一种超稠油高温污水处理回用于热采锅炉的方法
【专利摘要】本发明提供一种超稠油高温污水处理回用于热采锅炉的方法，向超稠油高温污水中加入反相破乳剂，去除高含量的乳化油，然后在旋流反应器中依次加入高效净化剂、调理稳定剂及凝聚剂，除油和除固体悬浮物，进行沉降、固液分离；两级过滤进一步去除细小悬浮固体；超稠油高温污水得到净化稳定处理后进入两级离子交换器软化处理，达到热采锅炉给水水质标准。该工艺充分利用超稠油高温污水的温度，节省大量能量，减少热采锅炉燃料的耗量，实现超稠油污水循环利用，节约清水资源，提高节能减排效果和综合经济效益。
【专利说明】—种超稠油高温污水处理回用于热采锅炉的方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及污水的处理回用，尤其是超稠油高温污水处理回用，该方法科学合理，使用效果极佳。
【背景技术】
[0002]对采出原油的分类定义，50°C时粘度< 1000mPa.s以下的为稀油，1000~1000OmPa.s之间的为稠油，10000~50000mPa.s的为特稠油，50000mPa.s以上的为超稠
油。超稠油采出水是含有固体杂质、微生物、溶解气体和可溶性盐类等多组分的复杂体系，普遍存在有机物种类杂、矿化度高、含油量高、成垢离子含量高的特征。超稠油污水的特点为“高温高含油高悬浮物高硅型采出水”，在净化处理方面的难点:(1)脱出污水温度高，达到80~90°C ；(2)含有高含量胶质及浙青质且携带大量的泥沙等悬浮物；(3)常规净水剂在80-90°C下因分子链断裂或因油、悬浮物分子运动剧烈而失去作用。(4)无机净水剂耐温性能虽然较好，但超稠油采出水悬浮物含量过高，无机净水剂与水中悬浮物产生大量絮体从而降低设备的固-液分离效率，因此使用效果差。(5)在采出液被举升到地面及脱水过程中添加了大量的化学药剂，这些药剂残留在采出水之中，使污水形成了稳定的乳化液。这种污水不仅含油量高，加之超稠油粘度大，使污水的净化更加复杂，处理难度更大。超稠油采出水在深度处理方面的难点:超稠油污水深度处理技术采用的是离子交换技术，可将水中的硬度处理至0.lmg/L (以CaCO3计)以下，虽然达到了注汽锅炉对硬度的指标要求，但是超稠油采出水中SiO2质量浓度已在200mg/L甚至250mg/L以上，水中残留的硬度和多价金属阳离子在高温下与水中不同形态的硅发生反应形成硅酸盐垢，该污水若用于发生蒸汽，就会在热采锅炉或注汽管线内形成硅垢，其危害性远远高于钙垢。目前处理后的污水回用注汽锅炉的水质指标中要求SiO2质量浓度在100mg/L以下。采用石灰或者苛性软化法来处理超稠油高温污水中的SiO2都不理想，因为:①软化药剂加量大，产生大量的污泥，给污泥处置增加了难度。②操作参数复杂，药剂软化工艺因多个参数可能发生变化，导致控制难度大。③工艺流程长，设备增加。药剂软化法需要增加软化池、除硅池、澄清池等工艺设施，需要增加多种药剂投加设备。④投资和处理成本高。
[0003]本发明提供的方法，对油井分离出超稠油高温污水进行深度处理，其工艺是充分利用超稠油高温污水的温度，节约热采锅炉燃料消耗，实施多步骤的集成处置，实现超稠油高温污水循环利用，节约了清水资源，保护环境，具有显著的经济效益与良好的社会效益。
【发明内容】
[0004]本发明的目的在于:针对超稠油高温污水处理回用方法，有效解决了现有技术生产问题，达到了对超稠油高温污水处理的效果，为企业节能降耗做出了示范。
[0005]本发明的目的是这样实现的:一种超稠油高温污水处理回用于热采锅炉的方法，分步骤实施；
