一種超稠油高溫污水處理回用于熱采鍋爐的方法
【專利摘要】本發(fā)明提供一種超稠油高溫污水處理回用于熱采鍋爐的方法，向超稠油高溫污水中加入反相破乳劑，去除高含量的乳化油，然后在旋流反應(yīng)器中依次加入高效凈化劑、調(diào)理穩(wěn)定劑及凝聚劑，除油和除固體懸浮物，進(jìn)行沉降、固液分離；兩級(jí)過(guò)濾進(jìn)一步去除細(xì)小懸浮固體；超稠油高溫污水得到凈化穩(wěn)定處理后進(jìn)入兩級(jí)離子交換器軟化處理，達(dá)到熱采鍋爐給水水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)。該工藝充分利用超稠油高溫污水的溫度，節(jié)省大量能量，減少熱采鍋爐燃料的耗量，實(shí)現(xiàn)超稠油污水循環(huán)利用，節(jié)約清水資源，提高節(jié)能減排效果和綜合經(jīng)濟(jì)效益。
【專利說(shuō)明】—種超稠油高溫污水處理回用于熱采鍋爐的方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及污水的處理回用，尤其是超稠油高溫污水處理回用，該方法科學(xué)合理，使用效果極佳。
【背景技術(shù)】
[0002]對(duì)采出原油的分類定義，50°C時(shí)粘度< 1000mPa.s以下的為稀油，1000~1000OmPa.s之間的為稠油，10000~50000mPa.s的為特稠油，50000mPa.s以上的為超稠
油。超稠油采出水是含有固體雜質(zhì)、微生物、溶解氣體和可溶性鹽類等多組分的復(fù)雜體系，普遍存在有機(jī)物種類雜、礦化度高、含油量高、成垢離子含量高的特征。超稠油污水的特點(diǎn)為“高溫高含油高懸浮物高硅型采出水”，在凈化處理方面的難點(diǎn):(1)脫出污水溫度高，達(dá)到80~90°C ；(2)含有高含量膠質(zhì)及浙青質(zhì)且攜帶大量的泥沙等懸浮物；(3)常規(guī)凈水劑在80-90°C下因分子鏈斷裂或因油、懸浮物分子運(yùn)動(dòng)劇烈而失去作用。(4)無(wú)機(jī)凈水劑耐溫性能雖然較好，但超稠油采出水懸浮物含量過(guò)高，無(wú)機(jī)凈水劑與水中懸浮物產(chǎn)生大量絮體從而降低設(shè)備的固-液分離效率，因此使用效果差。(5)在采出液被舉升到地面及脫水過(guò)程中添加了大量的化學(xué)藥劑，這些藥劑殘留在采出水之中，使污水形成了穩(wěn)定的乳化液。這種污水不僅含油量高，加之超稠油粘度大，使污水的凈化更加復(fù)雜，處理難度更大。超稠油采出水在深度處理方面的難點(diǎn):超稠油污水深度處理技術(shù)采用的是離子交換技術(shù)，可將水中的硬度處理至0.lmg/L (以CaCO3計(jì))以下，雖然達(dá)到了注汽鍋爐對(duì)硬度的指標(biāo)要求，但是超稠油采出水中SiO2質(zhì)量濃度已在200mg/L甚至250mg/L以上，水中殘留的硬度和多價(jià)金屬陽(yáng)離子在高溫下與水中不同形態(tài)的硅發(fā)生反應(yīng)形成硅酸鹽垢，該污水若用于發(fā)生蒸汽，就會(huì)在熱采鍋爐或注汽管線內(nèi)形成硅垢，其危害性遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于鈣垢。目前處理后的污水回用注汽鍋爐的水質(zhì)指標(biāo)中要求SiO2質(zhì)量濃度在100mg/L以下。采用石灰或者苛性軟化法來(lái)處理超稠油高溫污水中的SiO2都不理想，因?yàn)?①軟化藥劑加量大，產(chǎn)生大量的污泥，給污泥處置增加了難度。②操作參數(shù)復(fù)雜，藥劑軟化工藝因多個(gè)參數(shù)可能發(fā)生變化，導(dǎo)致控制難度大。③工藝流程長(zhǎng)，設(shè)備增加。藥劑軟化法需要增加軟化池、除硅池、澄清池等工藝設(shè)施，需要增加多種藥劑投加設(shè)備。④投資和處理成本高。
