负压诱导油水加速分离过程分析

为改善油水分离的效果,利用泵吸产生的负压将含油污水吸人曲板组成的流道内,使油滴在曲面的导流作用下进入分离空间并获得向上的运动速度.对此油水分离过程中油滴浮升的动力学模型进行了分析.结果表明,油滴在具有向上初始运动速度后,浮升速度会增加,并且油滴的粒径越大,加速分离的效果越明显.     

U型管油水分离特性及影响研究

目前T型管式分离技术分离效率较低,为提高油水分离效率,提出一种U型管式分离结构.为验证新型管式分离结构的性能,利用Fluent定量研究了外部参数对U型管油水分离装置内部流场的变化规律,主要研究因素包括入口速度、入口含油率、旋转半径、油滴粒径等参数对U型管分离效率的影响.主要得出如下结论:混合物入口速度对分离效率影响较大,随着入口速度的增大,油水分离率分离率减小;油水分离率随着U型管旋转半径增大而增大,但当旋转半径超过0.6 m时,分离效率不再显著增加;油水分离率随着油滴粒径的增大而逐渐提高.研究结论为油水分离U型管设计提供了参考.     

低聚季铵盐对聚驱采出水包油乳状液破乳机理

针对聚驱采出的高含水原油乳状液稳定性强、油水分离困难,采用瓶试法筛选出一类对含聚乳状液油水分离性能极好的破乳剂低聚季铵盐I,当I加量浓度为25mg/L时,55℃破乳进行到60min时,脱水率达96.5%,与常规的聚醚或多胺类破乳剂相比,乳状液脱出水色透明澄清,油水界面齐.通过光学显微镜、动态分析仪、接触角测量从微观和宏观分析研究了低聚季铵盐I对乳状液的作用机理.研究表明,相比常规的聚醚或多胺破乳剂,低聚季铵盐I对聚驱采出水包油乳状液油滴聚结速度更快;自由水层在油滴聚结分离区占主导作用的是不稳定机制,低聚季铵盐I使乳状液中油滴发生向上的迁移运动而非絮凝沉降,有利于脱出游离水的分离和水质的提高;接触角测量表明低聚铵盐I使乳状液处理的岩石表面转向水湿状态,对乳化膜的强润湿改变性能导致液膜破裂,油水分离.     

旋流分离器油水分离机理的数值分析

采用计算流体动力学(CFD)的数值方法研究旋流分离器内的速度场分布,空气柱的产生、发展过程以及油滴粒子的运动轨道,探讨油水旋流分离器的分离机理.模拟结果表明:油水旋流分离器内的流场是三维非对称分布的;空气柱的产生和发展是负压和对流传输共同作用的结果;油滴粒子在径向力、轴向力以及周围湍流脉动流场的共同作用下作随机运动,部分粒子由溢流管排出而得到分离;通过计算溢流管排出的油滴粒子数与进入旋流分离器的油滴粒子总数之比可得到油水旋流分离器的分离效率.模拟结果为进一步研究旋流器特性参数对分离效率的影响和旋流器的结构优化提供了参考.     

堰式撇油器的改进

对现有堰式撇油器的原理和结构进行改进,使其具有油水分离功能:利用泵吸产生的负压将油水混合物快速吸入集油箱,进入箱内的油滴因为流动中获得的向上初速度和浮力的作用而迅速上浮分离。将分离出的纯油回收,水排出集油箱外。改进后的撇油器溢油回收的效率大幅提高。     

吸气浮选处理含油污水适用药剂的评价

吸气浮选用于处理含油污水吸入气体量多.气泡直径大.水中分散油滴的脱除是基于大气泡夹带小油滴浮升分离而完成的.用四种药剂对两种含油污水进行分离处理.考察了不同药剂类型和用量的处理效果.实验证明,有效的药剂及适宜用量能降低油滴与气泡的电位,增加有效碰撞.促进细小油滴聚结絮凝.降低气泡直径.依据机理分析建立的动力学模型中的捕集因数、极限脱除浓度及气泡直径等参数可作为这些作用的评价指标.     

