用于水处理系统的蒸发器阵列的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及用于水处理系统的蒸发器阵列、处理水的方法、包括蒸发器阵列的油生产系统和包括蒸发器阵列的脱盐装备。
[0002]发明背景
[0003]在油生产中，提取油包含还存在于储液器中的大比例的水是常见的，此外，某些油生产技术包括将蒸汽注入到储油器中，以允许或提高油从储液器的回收。在油已经与水分离之后，剩下的水仍然是污染的。有利地，在注油方法中，污染水被处理，并且然后被再循环到蒸汽发生器，以用于随后的油提取。这当然减少了提取过程所需要的水的量。
[0004]即使这种水再循环可以是极其有效的，在该过程中需要某些另外的水以弥补损失。这被称为补给水。常规地，此补给水是具有相对低的盐度和硬度的新鲜水。
[0005]在某些情况下，使用微咸水来提供补给水的至少一部分可以是合意的或甚至法律上需要的。微咸水具有高的盐度和硬度。在已知的水再循环工厂中，水处理使用具有相对高的PH的蒸发器来进行，以维持溶液中的二氧化硅以减少结垢。将具有高的盐度和碱度的微咸水引入到高PH环境中引起在蒸发器内具有大量的沉积物的问题，引起结垢，需要周期性停工和清洁以维持蒸发器的效率。
[0006]通过使用预处理步骤以减少微咸补给水的硬度来处理此问题是已知的，所述预处理步骤包括冷石灰软化(CLS)阶段。然而，这是不令人满意的，因为硬度水平在预处理之后仍然是高的，需要另外的设备、化学品和能量来操作系统，并且产生需要安全处置的另外的污泥。
[0007]发明概述
[0008]根据本发明的第一实施方案，提供了用于水处理系统的蒸发器阵列，蒸发器阵列包括:采出水进料器(produced water feed)和从采出水进料器接收采出水的第一蒸发器、补给水进料器和从补给水进料器接收补给水的第二蒸发器、从第一蒸发器和第二蒸发器接收馏出物的输出进料器以及从第一蒸发器和第二蒸发器接收排料的排料进料器，其中第一蒸发器和第二蒸发器各自具有工作pH，第一蒸发器的工作pH高于第二蒸发器的工作pH。
[0009]蒸发器阵列可以包括多个第一蒸发器，第一蒸发器中的每个从采出水进料器接收采出水。
[0010]补给水进料器可以供应微咸补给水和新鲜补给水中的至少一种。
[0011 ] 补给水进料器还可以供应来自蒸汽发生器的排料水。
[0012]蒸发器阵列还可以包括结晶器，所述结晶器从第一蒸发器和第二蒸发器接收排料，并且产生结晶器馏出物和结晶器排料以及结晶的盐。
[0013]结晶器馏出物的至少一部分可以被供应到第二蒸发器。
[0014]第二蒸发器的工作pH可以小于约5，并且优选地可以在范围pH 2到pH 4中。
[0015]第一蒸发器的工作pH可以大于约7.5，并且优选地可以在范围pH 11到pH 12中。
[0016]第一蒸发器可以可连接到补给水进料器，并且第二蒸发器可以可连接到采出水进料器以允许切换第一蒸发器和第二蒸发器的操作。
[0017]第二蒸发器可以具有第一效果器(first effect)和第二效果器、第一喷嘴阵列和第二喷嘴阵列，所述第一喷嘴阵列向第一效果器提供具有第一 PH的酸处理液(acidtreatment)，所述第二喷嘴阵列向第二效果器提供具有第二较低pH的酸处理液。
[0018]根据本发明的第二方面，提供了油生产设备，油生产设备包括蒸汽发生器、油分离单元以及根据本发明的第一方面的蒸发器阵列，其中油分离单元被连接到蒸发器阵列以将采出水提供到蒸发组件，并且蒸发器阵列被连接到蒸汽发生器以将馏出物供应到蒸汽发生器。
[0019]油生产设备还可以包括处理单元，所述处理单元处理采出水并且将经处理的采出水供应到蒸发器阵列。
