原油電脫鹽在適當的溫度下，注入適量的新鮮水和破乳劑，某些生產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。在高壓電場和破乳劑的作用下，使微小水滴逐步聚結成大水滴，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定乳化液的條件：一是兩種液體互不相溶；二是系統中存在著乳化穩定劑；三是適宜的攪拌強度。原油輸送加工過程中，完全滿足形成穩定乳化液的三個條件，輸送到煉油企業的原油中含有水，具備互不相溶的油水兩相，存在著天然的乳化穩定劑，如膠質、瀝青質、環烷酸、結晶石蠟、粘土等，原油在開采和運輸加工過程中，具備了充分攪拌的條件，使水以微滴狀態分散在原油中，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。影響油水乳化液穩定程度的因素很多，主要有原油本身性質、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，乳化液越穩定，因為黏度越大水滴聚結和下沉的阻力越大；根據斯托克斯定律，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，乳化液越穩定，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。此外乳化液穩定的程度還與乳化劑的類型有關，例如蠟類乳化劑當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，因而乳化液是暫穩系統，通過適當的工藝方法，減弱油水界面上乳化劑的穩定，可以加快破乳的速率。如控制工藝條件使乳化劑分解；加入化學物質與乳化劑起化學反應，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。根據以上原理，乳化液進行破乳的方法主要有：

a 化學法：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，發生聚結作用，實現油水分離。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，因靜電感應產生誘導偶極，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。誘導偶極使水滴間產生相互吸引的靜電引力，即水滴聚結力，水滴受聚結力的作用，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，使微小水滴聚結成大水滴。因而相鄰微滴間、微滴與電極間產生靜電，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聚結。

c 其他方法：一是機械法離心分離，利用分散相和分散介質的相對密度不同，在離心力作用下實現分離；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長大，發生凝聚作用，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存在，例如：環烷酸鹽、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垢，并且極易沉積在催化劑顆粒之間，造成反應器壓力升高；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，影響石油焦的質量。實驗室和現場應用均表明含鈣量高的原油導電率大，脫鹽電流升高，脫鹽電耗增加，不利于電脫鹽裝置的穩定操作。因此，脫除原油中的有機鈣對正常生產是十分重要的。

原油脫鈣的途徑比較好的是在原油電脫鹽預處理過程中添加化學劑使原油中油溶性鈣鹽轉化成水溶性鈣鹽，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，當加入化學藥劑后，加入的化學劑分子已絡合、螯合或置換的方式與鈣離子發生反應，形成水溶性的化合物，使鈣離子從油相轉移到水相，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。