油气分离器内油滴运动轨迹的数值模拟

在不考虑相间相互作用的条件下，气相采用RNG k-ε（重整化群）湍流模型，油滴相采用随机轨道模型，对油气分离器一次油分内的油气两相流动进行了数值模拟，揭示了油气分离器内的流动分布和油滴的运动轨迹及分离机理．计算结果表明：一次油分内的速度场分布不均匀，而且靠近挡板底面附近的气流速度很小，这样易使进入二次油分滤芯前较小的油滴分离；另外，不同粒径的油滴其运动轨迹差别很大，很明显，粒径大的油滴较容易分离；油滴入射的初始位置不同，其分离速度的差别较大，运动轨迹也明显不同．     

吸入式气浮净化机油水分离的数学模型

根据吸入式气浮净化机的油水分离机理建立了油水分离数学模型，确定了碰撞效率和极限油浓度等相关参数。通过实验对理论模型进行验证，分析了模型与实验之间的误差产生的原因。为便于实际应用，加入了一个与气量，油滴粒径和转速有关的综合校正系数。     

直流电场下O/W体系中油滴的迁移行为及油水分离效果研究

首先利用电化学工作站和生物显微镜研究了直流电场下水包油（O/W）乳化体系中油滴的迁移行为,然后分析了电场强度、油滴粒径等因素对油滴迁移行为的影响规律,结果表明：直流电场下,油滴会发生定向迁移,但迁移过程中不会发生聚并;油滴迁移速率随着电场强度的增大而增大,随着平均粒径的减小而变小。直流电场可破坏油滴表面稳定的电荷结构,导致油滴表面电荷分布不均,从而促使油滴在电场中发生定向迁移,并在阳极表面发生破乳、聚并,实现与水相的分离。最后,对直流电场作用下乳化含油体系的油水分离效果进行了实验验证,结果表明,对初始含油量为89.2 mg/L的模拟乳化废水而言,在一定条件下进行处理后,其出水含油量低于5 mg/L,除油率高达95.3%。     

蒙脱土对胜利原油油水界面性质及油水分离的影响

用室内实验的方法研究了蒙脱土对胜利原油油水界面性质及油水分离的影响。结果表明,当蒙脱土吸附了原油中的界面活性组分后容易聚集到油水界面上参与界面膜的形成,使界面膜强度显著增加,且膜强度有随蒙脱土浓度的增大而增大的趋势。蒙脱土对原油中界面活性组分的吸附使得蒙脱土可与原油模拟油的油滴间形成OMA结构,其zeta电位明显高于蒙脱土及油滴的zeta电位。蒙脱土的水化作用使得OMA结构中夹带了较多的水,这种夹带的水随OMA结构一起上浮到乳状液的上层浓相中,使得O/W型乳状液的稳定性增强,导致油水分离更加困难。     

单锥式油水分离旋流器内流场的数值模拟

为了研究水力旋流器用于油水分离的复杂情况,使用FLUENT软件中的多相流欧拉分析方法,结合雷诺应力湍流模型对单锥式旋流器的内部流场进行了数值模拟.分析了旋流器内部的体积浓度分布、压力分布,以及切向、轴向和径向速度分布的规律,揭示了油水两相流的分离特性.在不同流量下,计算出了旋流器的流量-效率曲线,计算结果与实验数据吻合较好,从而证明了该湍流模型和数值算法的可靠性.     

同轴电导传感器测量持油率对含油率表征分析

油水两相流含油率的在线精确测量具有重要价值,对同轴电导传感器在垂直管道中测量的持油率对含油率的表征特性进行了研究.开发了基于同轴电导传感器的持油率测量系统,针对传感器结构特点,采用了垂直安装方式,利用无量纲系数（Z）分析了持油率与含油率之间关系.结果表明：垂直上升管与垂直下降管中,都存在Z随着含油率的增加由大于1变为小于1的变化规律,该规律受重力的影响较小,而与垂直管道中油水的分布有关.     

重力式油水分离器内部流场仿真及实验研究

建立了重力分离器油水两相分离模型,通过CFD软件模拟含水率为20%、60%和90%油水混合物分离效果,进而对分离器内部结构进行改进。通过建立实验装置,进行油水两相分离实验。研究结果表明：1）油水分离效果明显,可分为原油层、乳化层和水层。随着含水率升高,乳化层厚度递减。2）同模拟结果相比分离器出口处油和水实际分离效果的最大误差为0.25%和0.63%,从而说明改进结构后重力油水分离器分离效果明显。     

