油田污水系統(tǒng)浮渣脫水濃縮工藝技術(shù)研究

趙波銳 姜英男 吳躍朋 王斌 仝珍珍

摘 要：針對(duì)新疆某油田污水系統(tǒng)產(chǎn)生的浮渣，室內(nèi)開展熱化學(xué)+離心脫水濃縮實(shí)驗(yàn)，確定了最佳的脫水參數(shù)，該工藝流程簡(jiǎn)單，具備現(xiàn)場(chǎng)實(shí)施的可行性。

關(guān)鍵詞：浮渣;熱化學(xué);離心;脫水率;濃縮

0 前言

油田集中處理站污水處理系統(tǒng)來水含油量高，特別是稠油污水處理前投加反相破乳劑，導(dǎo)致調(diào)儲(chǔ)罐頂部聚集大量的浮渣（類似含油污泥），由于其含有較多的微細(xì)固相物質(zhì)，如膠質(zhì)包裹物、高分子懸浮物度、原油中有機(jī)酸被氧化產(chǎn)物等，這些物質(zhì)吸附在油水界面上，造成油水乳狀液穩(wěn)定性大幅度提高[1]，給浮渣濃縮減量帶來很大困難。針對(duì)這部分浮渣主要有兩種處理辦法，一是按一定比例摻入到采出液中，存在比例不好控制，往往導(dǎo)致正常原油脫水系統(tǒng)癱瘓[2];二是按照含油污泥交給第三方處理，存在成本高。本文從擬從“熱化學(xué)+離心脫水”工藝進(jìn)行浮渣濃縮處理研究與探討，目的在于確定高效經(jīng)濟(jì)的浮渣濃縮處理工藝。

1 實(shí)驗(yàn)部分

1.1 實(shí)驗(yàn)材料與主要設(shè)備

新疆某油田浮渣：w/o、o/w型混合乳液，含水92.4%，

含油6.66%，含固相雜質(zhì)0.94%。精密恒溫水浴槽，德國(guó)Julabo公司;YDX型原油含水試驗(yàn)儀，山東鄴城永興儀器廠。

1.2 實(shí)驗(yàn)設(shè)備

熱化學(xué)脫水室內(nèi)試驗(yàn)方法：參照SY/T 5281-2000 《原油破乳劑使用性能檢測(cè)方法（瓶試法）》。即向脫水瓶中加入50mL浮渣，在水浴鍋中恒溫至試驗(yàn)溫度，加入定量脫水劑并混勻，靜置沉降一定時(shí)間后，記錄脫出水的體積，計(jì)算脫水率。

熱化學(xué)+離心脫水室內(nèi)試驗(yàn)方法：向離心杯中加入恒溫至試驗(yàn)溫度的浮渣100mL，加入定量脫水劑，混勻，離心，再于試驗(yàn)溫度下靜置沉降一定時(shí)間，記錄脫出水的體積，計(jì)算脫水率。

2 結(jié)果與討論

2.1 脫水劑類型的確定

室內(nèi)選用不同類型聚丙烯酰胺、破乳劑對(duì)浮渣上層和浮渣下層進(jìn)行脫水效果評(píng)價(jià)，脫水溫度80℃，脫水時(shí)間60min，結(jié)果見表2。表中1#-4#藥劑為陰離子型聚丙烯酰胺，5#-9#為陽(yáng)離子聚丙烯酰胺，10#為非離子型聚丙烯酰胺，11#-12#為破乳劑。

由表1可以看出，不加藥的情況下，浮渣脫水率僅為1.1%，表現(xiàn)出極強(qiáng)的穩(wěn)定性。對(duì)比不同類型藥劑的作用效果，9#藥劑優(yōu)于其他藥劑，浮渣脫水率達(dá)到45.8%，對(duì)應(yīng)的浮渣濃縮度為42%，這主要是由于浮渣中所含的固相雜質(zhì)帶負(fù)電荷[3]，而陽(yáng)離子聚丙稀銑胺同負(fù)電荷架橋、吸附、聚并，釋放出原本被吸附的水分。