[0020]根据本发明的另外的方面，提供了包括根据本发明的第一方面的蒸发器阵列的脱盐装备。
[0021]根据本发明的另外的方面，提供了通过蒸发处理水的方法，所述方法包括以下的步骤:将采出水供应到第一蒸发器，将补给水供应到第二蒸发器，控制第一蒸发器的第一工作pH和第二蒸发器的第二工作pH，使得第一 pH高于第二 pH，在第一蒸发器中纯化采出水并且将馏出物供应到输出馏出物流且将排料供应到排料流，以及在第二蒸发器中纯化补给水并且将馏出物供应到输出馏出物流且将排料供应到排料流。
[0022]方法可以包括将采出水供应到多个第一蒸发器。
[0023]方法可以包括供应补给水，所述补给水包括微咸补给水和新鲜补给水中的至少一种。
[0024]方法可以包括供应补给水，所述补给水包括来自蒸汽发生器的排料水。
[0025]方法还可以包括将排料从排料流供应到结晶器，并且产生结晶器馏出物和结晶器排料。
[0026]结晶器馏出物的至少一部分可以被供应到第二蒸发器。
[0027]第二蒸发器的工作pH可以小于约5，并且优选地可以在范围pH 2到pH 4中。
[0028]第一蒸发器的工作pH可以大于约7.5，并且优选地可以在范围pH 11到pH 12中。
[0029]方法可以包括将补给水供应到第一蒸发器并且将采出水供应到第二蒸发器，以切换第一蒸发器和第二蒸发器的操作。
[0030]附图简述
[0031]现在，将参考附图通过仅实施例的方式描述本发明的实施方案，其中:
[0032]图1是图示示例性油生产系统的高级示意方框图，
[0033]图2是图示另外的示例性油生产系统的高级示意方框图，
[0034]图3是图示体现本发明的蒸发器阵列的高级示意方框图，并且
[0035]图4是图示体现本发明的纯化水的方法的流程图。
[0036]详细描述
[0037]在陈述详细描述之前，陈述在下文中将被使用的某些术语的定义是有帮助的。
[0038]如本文使用的术语“采出水”在本申请中指的是与提取油或提取气体一起产生的水，并且还指的是作为蒸汽或热水注入到储油器中以提高其提取所产生的水。
[0039]如本文使用的术语“馏出物”在本申请中指的是蒸汽产品和注入水或馏出物水。馏出物水必须具有高品质，并且不被过度污染。这可以通过水蒸发和水冷凝来实现。
[0040]如本文使用的术语“油污染物”在本申请中指的是小数量的油，以及也是水污染物的小数量的聚合物和矿物。污染物源自储液器本身或源自用于提取过程中的各种添加剂。
[0041]现在具体参考详细附图，应强调，细节通过实施例的方式并且仅为了本发明的优选实施方案的例证性讨论的目的被示出，并且被呈现为了提供本发明的原理和概念方面的被认为是最有用和最易于理解的描述。在这点上，没有尝试比用于基本理解本发明所必需的更详细地示出本发明的结构细节，结合附图的描述使得在实践中可以如何体现本发明的若干形式对于本领域的技术人员是明显的。
[0042]在详细解释本发明的至少一个实施方案之前，将理解的是，本发明在其应用中不限于在以下的描述中陈述或在附图中图示的部件的构造和布置的细节。本发明可适用于其他实施方案或可适用于以多种方式实践或进行。此外，将理解的是，本文采用的措辞和术语是用于描述的目的并且不应被视为限制性的。
[0043]图1和图2各自示出用于油生产的蒸汽辅助重力泄油("SAGD")系统的实施例，在每个实施例中，注入井在10处示意性地示出，并且生产井在11处示意性地示出。可选择地，相同的井可以用于注入和生产。蒸汽在合适的发生器产生，例如如在图1中的12处示出的快装锅炉(package boiler)，或如在图2中的13处示出的直流型蒸汽发生器("0TSG")。蒸汽如通过箭头14示出地注入到井10中。来