[0003]本發(fā)明提供的方法，對(duì)油井分離出超稠油高溫污水進(jìn)行深度處理，其工藝是充分利用超稠油高溫污水的溫度，節(jié)約熱采鍋爐燃料消耗，實(shí)施多步驟的集成處置，實(shí)現(xiàn)超稠油高溫污水循環(huán)利用，節(jié)約了清水資源，保護(hù)環(huán)境，具有顯著的經(jīng)濟(jì)效益與良好的社會(huì)效益。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明的目的在于:針對(duì)超稠油高溫污水處理回用方法，有效解決了現(xiàn)有技術(shù)生產(chǎn)問(wèn)題，達(dá)到了對(duì)超稠油高溫污水處理的效果，為企業(yè)節(jié)能降耗做出了示范。
[0005]本發(fā)明的目的是這樣實(shí)現(xiàn)的:一種超稠油高溫污水處理回用于熱采鍋爐的方法，分步驟實(shí)施；
[0006]步驟I向置于分離罐中的超稠油高溫污水投加反相破乳劑，實(shí)施油水分離，加量為 20-50mg/L ；
[0007]其中反相破乳劑由陽(yáng)離子聚醚季銨鹽、3.0G聚酰胺-胺、非離子聚醚組成；兩種混合使用混合比為1:1-2:1,三種混合使用混合比為1:2:1，處理后的水含油量小于5mg/L、懸浮固體含量小于10mg/L ；
[0008]步驟2將步驟I出水置于旋流反應(yīng)器中，依次投加凈化劑、調(diào)理穩(wěn)定劑、凝聚劑，其中凈化劑加量為100-200mg/L，調(diào)理穩(wěn)定劑加量為50-100mg/L，凝聚劑加量為6-lOmg/L ；
[0009]其中凈化劑由聚合氯化鋁、聚合硫酸鋁、聚硅酸氯化鋁組成，兩種混合使用混合比為1:1-2:1，三種混合使用混合比為1:1:1 ；
[0010]其中調(diào)理穩(wěn)定劑由多聚磷酸鹽、有機(jī)磷酸酯、氫氧化鈉組成，兩種混合使用混合比為1:20-1:25，三種混合使用混合比為1:1:20-1:1:25 ；
[0011]其中凝聚劑由陰離子聚丙烯酰胺、非離子聚丙烯酰胺組成，兩種混合使用混合比為2:1-3:1 ;陰尚子和非尚子的分子量范圍為1500萬(wàn)-2000萬(wàn)；
[0012]步驟3將步驟2出水置于斜板沉降罐沉降，緩沖后，泵入一級(jí)雙濾料過(guò)濾器和二級(jí)精細(xì)過(guò)濾器，去除水 中剩余油和懸浮物，使其出水含油量為Omg/L，懸浮固體含量小于2mg/L ;再進(jìn)入一級(jí)鈉型陽(yáng)離子交換軟化器中處理，使總硬度< 0.lmg/L ;進(jìn)入二級(jí)螯合型離子交換樹(shù)脂軟化器中處理，使鈣離子、鎂離子、鐵離子含量均≥0.02mg/L,即可進(jìn)入熱采鍋爐回用。
[0013]所述方法，處置的高溫污水中超稠油粘度>50000Mpa.s，污水溫度85-90 °C，pH7.5-8.5，礦化度 2000-4000mg/L，含油量 10000-20000mg/L，懸浮固體含量 500_1000mg/L,硬度 40-80mg/L，二氧化硅含量 200_250mg/L。