2.2 脫水劑濃度的確定

圖1為80℃、不同濃度9#藥劑對(duì)浮渣的脫水效果?？梢钥闯鲭S著加藥濃度的增加脫水效率遞增，濃度增至50mg/L以后，脫水率增長(zhǎng)趨勢(shì)均趨于平緩，<50mg/L時(shí)存在界面不整齊，故最優(yōu)濃度宜選用50mg/L。

2.3 脫水溫度的確定

80℃，9#藥劑加藥濃度50mg/L，考察不同溫度對(duì)浮渣脫水效果的影響，結(jié)果如圖2所示。

可以看出，隨著脫水溫度的升高脫水效率持續(xù)增大，但考慮到現(xiàn)場(chǎng)溫度接近80℃，在繼續(xù)升高脫水溫度帶來成本增加，故建議脫水溫度保持80℃為宜。

2.4 脫水時(shí)間的確定

9#脫水劑濃度50mg/L、脫水溫度80℃、考察不同脫水時(shí)間對(duì)浮渣脫水效果的影響，結(jié)果見表2。

可以看出，脫水時(shí)間增至60min時(shí)，浮渣脫水率52.3%，

超過60min后脫水率幾無變化。為此，脫水時(shí)間宜選用60min。至此，針對(duì)新疆某油田的浮渣，最佳的熱化學(xué)脫水參數(shù)：9#藥劑加藥濃度50mg/L，脫水溫度80℃，脫水時(shí)間60min，對(duì)應(yīng)的脫水率達(dá)到52.3%。

2.5離心脫水時(shí)間的確定

考慮到油田現(xiàn)場(chǎng)配備的工業(yè)離心機(jī)轉(zhuǎn)速通常為2000r/min，影響離心效果的因素主要進(jìn)液量大小（離心時(shí)間），故室內(nèi)考察離心時(shí)間對(duì)熱化學(xué)沉降后的浮渣脫水率的影響，結(jié)果見表3。

可以看出，當(dāng)轉(zhuǎn)速為2000r/min時(shí)，經(jīng)過熱化學(xué)脫水后的浮渣進(jìn)行離心，脫水率從45.8%增到到82.8%，對(duì)應(yīng)的濃縮比為76%。且隨著離心時(shí)間的增加脫水率遞增，但變化幅度不大，故建議控制在3min以內(nèi)。

3 結(jié)論

新疆某油田污水系統(tǒng)產(chǎn)生的浮渣油水穩(wěn)定性強(qiáng)，屬于與w/o、o/w型混合乳液，含水92.4%，含油6.66%，含固相雜質(zhì)0.94%，對(duì)其進(jìn)行熱化學(xué)+離心脫水實(shí)驗(yàn)，得到最佳的脫水參數(shù)為：9#陽(yáng)離子聚丙烯酰胺，加藥濃度50mg/L，脫水溫度80℃，脫水時(shí)間60min，對(duì)應(yīng)的脫水率達(dá)到52.3%，對(duì)熱化學(xué)沉降后的浮渣于2000r/min下離心3min，脫水率達(dá)到82.8%，對(duì)應(yīng)的濃縮比為76%。

參考文獻(xiàn)：

[1]王瑞，唐曉東，蘇旭等.遼河油田老化油破乳脫水實(shí)驗(yàn)研究[J].特種油氣藏，2010，17（6）：100-102.

[2]王卓飛，阮林華，王連生等.新疆油田老化油處理工藝技術(shù)研究[J].內(nèi)蒙古石油化工，2010（19）：149-150.

[3]孫森，李擁軍，伍三志等.老化油破乳技術(shù)研究[J].新疆石油科技，2009，19（2）：40-43+47.

作者簡(jiǎn)介：

趙波銳（1988- ），女，新疆科力新技術(shù)發(fā)展有限公司，從事油田化學(xué)品的應(yīng)用研究。