一种实验室用原油电脱水蒸馏器的制作方法

本实用新型涉及石油开发、石油集输、石油炼制领域，特别涉及一种实验室用原油电脱水蒸馏器。

背景技术：

随着油田开发的深人，各种化学增油措施已占据了采油技术的很大分量，虽然提高了油气产量，但同时也导致原油乳状液成分复杂、电导率升高。在某些腐蚀性较强的油区，原油乳化液中还悬浮着相当数量的金属氧化物固体微颗粒；以微固体颗粒为核心，由沥青质、胶质组成的胶团悬浮在原油乳化液中，阻止小水珠的下沉，使得原油脱水的难度大为增加。在实验室对某种类型的原油进行物理化学性能测定时，要求原油的含水率达到小于0.1%甚至更低的量程，且脱水过程不能使用化学助剂。这种情况下，一个难处理的体积2升、原油含水为15%的样品达到要求，使用传统的蒸馏器需要连续工作约2天才能完成。因此，提高传统蒸馏器的工作效率成了急需解决的问题。

技术实现要素：

本实用新型把高频矩形波电脱水技术与传统蒸馏器相结合，提供了一种实验室用原油电脱水蒸馏器。基本原理是：在低温下先用电场脱除90%以上的乳化水，然后在高温下迅速蒸掉剩余的微量水。本实用新型具有脱水质量高，脱水速度快，脱水成本低的效果。

一种实验室用原油电脱水蒸馏器，包括：石英玻璃脱水釜（1）、不锈钢内电极杆（2）、螺旋型电加热管（3）、筒型铝外电极（4）、绝缘套筒（5）、温度传感器（6）、铝质下固定环（7）、铝质上固定环（8）、绝缘密封盖（9）、玻璃集水管（10）、石英玻璃冷凝管（11）、密封橡胶垫（12），石英玻璃脱水釜（1）和绝缘密封盖（9）组合成一个密闭式结构，通过螺栓把铝质下固定环（7）和铝质上固定环（8）紧固在一起，螺旋型电加热管（3）放置于石英玻璃脱水釜（1）内部，温度传感器（6）用来测试原油乳化液的温度，电脱水过程中，不锈钢内电极杆（2）与筒型铝外电极（4）之间加上高频矩形波交流高压电，脱出的水通过旋钮（1-1）从石英玻璃脱水釜（1）的下部放液口放出，所述的绝缘密封盖（9）的顶部开有水蒸汽逸出孔（9-1），逸出的水蒸汽通过粗导流管（10-1）和细导流管（10-2）进入石英玻璃冷凝管（11），玻璃集水管（10）与石英玻璃冷凝管（11）通过密封橡胶垫（12）用螺栓连接在一起，玻璃集水管（10）下部的放水阀旋钮（10-3）控制放水阀的闭合。

可选地，绝缘密封盖（9）的顶部开有高电压引入接口（9-2），高电压接线柱通过高电压引入接口（9-2）与不锈钢内电极杆（2）相连，不锈钢内电极杆（2）与筒型铝外电极（4）外接高压高频矩形波交流电源（16），矩形波交流电源的频率在400-5000Hz间连续可调。

可选地，绝缘密封盖（9）的顶部开有温度信号引出孔（9-3）和电加热管引出孔（9-4）；温度传感器（6）的信号外输接头安装在温度信号引出孔（9-3）上；温度传感器（6）的信号，输入一个外接的专用温度控制器（18）内，该控制器依据设定的温度对螺旋型电加热管（3）的输入电压进行自动调节。

本实用新型的有益成果是：

极大地提高了传统蒸馏器的工作效率：对于一个体积量级为升的难处理的高含水原油乳化液样品，传统单一的蒸馏器处理一个样品需要约2天时间，用该电脱型蒸馏器处理仅需2小时就可完成。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本实用新型的结构示意图；

图2是密封盖9的结构示意图；

图3是本实用新型的工作原理示意图；

图4是机械构架联合体19的结构示意图。

附图标记：1、石英玻璃脱水釜. 1-1、旋钮. 2、不锈钢内电极杆. 3、螺旋型电加热管. 4、筒型铝外电极. 5、绝缘套筒.6、温度传感器.7、铝质下固定环. 8、铝质上固定环. 9、绝缘密封盖. 9-1、水蒸汽逸出孔. 9-2、高电压引入接口. 9-3、温度信号引出孔. 9-4、电加热管引出孔. 10、玻璃集水管. 10-1、粗导流管. 10-2、细导流管. 10-3、放水阀旋钮. 11、石英玻璃冷凝管. 12、密封橡胶垫. 13、底座.14、立柱.15、固定杆.16、高频矩形波交流电源. 17、脱水釜总成. 18、温度控制器.19、机械构架联合体。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