[0014]本發(fā)明的作用機(jī)理及效能:采用該方法處理的水質(zhì)，達(dá)到中國(guó)石油天然氣熱采鍋爐給水標(biāo)準(zhǔn)一油田污水回用濕蒸汽發(fā)生器水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)(Q/syl275-2010)要求。該工藝采用的具有節(jié)能降耗的重力-旋流反應(yīng)-過(guò)濾流程，以及抗沖擊穩(wěn)定的水質(zhì)和水量調(diào)節(jié)裝置，軟化水處理使用螯合型離子交換樹(shù)脂軟化系統(tǒng)，無(wú)需除硅處理，取代了操作復(fù)雜、污泥量大、處理費(fèi)用高的化學(xué)藥劑軟化系統(tǒng)，使操作更加簡(jiǎn)單方便，一個(gè)聯(lián)合站按日平均處理水量4.0X 104m3計(jì)算，節(jié)約熱能(稠油污水溫度、燃料油)排污回收原油清水資源等合計(jì)1139X IO5元/年，彰顯技術(shù)進(jìn)步。
【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0015]下面結(jié)合附圖對(duì)發(fā)明作進(jìn)一步的描述。
[0016]附圖為超稠油高溫污水處理工藝流程圖；
[0017]如圖所示:污水一調(diào)節(jié)罐一反應(yīng)緩沖罐一旋流反應(yīng)器一斜板沉降罐一過(guò)濾緩沖罐—雙濾料過(guò)濾器一精細(xì)過(guò)濾器一鈉型陽(yáng)離子交換軟化器一螯合型離子交換樹(shù)脂軟化器一熱米鍋爐。
【具體實(shí)施方式】
[0018]下面結(jié)合實(shí)施例對(duì)發(fā)明作進(jìn)一步的闡明。
[0019]實(shí)施例1
[0020]某油田超稠油高溫污水，污水溫度90 °C，pH8.5，礦化度4000mg/L，含油量20000mg/L，懸浮固體含量1000mg/L，硬度80mg/L，二氧化硅含量250mg/L ；
[0021]處理步驟:
[0022]I)向超稠油高溫污水中加入50mg/L反相破乳劑，反相破乳劑為陽(yáng)離子聚醚季銨鹽、3.0G聚酰胺-胺混合物，其混合比為1:1，采用計(jì)量泵，濕法投加；
[0023]2)向步驟I)水加入高效凈化劑200mg/L，在特制的旋流反應(yīng)器中進(jìn)行反應(yīng)，反應(yīng)時(shí)間45s，高效凈化劑為聚合氯化鋁、聚合硫酸鋁的混合物，其混合比為2:1，采用計(jì)量泵，濕法投加；
[0024]3)向步驟2)水加入調(diào)理穩(wěn)定劑100mg/L，在特制的旋流反應(yīng)器中進(jìn)行反應(yīng)，反應(yīng)時(shí)間47s，調(diào)理穩(wěn)定劑為多聚磷酸鹽、有機(jī)磷酸酯與氫氧化鈉混合物；其混合比為1:1:20，采用計(jì)量泵，濕法投加；
[0025]4)向步驟3)水加入凝聚劑10mg/L，在特制的旋流反應(yīng)器中進(jìn)行反應(yīng)，反應(yīng)時(shí)間60s，凝聚劑為陰離子聚丙烯酰胺、非離子聚丙烯酰胺的混合物，其混合比為2:1，分子量范圍為1500萬(wàn)；采用計(jì)量泵，濕法投加；
[0026]5)將步驟4)處理過(guò)的水，進(jìn)入斜板沉降罐沉降，然后在過(guò)濾緩沖罐內(nèi)進(jìn)行緩沖，后經(jīng)提升泵泵入一級(jí)雙濾料過(guò)濾器和二級(jí)精細(xì)過(guò)濾器內(nèi)，進(jìn)行兩級(jí)過(guò)濾，去除水中剩余油和懸浮物，使其出水含油量為0mg/L、懸浮固體含量小于2mg/L ;進(jìn)入一級(jí)鈉型陽(yáng)離子交換軟化器，使總硬度< 0.lmg /L ;進(jìn)入二級(jí)螯合型離子交換樹(shù)脂軟化器中，使鈣離子、鎂離子、鐵離子含量均≤0.02mg/L ;進(jìn)入熱采鍋爐回用。
[0027]實(shí)施例2
[0028]某油田超稠油高溫污水，污水溫度為85°C，pH為7.5，礦化度為2000mg/L，含油量為10000mg/L，懸浮固體含量為500mg/L，硬度為40mg/L，二氧化硅含量為200mg/L ；
[0029]處理步驟:
