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摘要：工业发展中所形成的油水混合乳液通常需要进行油水分离，聚结分离技术是油水分离中分离效率较高的一类分离技术，在较多领域得到了广泛应用。本文对聚结分离技术的基本原理以及分离过程进行了阐述，并分析了分离效率的影响因素，最后分析总结了目前聚结分离技术在油水分离中的相关应用情况。
关键词：聚结分离；油水分离；发展及应用
常见的油水混合物中油与水是是互不相溶的，但是在工业发展过程中经常会形成油水混合乳液。油水混合乳液状态非常稳定，因此要将油相和水相进行分离的难度较大。目前常见的油水分离技术有重力法、离心法、电场分离法、聚结分离法等。其中，重力法、离心法以及电场分离法是发展较早的传统分离方法，目前普遍存在着设备运行成本较高、分离效率较低等问题。而聚结分离是近年来发展的一种新型油水分离技术，具有脱水效率高、容器设备简单、能量损耗小以及成本低等优点，在工业领域内得到了快速发展。
1 聚结分离技术原理简介
聚结分离技术最早来源于雨滴和水滴的碰撞现象，后来逐渐发展为工业领域内的一种常用分离技术。聚结分离技术本质上是一个分散相颗粒由小颗粒聚结为大颗粒从而实现分离的过程。其基本原理根据分散相聚结方式的不同可分为两类：碰撞聚结和润湿聚结。碰撞聚结主要依靠液滴间的外力撞击来实现聚结，聚结的关键在于控制液滴碰撞后的状态。如果碰撞力太大，液滴碰撞后发生破碎则不能有效实现油水分离，而碰撞力太小，则受到油水两相界面张力的影响，也不能实现油水分离。润湿聚结是通过某种聚结介质来润湿并吸附分散相，从而使得分散相逐渐从连续相中脱离出来，实现油水分离。在实际工业应用中，碰撞聚结和润湿聚结并不是相互独立的，而是共同存在的。
2 聚结分离技术的基本过程
聚结分离技术的基本过程包括：分散相液滴的相互接近过程、分散相液滴的粘附聚结过程与分散相与连续相的脱离过程。
（1）相互接近过程。分散相利用外力或者其他介质实现小颗粒之间的相互接近，例如范德华力、静电作用、浓度扩散等。分散相小颗粒之间的相互接近是实现聚结分离的第一步，也是关键一步，对于聚结分离技术的分离效率起到决定性作用。
（2）粘附聚结过程。粘附聚结过程是实现分散由小颗粒到大颗粒的过程。以润湿聚结为例，其粘附效率主要受分散相与分离聚结器之间的润湿粘附性能。同时，分散相在润湿粘附分离聚结器的过程中，还会受到连续相的阻碍。通常来说，聚结分离器表面的接触角越小，分散相越容易粘附。分散相的粒径大小也会对粘附性能产生影响。
（3）两相脱离过程。连续相和分散相的相互脱离是实现油水分离的最终过程。对于润湿聚结来说，即为分散相与聚结分离器之间的脱离；对于碰撞粘结来说，即为油水两相的最终脱离与释放。
3 聚结分离技术的相关影响因素
（1）聚结材料的表面性能。聚结材料的表面性能会对分散相液滴的润湿粘附效率产生直接影响，如果聚结材料的表面粗糙度较大，则会增加分散相液滴粘附聚结材料的能力，更容易实现从小液滴到大液滴的转变。另外，由于分散相在粘附润湿聚结材料的过程中，必须要置换连续相，因此，聚结材料的表面能高低也會影响到分散相的润湿粘附。聚结材料的表面能越低，分散相越容易实现润湿粘附。聚结材料的亲疏水性能对分散相润湿粘附的影响比较复杂，单一的亲水性能或者疏水性能并不能达到最好的粘附效果，两者混合可能有助于提高分散相的润湿粘附效率。
（2）聚结材料的尺寸。聚结材料的尺寸大小会影响到材料的比表面积，尺寸越小，比表面积越大，相对于分散相液滴来说，可润湿粘附的面积就会增大，从而可以粘附聚结更多的分散相，提高油水的脱离效率。但是，这并不代表聚结材料的尺寸可以无限小。当聚结材料的尺寸不断减小时，阻力也会随之增加，使得分散相在聚结材料中的移动越来越困难，从而降低了分散相与聚结材料的润湿粘附能力。
