專利名稱：一種油田采出水深度處理方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及廢水處理技術(shù)，具體地說(shuō)，是一種油田采出水深度處理方法。
背景技術(shù)：
目前，我國(guó)大部分油田已進(jìn)入石油開(kāi)發(fā)的中期和后期，采出油中的含水量為70～80％，有的油田甚至已高達(dá)90％，這部分污水不僅含有石油類，還含有固體懸浮物、分散油及浮油、乳化油，以及化學(xué)藥劑等多種成分，造成我國(guó)油田每天采出含油污水2.5×106m3。如果不處理直接排放，不僅會(huì)造成土壤、水源的污染，有時(shí)甚至?xí)鹞塾椭鹗鹿?，威脅人民的生命安全，造成國(guó)家的經(jīng)濟(jì)損失，同時(shí)也會(huì)危害油田自身的利益；反之，如果對(duì)采油廢水進(jìn)行處理，并用于回注，則不僅可滿足油田開(kāi)采過(guò)程注水量日益增長(zhǎng)的要求，同時(shí)也可以節(jié)省水資源，減少環(huán)境污染，為油田帶來(lái)經(jīng)濟(jì)效益，有利于油田的可持續(xù)發(fā)展。所以如何經(jīng)濟(jì)有效地對(duì)大量的油田采出水進(jìn)行回注處理，對(duì)油田經(jīng)濟(jì)發(fā)展有著重要的意義。
油田采出廢水中主要污染物是原油和懸浮物。為了使其處理后能達(dá)到回注水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)的要求，目前各油田采用的處理工藝大多分為三段法。即除油→除懸浮物→深度處理→注水，并輔以防垢，侵蝕，殺菌等化學(xué)處理措施。油田采出水的原水經(jīng)脫油處理之后，一般要經(jīng)過(guò)自然沉降罐的預(yù)處理去除水中的懸浮物及部分的分散油，出水再加入適量的混凝劑，破乳并形成小的礬花，進(jìn)入二次沉降罐，去除大部分的乳化油以及懸浮物。此時(shí)的出水中含量在30～60mg/L左右、懸浮物在20～40mg/L左右，此時(shí)處理后的水還有部分小分子油及懸浮物沒(méi)有除去，不能滿足注水指標(biāo)。因此采出水必須進(jìn)行深度處理。
目前，油田采出水回注深度處理方法和技術(shù)主要有①過(guò)濾技術(shù)②膜分離技術(shù)。過(guò)濾技術(shù)是整個(gè)油田采出水處理工藝的關(guān)鍵技術(shù)，其出現(xiàn)至今，已取得了很大的進(jìn)展。油田采出水所用的過(guò)濾器有壓力式和重力式兩種。壓力式過(guò)濾器速高，適用范圍廣。目前在我國(guó)油田普遍采用的有石英沙過(guò)濾器，核桃殼過(guò)濾器，雙層濾料過(guò)濾器等。重力式過(guò)濾器由于效果差，目前基本已不再使用。尤其是核桃殼過(guò)濾器，由于濾料采油性能好，截污能力大，質(zhì)輕，反沖洗能耗小等優(yōu)點(diǎn)被廣泛應(yīng)用。但是由于濾料粒度小，反沖洗易流失，核桃殼濾料具有采油性，反洗時(shí)必須采用清潔劑，增加了反沖洗的處理負(fù)擔(dān)。纖維球過(guò)濾器是我國(guó)近幾年發(fā)展起來(lái)的深度過(guò)濾器，其濾料纖維細(xì)密，過(guò)濾時(shí)可以形成上大下小的理想過(guò)濾空隙分布，納污能力大，去除油和懸浮物的效果高于石英沙和核桃殼，但于濾料的采油性，反沖洗不干凈，影響處理效果。
膜分離技術(shù)是對(duì)含油污水深度處理最有效的方法，是近年來(lái)研究的熱點(diǎn)。膜分離技術(shù)是利用膜的選擇透過(guò)性進(jìn)行分離，把油和懸浮物截流，有高效節(jié)能，污染小的特點(diǎn)，但也存在著投資大，膜污染后難清洗，運(yùn)行費(fèi)用高等缺點(diǎn)。
楊旭等人提出一種用電—多相催化反應(yīng)處理油田廢水的方法及專用裝置(ZL01138976.1)，該技術(shù)采用含有活性組份的催化劑在電場(chǎng)條件下處理油田廢水。任連鎮(zhèn)等人提出一種油田廢水處理方法及設(shè)備(ZL02149167.4)，該發(fā)明可實(shí)現(xiàn)電氣浮除油和電解殺菌一體化。這些油田廢水處理方法，沒(méi)有涉及油田廢水的深度處理。
