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采油污水回用处理技术案例具体内容是什么,下面本网为大家解答。

截至8月22日,股份公司重大试验项目——新疆油田风城循环流化床锅炉正式投产运行已70余天,掺混使用稠油净化污水10.3万吨。这意味着新疆油田风城循环流化床锅炉试验获得成功,并将有力助推风城油田大开发。

“最耗能的,也是最有可能实现节约创效的。”这句话在中石油重油公司降本增效工作中得到了充分印证——2017年至今,自净化污水软化降耗技术在公司供汽二联合站全面投入使用以来,实现降低净化污水软化费用70余万元。

1稀油污水回用工业、灌溉用水处理技术

“水质各项指标均达到设计要求,污水比例达到60%,锅炉平稳运行。”新疆油田风城循环流化床锅炉试验项目组技术人员介绍。

在收获效益的同时,《降低油田净化污水软化费用》作为一项QC研究课题,在前不久结束的自治区第三十八次优秀质量管理小组代表大会上,获得了“2017年全国优秀质量管理QC小组成果奖”这一国优级荣誉。

1.1技术原理与特点

风城超稠油资源丰富,是新疆油田“十二五”乃至今后一个时期稠油开发的主力接替区和产能建设主战场。降低热采成本,实现可持续开发,成为超稠油资源能否经济规模动用的关键。

蒸汽是稠油开发中必不可少的能量供给,也是成本耗费的大户。2015年以来,重油公司从改变产汽源头上探索降本增效之路,对六东区注汽锅炉开始投用净化污水产出蒸汽。由于污水含有溶解油,且存在高矿化度、高水温、硫化氢、二氧化硅含量高的特性,增加了净化污水软化难度。在锅炉水处理软化装置在生产合格软水的同时,会造成软化器故障频发,吨水处理成本偏高,对注汽锅炉安全经济运行造成阻碍。

达标外排污水经过深度处理后回用于工业生产、农业灌溉甚至生活用水,这也是有效缓解水资源危机的重要途径之一。目前,除了回用注汽锅炉的离子交换技术外,有效的深度处理方法还有冷冻、蒸馏、油膜等。

新疆油田风城循环流化床锅炉试验的成功在节能减排、环境保护方面意义重大。该循环流化床锅炉的最大特色在于采用油田采出污水生产蒸汽。其中,所使用的水中最高可掺混60%的污水。循环流化床注汽站采用集中供汽方式,替代6台普通燃气注汽锅炉,节能节水效果显著。同时,还采用了分段蒸发汽水循环和低床压降循环流化床等先进技术,实现了稠油净化污水回用锅炉的环保要求。

“是不是可以通过改变一些设备运行参数或技术改进,在保证锅炉给水水质的条件下,进一步降低吨水软化成本呢?”针对这个问题,供汽二联合站高级工程师顾嵘和她的依力科特QC小组成员,动起了节能降耗的脑筋。

利用油膜对油田中含油污水进行深度处理的方法包含:超滤、微滤、电渗析、反渗透及纳滤等。其中,超滤及微滤的处理原理是利用油膜拦截含油污水里微米等级的乳化油、悬浮物及溶解物等,处理后的水体多用于油田回注或进一步进行纳滤、反渗透处理。电渗析及反渗透处理方法大多应用在过滤清除污水里质量较低的离子或化合物等。

今年5月,锅炉建设进入对各类水质的适应及运行调试阶段。为确保循环流化床锅炉试验顺利进行,新疆油田采油一厂、风城油田作业区专门成立了污水掺混试验小组,明确职责和分工,制定了详细试验方案。

近半年中,他们对联合站所有锅炉污水软化处理流程、费用构成现状等,进行了深入调研和数据统计分析,最终找到了“再生费用高”和“树脂消耗量大”是造成污水软化费用偏高的关键原因。

蒸馏一般可以划分为压气蒸馏、多效蒸馏及多级蒸发等多个种类,在荷兰、中东和德国等国家,多应用这种方法对油田的污水进行处理,从而进一步实现污水回用。

为确保试验成功,项目部成员24小时坚守在现场。一方面跟踪设备运行工况,确定加药时间,调整加药量,记录数据资料;另一方面进行反复对比、研究论证,以确定最经济安全、合理有效的污水掺混方式,然后分别对这台锅炉按照100%清水软化水及掺混20%、40%、60%比例污水展开试验,成功实现了“最高使用六成污水”的设计要求。

之后,QC小组成员们继续对造成两大原因的因素进行现场确认,并采取了一系列应对措施。经过合理配比,在满足软化处理要求的条件下,软水耗盐由之前的1.05公斤降为0.853公斤;经过改造后的全线保温管线,使来水温度有效保持在合理值内,污水软化费用降幅23%,获得直接经济效益70余万元。同时,“稀释软化器再生进盐浓度同样能够实现软化水处理达标”已在公司供汽联合站、污水处理站形成了共识,净化污水软化降耗技术正在公司全范围内逐步得到推广。