[0006]步骤I向置于分离罐中的超稠油高温污水投加反相破乳剂，实施油水分离，加量为 20-50mg/L ；
[0007]其中反相破乳剂由阳离子聚醚季铵盐、3.0G聚酰胺-胺、非离子聚醚组成；两种混合使用混合比为1:1-2:1,三种混合使用混合比为1:2:1，处理后的水含油量小于5mg/L、悬浮固体含量小于10mg/L ；
[0008]步骤2将步骤I出水置于旋流反应器中，依次投加净化剂、调理稳定剂、凝聚剂，其中净化剂加量为100-200mg/L，调理稳定剂加量为50-100mg/L，凝聚剂加量为6-lOmg/L ；
[0009]其中净化剂由聚合氯化铝、聚合硫酸铝、聚硅酸氯化铝组成，两种混合使用混合比为1:1-2:1，三种混合使用混合比为1:1:1 ；
[0010]其中调理稳定剂由多聚磷酸盐、有机磷酸酯、氢氧化钠组成，两种混合使用混合比为1:20-1:25，三种混合使用混合比为1:1:20-1:1:25 ；
[0011]其中凝聚剂由阴离子聚丙烯酰胺、非离子聚丙烯酰胺组成，两种混合使用混合比为2:1-3:1 ;阴尚子和非尚子的分子量范围为1500万-2000万；
[0012]步骤3将步骤2出水置于斜板沉降罐沉降，缓冲后，泵入一级双滤料过滤器和二级精细过滤器，去除水 中剩余油和悬浮物，使其出水含油量为Omg/L，悬浮固体含量小于2mg/L ;再进入一级钠型阳离子交换软化器中处理，使总硬度< 0.lmg/L ;进入二级螯合型离子交换树脂软化器中处理，使钙离子、镁离子、铁离子含量均≥0.02mg/L,即可进入热采锅炉回用。
[0013]所述方法，处置的高温污水中超稠油粘度>50000Mpa.s，污水温度85-90 °C，pH7.5-8.5，矿化度 2000-4000mg/L，含油量 10000-20000mg/L，悬浮固体含量 500_1000mg/L,硬度 40-80mg/L，二氧化硅含量 200_250mg/L。
[0014]本发明的作用机理及效能:采用该方法处理的水质，达到中国石油天然气热采锅炉给水标准一油田污水回用湿蒸汽发生器水质标准(Q/syl275-2010)要求。该工艺采用的具有节能降耗的重力-旋流反应-过滤流程，以及抗冲击稳定的水质和水量调节装置，软化水处理使用螯合型离子交换树脂软化系统，无需除硅处理，取代了操作复杂、污泥量大、处理费用高的化学药剂软化系统，使操作更加简单方便，一个联合站按日平均处理水量4.0X 104m3计算，节约热能(稠油污水温度、燃料油)排污回收原油清水资源等合计1139X IO5元/年，彰显技术进步。
【专利附图】
【附图说明】
[0015]下面结合附图对发明作进一步的描述。
[0016]附图为超稠油高温污水处理工艺流程图；
[0017]如图所示:污水一调节罐一反应缓冲罐一旋流反应器一斜板沉降罐一过滤缓冲罐—双滤料过滤器一精细过滤器一钠型阳离子交换软化器一螯合型离子交换树脂软化器一热米锅炉。
【具体实施方式】
[0018]下面结合实施例对发明作进一步的阐明。
[0019]实施例1
[0020]某油田超稠油高温污水，污水温度90 °C，pH8.5，矿化度4000mg/L，含油量20000mg/L，悬浮固体含量1000mg/L，硬度80mg/L，二氧化硅含量250mg/L ；
[0021]处理步骤:
[0022]I)向超稠油高温污水中加入50mg/L反相破乳剂，反相破乳剂为阳离子聚醚季铵盐、3.0G聚酰胺-胺混合物，其混合比为1:1，采用计量泵，湿法投加；
[0023]2)向步骤I)水加入高效净化剂200mg/L，在特制的旋流反应器中进行反应，反应时间45s，高效净化剂为聚合氯化铝、聚合硫酸铝的混合物，其混合比为2:1，采用计量泵，湿法投加；
