一種油田採出水改性淨化處理方法與流程
2023-04-23 22:54:26
本發明屬於石油化工技術領域，涉及一種用於油田採出水淨化處理的方法，具體涉及一種針對油田採出水具有較高的含油量、懸浮固體含量及強腐蝕性汙水進行處理的方法。
背景技術：
隨著我國油田進入開採後期階段，油田採出水的水性狀況變得越來越惡劣，其汙水往往具有較高的含油量及懸浮固體含量，傳統的投加絮凝劑的重力沉降方法往往難以達到汙水淨化的要求；同時水體pH值較低，游離二氧化碳含量較高，具有較強的腐蝕性，而汙水較高的礦化度及較高的鈣鎂離子含量，也會導致嚴重的結垢情況，從而影響汙水淨化流程及外輸回注流程。
現在國內已有的採出水改性淨化處理方法是向汙水中投加水質改性劑對汙水進行處理，提升水體pH值，水質改性劑是一種由氫氧化鈉溶液與氫氧化鈣固體混合而成的複合鹼，其中氫氧化鈉含量約5％-10％，氫氧化鈣含量約10％-20％。同時配以一定量的絮凝劑來加速沉降。現有的方法存在一定的缺陷：首先，由氫氧化鈉溶液與氫氧化鈣固體混合而成的複合鹼本身是一種懸濁液，需要在使用現場現用現配，同時需要攪拌設備維持懸濁液體系的均勻，對加藥過程造成了一定的不便；其次，微溶性的氫氧化鈣提升pH值能力不強，而氫氧化鈉溶液濃度又較低，為了有效的提升汙水pH值，需要較大的藥劑投加量，加藥量往往需要達到2000mg/L-3000mg/L；同時，大量水質改性劑的投加會造成汙水處理站汙泥產量大幅度增加，汙泥的處理、運輸等都會耗費大量人力物力，給汙水處理站的生產造成極大的負擔，而複合鹼體系中的氫氧化鈣也會對後續注水流程造成一定的結垢隱患。
技術實現要素：
本發明適用於鈣鎂離子、碳酸氫根含量總量不低於500mg/L的油田採出水。
本發明的目的是提供一種油田採出水淨化處理的方法，以解決現有方法不能經濟有效地去除水體中的含油量、懸浮固體含量的問題，並達到降低腐蝕率，降低汙泥量的效果。
本發明的目的可通過如下技術措施來實現：
該方法按以下步驟進行：
a.在採出水處理流程的混合反應器水入口第一加藥孔連續投加重量濃度為30％的氫氧化鈉溶液，氫氧化鈉溶液的加入量為氫氧化鈉溶液：採出水＝0.05～0.14:1重量份；
b.在混合反應器第二加藥孔連續投加絮凝劑，絮凝劑的加入量為絮凝劑：a步驟混合液＝0.0002～0.0004:1重量份。
本發明的目的還可通過如下技術措施來實現：
b步驟所述的絮凝劑為聚丙烯醯胺；
b步驟所述的絮凝劑的加入量為絮凝劑：a步驟混合液＝0.003:1重量份。
a步驟所述的氫氧化鈉溶液的加入量為氫氧化鈉溶液：採出水＝1.0～1.2:1重量份。
a步驟所述的氫氧化鈉溶液的加入量為氫氧化鈉溶液：採出水＝1.1:1重量份。
本發明主要發生以下化學反應：
反應①、②中生成的碳酸鈣、碳酸鎂沉澱，一方面打破了採出水的陰離子穩定體系，另一方面沉澱物能夠作為凝結核，被聚丙烯醯胺長鏈所捕獲，將汙水中的油及懸浮物網捕起來加速沉降，同時消耗的HCO3-離子也會使反應③中的平衡向右側傾斜，從而降低汙水中的游離二氧化碳含量。
實驗例：
某採油廠汙水站，水量為20000m3/d，原水水性為礦化度28000mg/L，pH＝6.7，游離二氧化碳70mg/L，硫化物4.5mg/L，亞鐵離子6.0mg/L，鈣離子580mg/L，碳酸氫根750mg/L，含油60mg/L，懸浮固體含量30mg/L，平均腐蝕率0.3mm/a，每天產生汙泥量40-60噸。在該汙水站現場開展3種試驗方案工業試驗，試驗數據如下：
表1：室內試驗數據匯總表
表2：現場試驗數據匯總表
不同的採出水，因水性不一樣，故採出水所需要的氫氧化鈉濃度也不同，實際應用是要根據通過室內試驗來具體確定合適的濃度。絮凝劑的濃度是室內試驗確定的，汙水站水性不同，適用的濃度也會不同，這需要室內試驗來確定。