吸附分離技術(shù)自身的發(fā)展，給許多生產(chǎn)工藝帶來(lái)了意想不到的變革，在含油廢水中的新應(yīng)用正處于探索階段。傳統(tǒng)吸附分離技術(shù)很早就應(yīng)用于油廢水的深度處理中，常用活性炭作為吸附劑，但其吸附容量有限(對(duì)油一般為30～80mg/g)，且成本高，再生困難，尋求新型高效吸油劑，是目前很多學(xué)者研究的焦點(diǎn)。因此，解決水中油污染的關(guān)鍵技術(shù)之一是要開(kāi)發(fā)具有從水中排除油污染特征的新材料。
膨脹石墨作為一種新型環(huán)境材料倍受青睞。膨脹石墨由天然鱗片石墨經(jīng)插層、水洗、干燥、高溫膨化而得到的一種疏松多孔的蠕蟲(chóng)狀物質(zhì)。由于有發(fā)達(dá)的網(wǎng)絡(luò)狀孔型結(jié)構(gòu)、高的比表面積、高的表面活性和非極性，同時(shí)孔系結(jié)構(gòu)中主要以大中孔為主，因此，膨脹石墨對(duì)某些非極性的大分子有機(jī)成分有良好的吸附性能。膨脹石墨具有疏水親油性，可在水中進(jìn)行選擇性吸附，無(wú)論對(duì)單純油品、水上漂浮油品還是水中低含量乳化狀態(tài)的油都有極好的吸附性能，特別對(duì)水中重油具有超大的吸附量。因此，膨脹石墨是凈化含油廢水和治理海洋油類污染的一種很有前途的新型環(huán)保碳質(zhì)材料。
膨脹石墨對(duì)油類物質(zhì)的良好的吸附性能源自于它的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)。膨脹石墨的結(jié)構(gòu)與常見(jiàn)的多孔材料的結(jié)構(gòu)有很大的區(qū)別，不同原料、不同制備條件得到的膨脹石墨的結(jié)構(gòu)也有很大差異。但是，從孔結(jié)構(gòu)形成的本質(zhì)來(lái)說(shuō)，不同類型的膨脹石墨，其結(jié)構(gòu)特征仍有很多共同之處。膨脹石墨顆粒間的孔隙率占85％以上，膨脹石墨顆粒開(kāi)放孔的孔隙率占13％以上，膨脹石墨顆粒的閉合孔的孔隙率不到1％。研究得到，膨脹石墨顆粒的孔隙分為四級(jí)結(jié)構(gòu)，包括顆粒片斷間的V型開(kāi)放孔，尺度數(shù)十到數(shù)百微米；與蠕蟲(chóng)狀顆粒軸向垂直的幾個(gè)到數(shù)十微米的柳葉狀孔；垂直顆粒軸向的片層面上的零點(diǎn)幾到幾個(gè)微米的孔以及BET測(cè)量得到的納米級(jí)孔。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是克服已有深度處理技術(shù)的不足，提出一種采用新的過(guò)濾材料膨脹石墨深度處理油田采出水的方法。
本發(fā)明的油田采出水深度處理方法包括以下步驟1.油田廢水經(jīng)過(guò)除油、除懸浮物預(yù)處理后，含油量≤50mg/L，懸浮物≤10mg/L。
2.經(jīng)上述預(yù)處理后的廢水經(jīng)流量計(jì)連續(xù)進(jìn)入裝有膨脹石墨的吸附塔，停留一定時(shí)間后，出水達(dá)到采出水回注水標(biāo)準(zhǔn)含油量≤10mg/L，懸浮物≤3mg/L。其中本發(fā)明所述膨脹石墨，是指加入孔的調(diào)節(jié)劑鉬酸銨、三氯化鐵、氯化鈷等，膨化溫度為700-100℃，控制孔徑在5-50μm，使之適合深度處理油田廢水中的乳化油和微細(xì)油粒，吸油容量達(dá)20～50mg/mg。
3.石墨經(jīng)運(yùn)行一段時(shí)間后，吸油容量下降，取出，經(jīng)過(guò)減壓蒸餾和高溫陪燒，可重復(fù)使用。
本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)本發(fā)明的方法可以實(shí)現(xiàn)吸油和去除懸浮物同時(shí)進(jìn)行。膨脹石墨不僅能高效地吸附油，而且具有活性碳的特性能過(guò)濾懸浮物。膨脹石墨動(dòng)態(tài)吸油量達(dá)20～50mg/mg，是其它吸附材料無(wú)可比較的。采用該方法深度處理油田采出水，工藝簡(jiǎn)單，操作方便。