[0024]3)向步骤2)水加入调理稳定剂100mg/L，在特制的旋流反应器中进行反应，反应时间47s，调理稳定剂为多聚磷酸盐、有机磷酸酯与氢氧化钠混合物；其混合比为1:1:20，采用计量泵，湿法投加；
[0025]4)向步骤3)水加入凝聚剂10mg/L，在特制的旋流反应器中进行反应，反应时间60s，凝聚剂为阴离子聚丙烯酰胺、非离子聚丙烯酰胺的混合物，其混合比为2:1，分子量范围为1500万；采用计量泵，湿法投加；
[0026]5)将步骤4)处理过的水，进入斜板沉降罐沉降，然后在过滤缓冲罐内进行缓冲，后经提升泵泵入一级双滤料过滤器和二级精细过滤器内，进行两级过滤，去除水中剩余油和悬浮物，使其出水含油量为0mg/L、悬浮固体含量小于2mg/L ;进入一级钠型阳离子交换软化器，使总硬度< 0.lmg /L ;进入二级螯合型离子交换树脂软化器中，使钙离子、镁离子、铁离子含量均≤0.02mg/L ;进入热采锅炉回用。
[0027]实施例2
[0028]某油田超稠油高温污水，污水温度为85°C，pH为7.5，矿化度为2000mg/L，含油量为10000mg/L，悬浮固体含量为500mg/L，硬度为40mg/L，二氧化硅含量为200mg/L ；
[0029]处理步骤:
[0030]I)向超稠油高温污水中加入20mg/L反相破乳剂；反相破乳剂为3.0G聚酰胺-胺、非离子聚醚混合物，其混合比为2:1，采用计量泵，湿法投加；
[0031]2)向步骤I)水加入高效净化剂100mg/L，在特制的旋流反应器中进行反应，反应时间45s，高效净化剂为聚合硫酸铝、聚硅氯化铝中的混合物；其混合比为1:1，采用计量泵，湿法投加；
[0032]3)向步骤2)水加入调理稳定剂50mg/L，在特制的旋流反应器中进行反应，反应时间60s，调理稳定剂为有机磷酸酯、氯化镁混合物；其混合比为1:20，采用计量泵，湿法投加；
[0033]4)向步骤3)水加入凝聚剂6mg/L，在特制的旋流反应器中进行反应，反应时间48s，凝聚剂为阴离子聚丙烯酰胺、非离子聚丙烯酰胺的混合物，其混合比为3:1，分子量范围为2000万；采用计量泵，湿法投加；
[0034]5)将步骤4)处理过的水，向步骤4处理过的水，进入斜板沉降罐沉降，然后在过滤缓冲罐内进行缓冲，后经提升泵泵入一级双滤料过滤器和二级精细过滤器内，进行两级过滤,去除水中剩余油和悬浮物,使其出水含油量为0mg/L、悬浮固体含量小于2mg/L ;进入一级钠型阳离子交换软化器，使总硬度< 0.lmg/L ;进入二级螯合型离子交换树脂软化器中，使钙离子、镁离子、铁离子含量均< 0.02mg/L ;进入热采锅炉回用。
[0035]实施例3[0036]某油田超稠油高温污水，污水温度为90°C，pH为8.0，矿化度为3000mg/L，含油量为15000mg/L，悬浮固体含量为800mg/L，硬度为60mg/L，二氧化硅含量为220mg/L ；
[0037]处理步骤:
[0038]I)向超稠油高温污水中加入30mg/L反相破乳剂；反相破乳剂为阳离子聚醚季铵盐、3.0G聚酰胺-胺、非离子聚醚混合物，其混合比为1:2:1，采用计量泵，湿法投加；
[0039]2)向步骤I)水加入高效净化剂150mg/L，在特制的旋流反应器中进行反应，反应时间48s，高效净化剂为聚合氯化铝、聚合硫酸铝、聚硅氯化铝中混合物；其混合比为1:1:1，采用计量泵，湿法投加；
[0040]3)向步骤2)水加入调理稳定剂80mg/L，在特制的旋流反应器中进行反应，反应时间49s，调理稳定剂为多聚磷酸盐、有机磷酸酯、氢氧化钙的混合物；其混合比为1:1:25，采用计量泵，湿法投加；