現場試驗就選了最佳濃度範圍進行了試驗。絮凝劑的濃度是現場試驗的實際數據，是現場經過調整試驗後確定的最佳濃度。
本方法具有以下優點：
1、使用水質改性劑新配方的油田採出水改性淨化處理方法能夠有效去除汙水中的油及懸浮固體，降低腐蝕率，處理後的水質指標可達到含油量小於3mg/L,懸浮固體含量小於5mg/L,平均腐蝕率低於0.076mm/a，汙泥量降低50-70％。
2、該方法中水質改性劑新配方較原配方藥劑投加量大幅度降低，由2000mg/L-3000mg/L以上降低至500mg/L-1400mg/L左右，同時新配方藥劑投加過程中，因30％的氫氧化鈉溶液是均勻液體，無需連續攪拌，更加方便易於操作。原來的藥劑配方中，氫氧化鈣是微溶於水的，投加過程中要不斷攪拌，以避免分層。而去除了氫氧化鈣後，這個問題就不存在了。
3、因藥劑配方組成中不再採用氫氧化鈣，使得原先因氫氧化鈣沉澱造成的汙泥不再產生，故該方法在淨水過程中汙泥產量大幅度降低；
4、該方法不僅能夠有效去除汙水中的游離二氧化碳，而且鐵離子和氫氧化鈉生成氫氧化鐵沉澱下來，硫化氫和氫氧化鈉反應後被中和，鐵離子、硫化氫兩種物質被去除，降低汙水腐蝕性；
5、該方法能夠通過化學反應消耗掉汙水中的鈣鎂離子、碳酸氫根離子等結垢離子，降低汙水結垢趨勢。
具體實施方式
實施例1：
在採用改性淨化處理方法的汙水站中，在採出水處理流程的混合反應器水入口第一加藥孔使用加藥泵連續投加重量濃度為30％的氫氧化鈉溶液，氫氧化鈉溶液的加入量為氫氧化鈉溶液：採出水＝0.05:1重量份；同時在混合反應器第二加藥孔使用加藥泵將溶解後的聚丙烯醯胺連續投加，聚丙烯醯胺的加入量為聚丙烯醯胺(以固體重量份計)：採出水加入氫氧化鈉溶液後的混合液＝0.0004:1重量份。
實施例2：
在採用改性淨化處理方法的汙水站中，在採出水處理流程的混合反應器水入口第一加藥孔使用加藥泵連續投加重量濃度為30％的氫氧化鈉溶液，氫氧化鈉溶液的加入量為氫氧化鈉溶液：採出水＝0.14:1重量份；同時在混合反應器第二加藥孔使用加藥泵將溶解後的聚丙烯醯胺連續投加，聚丙烯醯胺的加入量為聚丙烯醯胺(以固體重量份計)：採出水加入氫氧化鈉溶液後的混合液＝0.0002:1重量份。
實施例3：
在採用改性淨化處理方法的汙水站中，在採出水處理流程的混合反應器水入口第一加藥孔使用加藥泵連續投加重量濃度為30％的氫氧化鈉溶液，氫氧化鈉溶液的加入量為氫氧化鈉溶液：採出水＝0.12:1重量份；同時在混合反應器第二加藥孔使用加藥泵將溶解後的聚丙烯醯胺連續投加，聚丙烯醯胺的加入量為聚丙烯醯胺(以固體重量份計)：採出水加入氫氧化鈉溶液後的混合液＝0.0004:1重量份。
實施例4：
在採用改性淨化處理方法的汙水站中，在採出水處理流程的混合反應器水入口第一加藥孔使用加藥泵連續投加重量濃度為30％的氫氧化鈉溶液，氫氧化鈉溶液的加入量為氫氧化鈉溶液：採出水＝0.1:1重量份；同時在混合反應器第二加藥孔使用加藥泵將溶解後的聚丙烯醯胺連續投加，聚丙烯醯胺的加入量為聚丙烯醯胺(以固體重量份計)：採出水加入氫氧化鈉溶液後的混合液＝0.0002:1重量份。
實施例5：
在採用改性淨化處理方法的汙水站中，在採出水處理流程的混合反應器水入口第一加藥孔使用加藥泵連續投加重量濃度為30％的氫氧化鈉溶液，氫氧化鈉溶液的加入量為氫氧化鈉溶液：採出水＝0.09:1重量份；同時在混合反應器第二加藥孔使用加藥泵將溶解後的聚丙烯醯胺連續投加，聚丙烯醯胺的加入量為聚丙烯醯胺(以固體重量份計)：採出水加入氫氧化鈉溶液後的混合液＝0.0003:1重量份。