圖1為具體工藝流程示意圖1.泵 2.流量計(jì) 3.吸附塔具體實(shí)施方式
實(shí)施例10.1g膨脹石墨填充于吸附塔中，柱徑20mm，柱長(zhǎng)100mm，油田廢水經(jīng)過(guò)除油、除懸浮物預(yù)處理后，含油量為49mg/L，懸浮物為9.5mg/L，預(yù)處理后廢水以100ml/h流速通過(guò)流量計(jì)由泵打入吸附塔中，每隔1小時(shí)分析出水中的含油量和懸浮物，其中含油量≤10mg/L，懸浮物≤3mg/L，200小時(shí)后，出水含油量為12mg/L，懸浮物為3mg/L，停泵。膨脹石墨吸油容量達(dá)8mg/mg，能有效去除懸浮物。
實(shí)施例29g膨脹石墨填充于吸附塔中，柱徑50mm，柱長(zhǎng)500mm，油田廢水經(jīng)過(guò)除油、除懸浮物預(yù)處理后，含油量為49mg/L，懸浮物為9.5mg/L，預(yù)處理后廢水以50L/h流速通過(guò)流量計(jì)由泵打入吸附塔中，每隔1小時(shí)分析出水中的含油量和懸浮物，其中含油量≤10mg/L，懸浮物≤3mg/L，48小時(shí)后，出水含油量為11mg/L，懸浮物為3mg/L，停泵。膨脹石墨吸油容量達(dá)20mg/mg，能有效去除懸浮物。
實(shí)施例380Kg膨脹石墨填充于吸附塔中，柱徑800mm，柱長(zhǎng)3000mm，油田廢水經(jīng)過(guò)除油、除懸浮物預(yù)處理后，含油量為49mg/L，懸浮物為9.5mg/L，預(yù)處理后廢水以12.5m3/h流速通過(guò)流量計(jì)由泵打入吸附塔中，每隔6小時(shí)分析出水中的含油量和懸浮物，其中含油量≤10mg/L，懸浮物≤3mg/L，180小時(shí)后，出水含油量為11mg/L，懸浮物為3mg/L，停泵。膨脹石墨吸油容量達(dá)20mg/mg，能有效去除懸浮物。
權(quán)利要求
1.一種油田采出水深度處理方法，其特征在于包括以下步驟(1)油田廢水經(jīng)過(guò)除油、除懸浮物預(yù)處理后，含油量≤50mg/L，懸浮物≤10mg/L；(2)經(jīng)上述預(yù)處理后的廢水經(jīng)流量計(jì)連續(xù)進(jìn)入裝有膨脹石墨的吸附塔，停留一定時(shí)間后，出水達(dá)到采出水回注水標(biāo)準(zhǔn)；其中本發(fā)明所述膨脹石墨，是指加入孔的調(diào)節(jié)劑鉬酸銨、三氯化鐵、氯化鈷等，膨化溫度為700-100℃，控制孔徑在5-50μm，使之適合深度處理油田廢水中的乳化油和微細(xì)油粒，吸油容量達(dá)20～50mg/mg；(3)石墨經(jīng)運(yùn)行一段時(shí)間后，吸油容量下降，取出，經(jīng)過(guò)減壓蒸餾和高溫陪燒，可重復(fù)使用。
全文摘要
本發(fā)明涉及廢水處理技術(shù)，其采取先將油田廢水經(jīng)過(guò)除油、除懸浮物預(yù)處理后，含油量≤50mg/L，懸浮物≤10mg/L。再將經(jīng)上述預(yù)處理后的廢水經(jīng)流量計(jì)連續(xù)進(jìn)入裝有膨脹石墨的吸附塔，停留一定時(shí)間后，出水達(dá)到采出水回注水標(biāo)準(zhǔn)含油量≤10mg/L，懸浮物≤3mg/L。其中本發(fā)明所述膨脹石墨，是指加入孔的調(diào)節(jié)劑鉬酸銨、三氯化鐵、氯化鈷等，膨化溫度為700－100℃，控制孔徑在5－50μm，使之適合深度處理油田廢水中的乳化油和微細(xì)油粒，吸油容量達(dá)20～50mg/mg。所述石墨經(jīng)運(yùn)行一段時(shí)間后，吸油容量下降，取出，經(jīng)過(guò)減壓蒸餾和高溫陪燒，可重復(fù)使用?？梢詫?shí)現(xiàn)吸油和去除懸浮物同時(shí)進(jìn)行。膨脹石墨不僅能高效地吸附油，而且具有活性炭的特性能過(guò)濾懸浮物。其工藝簡(jiǎn)單，操作方便。
文檔編號(hào)E21B43/34GK1687561SQ20051003918
公開(kāi)日2005年10月26日 申請(qǐng)日期2005年4月30日 優(yōu)先權(quán)日2005年4月30日
發(fā)明者陳志鋼, 邱滔, 張勇 申請(qǐng)人:江蘇工業(yè)學(xué)院