（3）液体流速。液体流速对于聚结分离技术的影响较复杂，如果液体流速较低，一方面可以增强分散相液滴的沉积以及扩散等作用，但是另一方面，也会降低分散相液滴颗粒之间的碰撞效率，不利于分散相液滴的碰撞聚结。因此，需要将液体的流动控制在合适的速度，达到最佳的油水分离效果。
4 聚结分离技术在油水分离中的相关应用
需要进行油水分离的油水混合乳液可以分类为两大类：一类为水作为连续相，油作为分散相，即水包油型；另外一类为油作为连续相，水作为分散相，即油包水型。在进行油水分离时，对于两种类型的油水混合乳液虽然应用目的不同，但是基本原理是相同的。对于水包油型油水混合乳液，聚结分离技术主要应用于有油污水、原油脱水等方面，有效实现油水分离，高效提取纯油或纯水。对于水包油型油水混合乳液，聚结分离技术主要应用于成品油的提纯中，通过脱水处理，进一步提升成品油的纯度。在油水分离的实际应用过程中，最主要的聚结分离技术包括重力场聚结和电场聚结。重力场聚结的主要原理是利用分散相和连续相的密度差异，造成重力大小的不同，实现油水两相的聚结分离。电场聚结的主要原理是利用分散相和连续相量电导率差异，在电流作用下实现油水两相的聚结分离。电场聚结在应用时通常是与其他聚结方式共同使用的，很少会采取单一的电场聚结方式来进行油水分离。
5 结语
目前，聚结分离技术在油水分离领域内虽然得到了广泛应用与发展，但在理论研究方面还可以进一步挖掘，包括基本原理以及相关的影响因素。专业理论知识的成熟可以更好的为技术的发展提供基础支撑，从而可以进一步提高聚结分离技术的分离效率，更好的实现油水分离。
参考文献：
[1]葛阳.高频聚结油水分离技术装置在油田生产中的应用[J].石油石化节能，2016，6（12）：2830+9.
[2]高智芳，刘进立，王笃金，方保华，邵伟光，董侠.聚结分离技术在油水分离中的应用[J].过滤与分离，2014，24（01）：2124+33.
[3]郑陵.波纹板聚结法油水分离技术[J].油田地面工程，1994（02）：13+2177.
作者简介：段传虎（1995），男，湖北英山人，专业：应用化学。
关键词：聚结分离；油水分离；发展及应用
常见的油水混合物中油与水是是互不相溶的，但是在工业发展过程中经常会形成油水混合乳液。油水混合乳液状态非常稳定，因此要将油相和水相进行分离的难度较大。目前常见的油水分离技术有重力法、离心法、电场分离法、聚结分离法等。其中，重力法、离心法以及电场分离法是发展较早的传统分离方法，目前普遍存在着设备运行成本较高、分离效率较低等问题。而聚结分离是近年来发展的一种新型油水分离技术，具有脱水效率高、容器设备简单、能量损耗小以及成本低等优点，在工业领域内得到了快速发展。
1 聚结分离技术原理简介
聚结分离技术最早来源于雨滴和水滴的碰撞现象，后来逐渐发展为工业领域内的一种常用分离技术。聚结分离技术本质上是一个分散相颗粒由小颗粒聚结为大颗粒从而实现分离的过程。其基本原理根据分散相聚结方式的不同可分为两类：碰撞聚结和润湿聚结。碰撞聚结主要依靠液滴间的外力撞击来实现聚结，聚结的关键在于控制液滴碰撞后的状态。如果碰撞力太大，液滴碰撞后发生破碎则不能有效实现油水分离，而碰撞力太小，则受到油水两相界面张力的影响，也不能实现油水分离。润湿聚结是通过某种聚结介质来润湿并吸附分散相，从而使得分散相逐渐从连续相中脱离出来，实现油水分离。在实际工业应用中，碰撞聚结和润湿聚结并不是相互独立的，而是共同存在的。
2 聚结分离技术的基本过程
聚结分离技术的基本过程包括：分散相液滴的相互接近过程、分散相液滴的粘附聚结过程与分散相与连续相的脱离过程。
（1）相互接近过程。分散相利用外力或者其他介质实现小颗粒之间的相互接近，例如范德华力、静电作用、浓度扩散等。分散相小颗粒之间的相互接近是实现聚结分离的第一步，也是关键一步，对于聚结分离技术的分离效率起到决定性作用。
