盐电流升高，脱盐电耗增加，不利于电脱盐装置的稳定操作。因此，脱除原油中的有机钙对正常生产是十分重要的。

原油脱钙的途径比较好的是在原油电脱盐预处理过程中添加化学剂使原油中油溶性钙盐转化成水溶性钙盐，与脱水和脱盐同时进行。原油中的钙主要以环烷酸盐、脂肪酸盐、酚盐等形式存在，在原油中与水混合后，形成具有大量油水界面的油水混合物，这些有机钙盐在油水界面上存在一定的电离平衡，当加入化学药剂后，加入的化学剂分子已络合、螯合或置换的方式与钙离子发生反应，形成水溶性的化合物，使钙离子从油相转移到水相，在高压电场和破乳剂的作用下随脱盐污水排出，从而达到脱钙的目的。