如图1所示，本实用新型的一种实验室用原油电脱水蒸馏器包括：石英玻璃脱水釜1、不锈钢内电极杆2、螺旋型电加热管3、筒型铝外电极4、绝缘套筒5、温度传感器6、铝质下固定环7、铝质上固定环8、绝缘密封盖9、玻璃集水管10、石英玻璃冷凝管11、密封橡胶垫12。石英玻璃脱水釜1和绝缘密封盖9组合成一个密闭式结构，通过螺栓把铝质下固定环7和铝质上固定环8紧固在一起，用于放置被处理的含水原油乳化液；螺旋型电加热管3放置于石英玻璃脱水釜1内部，用于加热被处理的含水原油乳化液；温度传感器6用来测试原油乳化液的温度,电脱水过程中，不锈钢内电极杆2与筒型铝外电极4之间加上高频矩形波交流高压电，脱出的水通过旋钮1-1从石英玻璃脱水釜1的下部放液口放出。所述的绝缘密封盖9的顶部开有水蒸汽逸出孔9-1，逸出的水蒸汽通过粗导流管10-1和细导流管10-2进入石英玻璃冷凝管11；玻璃集水管10与石英玻璃冷凝管11通过密封橡胶垫12用螺栓连接在一起；玻璃集水管10下部的放水阀旋钮10-3控制放水阀的闭合。

在上述方案基础上，绝缘密封盖9的顶部开有高电压引入接口9-2；高电压接线柱通过高电压引入接口9-2与不锈钢内电极杆2相连，不锈钢内电极杆2与筒型铝外电极4外接高压高频矩形波交流电源16；矩形波交流电源的频率在400-5000Hz间连续可调，工作时存在一个最佳频率。

在上述方案基础上，绝缘密封盖9的顶部开有温度信号引出孔9-3和电加热管引出孔9-4；温度传感器6的信号外输接头安装在温度信号引出孔9-3上；温度传感器6的信号，输入一个外接的专用温度控制器18内，该控制器依据设定的温度对螺旋型电加热管3的输入电压进行自动调节。

本实用新型的一种实验室用原油电脱水蒸馏器实施过程如下：

一种实验室用原油电脱水蒸馏器共由4个部分构成：高频矩形波交流电源16、脱水釜总成17、温度控制器18、机械构架联合体19。

高频矩形波电源16的输入电压是交流220V；输出一个电压幅值、频率、脉宽连续可调的高频矩形波交流，经变压器升压后加到脱水釜总成的不锈钢内电极杆2与筒型铝外电极4上。矩形波交流电场由零开始瞬间跃变到极大值，使水珠中的正、负离子得到最大限度的加速，对乳化膜形成最为强烈的冲击，破乳能力强，更适合油田难处理原油乳化液的电脱水。处于电场中的原油乳化液，电场强度要合适，太高了会产生电分散，使水珠以更细的颗粒悬浮在原油中；太低了水珠间不能发生震荡聚结及偶极聚结，不能实现油水快速分离。本实用新型中的矩形波电源，输出电压幅值在1-6kV间连续可调。

脱水釜总成17由下列部件构成：石英玻璃脱水釜1、旋钮1-1、不锈钢内电极杆2、螺旋型电加热管3、筒型铝外电极4、绝缘套筒5、温度传感器6、铝质下固定环7、铝质上固定环8、绝缘密封盖9、玻璃集水管10、粗导流管10-1、细导流管10-2、放水阀旋钮10-3、石英玻璃冷凝管11、密封橡胶垫12。使用操作时，松开铝质下固定环7与铝质上固定环8间的紧固螺栓，便可拿出石英玻璃脱水釜1，把将要处理的原油乳化液倒进去。

温度控制器18的作用是把被处理的原油乳化液控制在设定的温度：内部结构以单片机为核心利用晶闸管调压控制。温度传感器6测定的信号高于设定的温度时，单片机就会自动降低晶闸管的导通角，反之则增加导通角。对于高含水原油乳化液，开始加热的温度不能设定得太高；太高了会导致乳化液出现喷溅，致使实验样品报废。

机械构架联合体19：由底座13、立柱14、固定杆15组成：通过紧固螺栓对可移动部件进行空间位置调整，在脱水实验时做到操作方便、安全可靠、快速高效。

具体的是先把含水原油乳化液灌入脱水釜到指定液位并密封好；通过温度传感器控制加热管通电加热到85℃上下，之后在内、外电极间加上高频矩形波交流电压。在高频电场作用下，约半小时后就会有90%以上的乳化水被脱出，电脱出来的水通过脱水釜下面的阀门放出。下一步是把脱水釜中的原油加热到150℃的高温，剩余的少量乳化水在不到1小时的时间内很快被蒸出；水蒸汽沿图1箭头A、B指向进入冷凝管，之后相变为液态水，该液态水在重力作用下进入集水管。多次实验后，集水管可能需要清洗，只需松开连接密封垫12的螺栓便可进行。

本实用新型极大地提高了传统蒸馏器的工作效率：对于一个体积量级为升的难处理的高含水原油乳化液样品，传统单一的蒸馏器处理一个样品需要约2天时间，用该电脱型蒸馏器处理仅需2小时就可完成。

以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。