（2）粘附聚结过程。粘附聚结过程是实现分散由小颗粒到大颗粒的过程。以润湿聚结为例，其粘附效率主要受分散相与分离聚结器之间的润湿粘附性能。同时，分散相在润湿粘附分离聚结器的过程中，还会受到连续相的阻碍。通常来说，聚结分离器表面的接触角越小，分散相越容易粘附。分散相的粒径大小也会对粘附性能产生影响。
（3）两相脱离过程。连续相和分散相的相互脱离是实现油水分离的最终过程。对于润湿聚结来说，即为分散相与聚结分离器之间的脱离；对于碰撞粘结来说，即为油水两相的最终脱离与释放。
3 聚结分离技术的相关影响因素
（1）聚结材料的表面性能。聚结材料的表面性能会对分散相液滴的润湿粘附效率产生直接影响，如果聚结材料的表面粗糙度较大，则会增加分散相液滴粘附聚结材料的能力，更容易实现从小液滴到大液滴的转变。另外，由于分散相在粘附润湿聚结材料的过程中，必须要置换连续相，因此，聚结材料的表面能高低也會影响到分散相的润湿粘附。聚结材料的表面能越低，分散相越容易实现润湿粘附。聚结材料的亲疏水性能对分散相润湿粘附的影响比较复杂，单一的亲水性能或者疏水性能并不能达到最好的粘附效果，两者混合可能有助于提高分散相的润湿粘附效率。
（2）聚结材料的尺寸。聚结材料的尺寸大小会影响到材料的比表面积，尺寸越小，比表面积越大，相对于分散相液滴来说，可润湿粘附的面积就会增大，从而可以粘附聚结更多的分散相，提高油水的脱离效率。但是，这并不代表聚结材料的尺寸可以无限小。当聚结材料的尺寸不断减小时，阻力也会随之增加，使得分散相在聚结材料中的移动越来越困难，从而降低了分散相与聚结材料的润湿粘附能力。
（3）液体流速。液体流速对于聚结分离技术的影响较复杂，如果液体流速较低，一方面可以增强分散相液滴的沉积以及扩散等作用，但是另一方面，也会降低分散相液滴颗粒之间的碰撞效率，不利于分散相液滴的碰撞聚结。因此，需要将液体的流动控制在合适的速度，达到最佳的油水分离效果。
4 聚结分离技术在油水分离中的相关应用
需要进行油水分离的油水混合乳液可以分类为两大类：一类为水作为连续相，油作为分散相，即水包油型；另外一类为油作为连续相，水作为分散相，即油包水型。在进行油水分离时，对于两种类型的油水混合乳液虽然应用目的不同，但是基本原理是相同的。对于水包油型油水混合乳液，聚结分离技术主要应用于有油污水、原油脱水等方面，有效实现油水分离，高效提取纯油或纯水。对于水包油型油水混合乳液，聚结分离技术主要应用于成品油的提纯中，通过脱水处理，进一步提升成品油的纯度。在油水分离的实际应用过程中，最主要的聚结分离技术包括重力场聚结和电场聚结。重力场聚结的主要原理是利用分散相和连续相的密度差异，造成重力大小的不同，实现油水两相的聚结分离。电场聚结的主要原理是利用分散相和连续相量电导率差异，在电流作用下实现油水两相的聚结分离。电场聚结在应用时通常是与其他聚结方式共同使用的，很少会采取单一的电场聚结方式来进行油水分离。
5 结语
目前，聚结分离技术在油水分离领域内虽然得到了广泛应用与发展，但在理论研究方面还可以进一步挖掘，包括基本原理以及相关的影响因素。专业理论知识的成熟可以更好的为技术的发展提供基础支撑，从而可以进一步提高聚结分离技术的分离效率，更好的实现油水分离。
参考文献：
[1]葛阳.高频聚结油水分离技术装置在油田生产中的应用[J].石油石化节能，2016，6（12）：2830+9.
[2]高智芳，刘进立，王笃金，方保华，邵伟光，董侠.聚结分离技术在油水分离中的应用[J].过滤与分离，2014，24（01）：2124+33.
[3]郑陵.波纹板聚结法油水分离技术[J].油田地面工程，1994（02）：13+2177.
作者简介：段传虎（1995），男，湖北英山人，专业：应用化学。