[0030]I)向超稠油高溫污水中加入20mg/L反相破乳劑；反相破乳劑為3.0G聚酰胺-胺、非離子聚醚混合物，其混合比為2:1，采用計(jì)量泵，濕法投加；
[0031]2)向步驟I)水加入高效凈化劑100mg/L，在特制的旋流反應(yīng)器中進(jìn)行反應(yīng)，反應(yīng)時(shí)間45s，高效凈化劑為聚合硫酸鋁、聚硅氯化鋁中的混合物；其混合比為1:1，采用計(jì)量泵，濕法投加；
[0032]3)向步驟2)水加入調(diào)理穩(wěn)定劑50mg/L，在特制的旋流反應(yīng)器中進(jìn)行反應(yīng)，反應(yīng)時(shí)間60s，調(diào)理穩(wěn)定劑為有機(jī)磷酸酯、氯化鎂混合物；其混合比為1:20，采用計(jì)量泵，濕法投加；
[0033]4)向步驟3)水加入凝聚劑6mg/L，在特制的旋流反應(yīng)器中進(jìn)行反應(yīng)，反應(yīng)時(shí)間48s，凝聚劑為陰離子聚丙烯酰胺、非離子聚丙烯酰胺的混合物，其混合比為3:1，分子量范圍為2000萬(wàn)；采用計(jì)量泵，濕法投加；
[0034]5)將步驟4)處理過(guò)的水，向步驟4處理過(guò)的水，進(jìn)入斜板沉降罐沉降，然后在過(guò)濾緩沖罐內(nèi)進(jìn)行緩沖，后經(jīng)提升泵泵入一級(jí)雙濾料過(guò)濾器和二級(jí)精細(xì)過(guò)濾器內(nèi)，進(jìn)行兩級(jí)過(guò)濾,去除水中剩余油和懸浮物,使其出水含油量為0mg/L、懸浮固體含量小于2mg/L ;進(jìn)入一級(jí)鈉型陽(yáng)離子交換軟化器，使總硬度< 0.lmg/L ;進(jìn)入二級(jí)螯合型離子交換樹(shù)脂軟化器中，使鈣離子、鎂離子、鐵離子含量均< 0.02mg/L ;進(jìn)入熱采鍋爐回用。
[0035]實(shí)施例3[0036]某油田超稠油高溫污水，污水溫度為90°C，pH為8.0，礦化度為3000mg/L，含油量為15000mg/L，懸浮固體含量為800mg/L，硬度為60mg/L，二氧化硅含量為220mg/L ；
[0037]處理步驟:
[0038]I)向超稠油高溫污水中加入30mg/L反相破乳劑；反相破乳劑為陽(yáng)離子聚醚季銨鹽、3.0G聚酰胺-胺、非離子聚醚混合物，其混合比為1:2:1，采用計(jì)量泵，濕法投加；
[0039]2)向步驟I)水加入高效凈化劑150mg/L，在特制的旋流反應(yīng)器中進(jìn)行反應(yīng)，反應(yīng)時(shí)間48s，高效凈化劑為聚合氯化鋁、聚合硫酸鋁、聚硅氯化鋁中混合物；其混合比為1:1:1，采用計(jì)量泵，濕法投加；
[0040]3)向步驟2)水加入調(diào)理穩(wěn)定劑80mg/L，在特制的旋流反應(yīng)器中進(jìn)行反應(yīng)，反應(yīng)時(shí)間49s，調(diào)理穩(wěn)定劑為多聚磷酸鹽、有機(jī)磷酸酯、氫氧化鈣的混合物；其混合比為1:1:25，采用計(jì)量泵，濕法投加；
[0041]4)向步驟3)水加入凝聚劑8mg/L，在特制的旋流反應(yīng)器中進(jìn)行反應(yīng)，反應(yīng)時(shí)間60s，凝聚劑為陰離子聚丙烯酰胺、非離子聚丙烯酰胺的混合物，其混合比為3:1，分子量范圍為1800萬(wàn)；采用計(jì)量泵，濕法投加；
[0042]5)將步驟4)

處理過(guò)的水，進(jìn)入斜板沉降罐沉降，然后在過(guò)濾緩沖罐內(nèi)進(jìn)行緩沖，后經(jīng)提升泵泵入一級(jí)雙 濾料過(guò)濾器和二級(jí)精細(xì)過(guò)濾器內(nèi)，進(jìn)行兩級(jí)過(guò)濾，去除水中剩余油和懸浮物，使其出水含油量為Omg/L、懸浮固體含量小于2mg/L ;進(jìn)入一級(jí)鈉型陽(yáng)離子交換軟化器，使總硬度< 0.lmg/L ;進(jìn)入二級(jí)螯合型離子交換樹(shù)脂軟化器中，使鈣離子、鎂離子、鐵離子含量均≤0.02mg/L ;進(jìn)入熱采鍋爐回用。