[0041]4)向步骤3)水加入凝聚剂8mg/L，在特制的旋流反应器中进行反应，反应时间60s，凝聚剂为阴离子聚丙烯酰胺、非离子聚丙烯酰胺的混合物，其混合比为3:1，分子量范围为1800万；采用计量泵，湿法投加；
[0042]5)将步骤4)
处理过的水，进入斜板沉降罐沉降，然后在过滤缓冲罐内进行缓冲，后经提升泵泵入一级双 滤料过滤器和二级精细过滤器内，进行两级过滤，去除水中剩余油和悬浮物，使其出水含油量为Omg/L、悬浮固体含量小于2mg/L ;进入一级钠型阳离子交换软化器，使总硬度< 0.lmg/L ;进入二级螯合型离子交换树脂软化器中，使钙离子、镁离子、铁离子含量均≤0.02mg/L ;进入热采锅炉回用。
[0043]采用上述方法处理获得的净化水，经测定，水中含油量为Omg/L，悬浮物< 2mg/L，钙离子、镁离子、铁离子含量均≤0.02mg/L，无需进行除硅处理，达到油田污水回用湿蒸汽发生器水质标准(Q/sy 1275-2010)中规定给水的应达标准。
[0044]三、生产效果验证:
[0045]将上述方法处理得到的净化水测定水质指标见表1、表2。
[0046]表1超稠油高温污水处理
[0047]
【权利要求】
1.一种超稠油高温污水处理回用于热采锅炉的方法，其特征在于:分步骤实施； 步骤I向置于分离罐中的超稠油高温污水投加反相破乳剂，实施油水分离，加量为20_50mg/L ； 其中反相破乳剂由阳离子聚醚季铵盐、3.0G聚酰胺-胺、非离子聚醚组成；两种混合使用混合比为1:1-2:1，三种混合使用混合比为1:2:1，处理后的水含油量小于5mg/L、悬浮固体含量小于10mg/L ； 步骤2将步骤I出水置于旋流反应器中，依次投加净化剂、调理稳定剂、凝聚剂，其中净化剂加量为100-200mg/L，调理稳定剂加量为50-100mg/L，凝聚剂加量为6-lOmg/L ； 其中净化剂由聚合氯化铝、聚合硫酸铝、聚硅酸氯化铝组成，两种混合使用混合比为1:1-2:1，三种混合使用混合比为1:1:1 ； 其中调理稳定剂由多聚磷酸盐、有机磷酸酯、氢氧化钠组成，两种混合使用混合比为I:20-1:25，三种混合使用混合比为1:1:20-1:1:25 ； 其中凝聚剂由阴离子聚丙烯酰胺、非离子聚丙烯酰胺组成，两种混合使用混合比为2:1-3:1 ;阴尚子 和非尚子的分子量范围为1500万-2000万； 步骤3将步骤2出水置于斜板沉降罐沉降，缓冲后，泵入一级双滤料过滤器和二级精细过滤器，去除水中剩余油和悬浮物，使其出水含油量为Omg/L，悬浮固体含量小于2mg/L ;再进入一级钠型阳离子交换软化器中处理，使总硬度< 0.lmg/L ;进入二级螯合型离子交换树脂软化器中处理，使钙离子、镁离子、铁离子含量均< 0.02mg/L,即可进入热采锅炉回用。
2.根据权利要求1所述方法，其特征在于:所处置的高温污水中超稠油粘度>50000Mpa.s，污水温度85_90°C，pH 7.5-8.5，矿化度 2000-4000 mg/L，含油量 10000-20000mg/L，悬浮固体含量 500 -1000 mg/L，硬度 40_80mg/L，二氧化硅含量 200_250mg/L。
【文档编号】C02F9/04GK103936185SQ201310219553
【公开日】2014年7月23日 申请日期:2013年6月4日 优先权日:2013年6月4日
【发明者】曾玉彬, 黄保军, 贾剑平, 王益军, 王澄滨, 任定益 申请人:克拉玛依市三达新技术开发有限责任公司, 武汉大学