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宝塔采油厂某集输站含油污水处理技术研究及应用
来源:济南乾来环保技术有限公司 发布时间:2021-01-04 21:59:51 浏览次数:
作者:武世新,杨珠普,屈家璇,赵 怡(1.延安职业技术学院,陕西 延安716000;2.中国石油天然气股份有限公司冀东油田分公司,河北 唐山063000;3.西安石油大学化学化工学院,陕西 西安 710300)

[关键词] 含油污水;悬浮物去除率;正交实验;腐蚀速度

[摘要] 研究了延长石油某采油厂含油污水变化对现有工艺处理效果的影响,在不改变工艺的条件下,对含油污水处理剂进行了优化,利用正交试验确定了最佳处理方案,找到一种使用范围广,效果好,成本低的处理方案。利用单因素试验确定了防腐缓蚀剂用量,测定了处理后水质的腐蚀速度。处理后水质符合油田注水水质检测指标。

引言目前,污水处理后回注是延长石油注水开发的一个重要来源,污水处理工艺主要有以杨家湾污水处理站为代表的水质稳定技术、王皮湾为代表的微生物+膜处理技术和以蟠龙联合站为代表的气浮法处理技术等三种。本文研究的宝塔采油厂某集输站污水,其处理工艺为水质稳定技术。其工序为:在预反应器中添加 pH  调节剂、混凝剂、絮凝剂和阻垢缓蚀剂等水处理剂,反应结束后,在旋流分离器中将絮凝体分离,上流清液经过滤装置除去细小悬浮颗粒,进入清水罐。由于油井开发时注水、压裂、酸洗等增产措施时常进行,给油层带入了太多的化学剂,加之季节变化,使得原油破乳剂加量经常变动,最终导致含油污水的性质波动较大,原有的污水处理技术处理这种性质变化的污水经常不达标,含油量、悬浮物等指标经常超标,给该集输站正常生产带来极大的困惑,也造成了巨大的经济损失。为了解决延长石油含油污水的性质波动导致的污水处理问题。近年来,冯建军、李杰、宋群华、柯从玉、刘亮等人分别从工艺改进和处理剂优化两个方面其进行了探索,取得了较好的应用效果,处理水质达到油田注水水质标准。针对宝塔采油厂某集输站含油污水,在不改变处理工艺(含设备)的情况下,采用正交试验和单因素实验方法,对含油污水处理剂进行优化,找到一套适用范围广,处理效果好,成本低的处理剂及其加量方案。

一、实验部分

(一)试剂与仪器

1.试剂混凝剂,工业品,黄色颗粒状;絮凝剂,工业品,白色颗粒状固体;pH调节剂,工业品,水溶液;防腐缓蚀剂,工业品,20%水溶液。2.仪器和材料DHG-9070A 型电热恒温鼓风干燥箱,上海一恒科技有限公司;数字控制恒温水浴箱,北京市长风仪器仪表公司;JJ-3型恒温电动搅拌器,一套;飞达抽滤装置,一套;微孔滤膜,0.45um;钢片;BS224S型电子天平,北京赛多利斯仪器系统有限公司;游标卡尺,无锡锡工量具有限公司。

(二)油田含油污水处理方法

量取一定量含油污水,加热至现场温度,恒速搅拌,加适量pH调节剂、混凝剂、防腐缓蚀剂、絮凝剂,降低搅拌速度,静置观察,10min 后用中速定性滤纸过滤,取滤液测其悬浮物含量,记录数据,计算悬浮物去除率。计算公式如下:

二、结果与讨论

(一)处理剂及其加量的确定

为了寻找最佳悬浮物处理方案,使用了正交实验,以pH调节剂、混凝剂、防腐缓蚀剂、絮凝剂加量为因素,悬浮物去除率为指标,设计了3因素3水平的正交实验表L9(33),各因素的安排及其相应水平见表1,实验方案及结果见表2。

由以上结果可知,最佳实验方案为A2B2C1,或者 A3B2C1,考虑成本确定最佳方案为 A2B2C1,即pH调节剂用量为0.5mL、混凝剂用量为0.4mL、絮凝剂用量为0.05mL。由极差可知,混凝剂用量对悬浮物去除率影响最大。按正交实验设计的最佳反应条件处理含油污水,在相同条件下水样的悬浮物去除率为 93.1%,大于正交实验方案中的结果,确认该实验方案是最佳方案。

(二)水样防腐缓蚀剂用量

取 抽 滤 后 清 水 800ml,分 为 4 份 ,分 别 加 入HEDP 适量,用静态挂片法测其腐蚀速度,结果如下:

HEDP是一种有机膦酸类阻垢缓蚀剂,耐酸碱,在250摄氏度仍具有较好的缓蚀阻垢效果。由实验结果可知,随 HEDP 用量增大,腐蚀速度逐渐降低;当 HEDP 用 量 为 0.36ml 时 ,其 腐 蚀 速 度 为0.0597mm/a,符合注水水质要求。

(三)性质波动的含油污水处理方案验证

根据现场污水的性质波动情况,取三种典型的污水按上述方案加入药剂进行处理,处理后水样按照SY/T5329-94[8]中的检测方法和检测指标进行检测,结果如下:

由结果可知,不同类型污水处理后,水样各检测项目均符合碎屑岩油藏注水水质推荐指标,该方案可以处理好该集输站不同的含油污水,且生产过程变的异常简单。

结论

(1)以 pH 调节剂、混凝剂、防腐缓蚀剂、絮凝剂组成的处理方案对延长油田某采油厂含油污水有较好的处理效果,处理后水质符合注水水质要求。(2)通过正交实验,确定了最佳处理方案,即每升水中加药量分别为:pH调节剂5mL、混凝剂4mL、絮凝剂0.5mL。(3)HEDP具有较好的缓蚀作用,通过单因素实验确定了HEDP用量,每升水中加1.8mL,即可达到注水水质要求。(4)该加药方案适合该集输站含油污水兑入不同比例的清水,处理后的水质符合注水水质要求。