[0043]采用上述方法處理獲得的凈化水，經(jīng)測(cè)定，水中含油量為Omg/L，懸浮物< 2mg/L，鈣離子、鎂離子、鐵離子含量均≤0.02mg/L，無(wú)需進(jìn)行除硅處理，達(dá)到油田污水回用濕蒸汽發(fā)生器水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)(Q/sy 1275-2010)中規(guī)定給水的應(yīng)達(dá)標(biāo)準(zhǔn)。
[0044]三、生產(chǎn)效果驗(yàn)證:
[0045]將上述方法處理得到的凈化水測(cè)定水質(zhì)指標(biāo)見(jiàn)表1、表2。
[0046]表1超稠油高溫污水處理
[0047]
【權(quán)利要求】
1.一種超稠油高溫污水處理回用于熱采鍋爐的方法，其特征在于:分步驟實(shí)施； 步驟I向置于分離罐中的超稠油高溫污水投加反相破乳劑，實(shí)施油水分離，加量為20_50mg/L ； 其中反相破乳劑由陽(yáng)離子聚醚季銨鹽、3.0G聚酰胺-胺、非離子聚醚組成；兩種混合使用混合比為1:1-2:1，三種混合使用混合比為1:2:1，處理后的水含油量小于5mg/L、懸浮固體含量小于10mg/L ； 步驟2將步驟I出水置于旋流反應(yīng)器中，依次投加凈化劑、調(diào)理穩(wěn)定劑、凝聚劑，其中凈化劑加量為100-200mg/L，調(diào)理穩(wěn)定劑加量為50-100mg/L，凝聚劑加量為6-lOmg/L ； 其中凈化劑由聚合氯化鋁、聚合硫酸鋁、聚硅酸氯化鋁組成，兩種混合使用混合比為1:1-2:1，三種混合使用混合比為1:1:1 ； 其中調(diào)理穩(wěn)定劑由多聚磷酸鹽、有機(jī)磷酸酯、氫氧化鈉組成，兩種混合使用混合比為I:20-1:25，三種混合使用混合比為1:1:20-1:1:25 ； 其中凝聚劑由陰離子聚丙烯酰胺、非離子聚丙烯酰胺組成，兩種混合使用混合比為2:1-3:1 ;陰尚子 和非尚子的分子量范圍為1500萬(wàn)-2000萬(wàn)； 步驟3將步驟2出水置于斜板沉降罐沉降，緩沖后，泵入一級(jí)雙濾料過(guò)濾器和二級(jí)精細(xì)過(guò)濾器，去除水中剩余油和懸浮物，使其出水含油量為Omg/L，懸浮固體含量小于2mg/L ;再進(jìn)入一級(jí)鈉型陽(yáng)離子交換軟化器中處理，使總硬度< 0.lmg/L ;進(jìn)入二級(jí)螯合型離子交換樹(shù)脂軟化器中處理，使鈣離子、鎂離子、鐵離子含量均< 0.02mg/L,即可進(jìn)入熱采鍋爐回用。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述方法，其特征在于:所處置的高溫污水中超稠油粘度>50000Mpa.s，污水溫度85_90°C，pH 7.5-8.5，礦化度 2000-4000 mg/L，含油量 10000-20000mg/L，懸浮固體含量 500 -1000 mg/L，硬度 40_80mg/L，二氧化硅含量 200_250mg/L。
【文檔編號(hào)】C02F9/04GK103936185SQ201310219553
【公開(kāi)日】2014年7月23日 申請(qǐng)日期:2013年6月4日 優(yōu)先權(quán)日:2013年6月4日
【發(fā)明者】曾玉彬, 黃保軍, 賈劍平, 王益軍, 王澄濱, 任定益 申請(qǐng)人:克拉瑪依市三達(dá)新技術(shù)開(kāi)發(fā)有限責(zé)任公司, 武漢大學(xué)