新型油水分离器提高含油污水处理效率的实验研究

针对大庆油田产油高含水背景,为了提高油水分离效率、减少污水沉降罐的数目,达到节能降耗的目的,在多杯等流型油水分离器的基础上,与粗粒化技术相结合进行了油水分离实验研究。与未连接粗粒化的油水分离器分离效果进行了对比。实验结果表明:新型油水分离器连接粗粒化装置后的最高油水分离效率可以达到92.12%,最大处理效率是现场大罐的246.5倍。未连接粗粒化的新型油水分离器的处理效率是现场用大罐的59.2倍。使用粗粒化后可达到节能降耗的目的。     

电磁分离装置内油水分离特性实验研究

为研究电磁场油水分离过程中油水两相流的流动和分离特性,探究静态与动态条件下电磁分离装置内油水分离效果,在实验室内搭建了电磁场油水分离实验系统,并进行了实验研究。先后完成了电磁场油水分离静态实验与动态实验。静态实验表明:提高电压或增大磁场强度能有效提高油水两相流分离效果;动态实验表明:提高电压或增大磁场强度能有效提高油水两相流分离效果;达到相同油水处理效果的电压数值要大于静态实验;且存在一个临界电磁力数值,只有大于这个临界值,电磁力才能有效促进油水两相流的分离过程。     

基于垂直管道内重油-水两相流动型态的持水率和压降预测模型

针对重油井筒举升流动规律认识不清的问题,本文采用高黏（584.24 cp,1.889 g/cm3）重油作为研究对象,研究重油-水在上升管中的流动特性,得到了五种重油-水两相流动型态。结果表明与轻油-水流动不同,重油-水流动过程中未发生相转化,该现象与表面能方程的预测结果相似。通过持水率测量得到重油-水两相的滑移效应随油水混合流速降低或持水率增加而变得更加明显,基于漂移流模型和动量守恒方程推导得到五种流态下重油-水两相流的持水率预测模型,相对误差率在20%以内。总压降梯度在低持水率时以重力压力梯度为主,高混合流速和高持水率时以摩擦压力梯度为主。采用基于Bannwart模型建立的重油-水中心环状流压降预测模型,误差率在30%以内,为进一步提高重油井筒举升流动参数的预测精度提供了理论基础。     

油水乳化液在复合疏水网膜上破乳与分离实验研究

油水分离对于采油、炼油,以及含油废水的处理有着重要的意义.以不锈钢丝网为基底,采用喷涂-高温塑化的方法复合聚苯硫醚-聚四氟乙烯(PPS-PTFE)涂层,得到了表面形态不同的复合网膜.采用扫描电镜、接触角测量仪等设备对其表面形态与疏水性进行了表征.具有立体纤维网状结构的破乳网膜对乳化液具有良好的破乳效果,从而使乳化油转化为分散油和浮油,然后由超疏水油水分离网膜对油水混合物进行多级分离,达到油水分离的目的.实验过程对不同操作条件下的油水分离效果进行了研究,在优化的操作条件下,经五级分离,出口水中油含量可降至25mg/L,良好的分离效果为超疏水油水分离网膜今后的应用奠定了基础.对破乳分离机理进行了简要分析.     

围油栏前压力垂直结构对油水界面稳定性的影响

油水界面不稳定是围油栏失效的主要原因.该文采用油水二维湍流模型,基于PLIC-VOF(Piecewise Linear Interface Construction-Volume of Fluid)方法模拟油水界面运动,以油水密度比值、水流流速、围油栏吃水深度和油的运动黏度为参数,研究了围油栏前压力梯度的变化及其对油水界面稳定性影响的规律.研究结果表明围油栏前压力垂直结构直接决定了油水界面稳定性;临界压力梯度作为判断油水界面稳定性的标准在多数情况下都是很有效的,但是由于没有考虑运动黏度的影响,当运动黏度小于0.15cm2s-1时,不能再运用临界压力梯度标准判断油水界面稳定性.     

海上油田井下油水分离装置分离效率的数值模拟

用CFD专业软件Fluent对海上油田井下油水分离装置进行模拟仿真,分析了不同参数（速度、黏度、比重）对高含水期油田（含水率90%~95%）大处理量（10~12.5 m³/h）的水力旋流分离器分离效率的影响。结果表明,入口速度由2.08 m/s增大到12.5 m/s时,分离效率由67.9%增大到93.7%;连续相黏度由0.0013 Pa ·s增大为0.013 Pa·s 时,旋流器分离效率由61.1%降低到21.7%;而当比重由0.8增大到0.95时,旋流器基本失去了分离能力。