冷冻指的是应用盐水凝固点高于纯水这一特性开展脱盐工艺。开始,先将采出的纯水水温降至低于0℃,这时,水体表面会形成薄冰,然后,当环境的气温高于0℃时,冰就会融化变成水,进行使用。通常油田采用的方法为自然冷冻。

目前,锅炉蒸汽干度99.6%,掺60%经过净化的回用污水,锅炉每小时注汽量达到120吨以上,锅炉运行各项参数稳定正常。

1.2案例分析

该工程的实施为风城油田稠油总体规划提供基本数据,可推动风城稠油的高效开发。循环流化床锅炉注汽技术取得突破,可为类似油田的高效开发探索一条新的技术途径,带动稠油资源开发。

大港油田集团公司污水深度处理回用工程项目,用以解决该公司热电厂、煅烧焦和聚丙烯三大兴建项目的用水问题。采油污水处理达标后与生活污水混合经过水解-曝气生物滤池-混凝沉淀过滤工艺的预处理,再采用
“双膜法”污水深度处理技术,出水可用于热电厂锅炉补给水、煅烧焦和聚丙烯项目工艺用水。

C.
Murray-Gulde通过构造湿地同反渗透方法结合的工艺,处理了含盐浓度较高的油田回采水。其大致过程为:开采出的水经过聚乙烯材质的过滤设备,对交换的离子进行软化,再经过滤膜为0.45μm的聚乙烯过滤设备,在反渗透处理装置中完成反应,与构造湿地相结合,最后完成出水。经过此种工艺处理的污水,其水体的毒性明显下降,含盐量降低96%,电导率下降98%,基本满足排放及灌溉的相关指标,也给处理油田出水提供了一条可行性途径。

GE处理水技术企业针对油膜法处理油田出水做了一项先导性的综合分析,其结果符合联邦排水及回用的相关指标。实验的选址位于美国的加州克恩县某稠油油田,该油田的出水水温为85℃左右,含油密度为10mg/L~40mg/L,含量浓度为10000mg/L,固体悬浮物浓度较高,并且含有饱和的Si、Fe及B,此项分析开展了5个月的时间,共运行71d,污水处理速率4.5m?/h。应用一级离子交换技术与三级膜处理技术相结合,完全符合农田浇灌水标准。

2 稠油污水回用注汽锅炉处理技术

2.1注汽锅炉给水水质条件

对注蒸汽用水,要符合《稠油油田采出水用于蒸汽发生器给水处理设计规范》SY/T0097—2000的要求。在石油行业,蒸汽发生器也称为注汽锅炉。与其他用途的锅炉不同,注汽锅炉产生的蒸汽干度较低,一般在80%左右,蒸汽压力在30MPa左右。为了验证是否可以放宽采出水作为注汽锅炉水源时硅的含量标准,国内外均进行了一些工业规模的试验,得出的基本结论是:当水中含铁浓度及硬度处于较低的情况,那么,高二氧化硫及高水质监测设备就不会发生盐积累的情况。但是,到目前为止,还没有公认的、经过生产运行验证的结论。

2.2技术特征及原理

依据稠油水体对锅炉的损害情况进行细致考量,同时针对油田蒸汽设备对水体质量的标准,对不同类别的污染物采用不同的处理方法。包含:优先强化及分段强化两种。优先强化指的是在前段进行去油处理,在后段进行过滤处理。前段的去油处理一般应用斜板隔油池、调节池及气浮池,同时加入一定的处理药剂,把大量的悬浮物、油、化学需氧量等除去,并且可以去除部分硫化物及亚铁;分段强化就是基于前部去油基础上,进一步去除油、悬浮物和总铁,另外,由于树脂交换离子对SiO2的处理性能较弱,就应在开展树脂离子交换前先使SiO2的浓度降至45mg/L。所以,在开展树脂离子交换前,应确保铁浓度、悬浮物、油等标准符合蒸汽设备给水需求。

最近几年,对于处理高矿化的油田污水,大多采用多效蒸发的处理工艺,在我国胜利油田的滨南站,就第一次应用多效蒸发工艺尝试处理稠油污水,并且处理后的水质基本符合热采锅炉的用水指标,另外,也符合工业冷水及母液配置水质指标。但是,因为其尾端排出的蒸汽不能进行回收,导致消耗热能,运行资金投入较高。

2.3案例分析

目前辽河油田污水回用锅炉处理工程现有7座,总设计规模为8.1×104m3/d,污水回用热采锅炉共160台,污水回用热采锅炉注汽量共4.5×104m3/d。辽河油田根据自身稠油污水的特点,确定了污水深度处理的典型流程。

由于药剂除硅运行成本较高,而且容易导致后续工艺结垢,因此辽河油田开始试用不除硅污水回用锅炉技术。首先通过锅炉平稳运行控制技术,保证锅炉压力、温度及干度稳定,确保锅炉平稳运行,然后利用水质控制技术,将二级大孔弱酸树脂更换为新型树脂,深度去除微量二价/三价钙、镁、铁等结垢离子,出水浓度控制在20ppb以下。在锅炉安全运行的前提下,可以提高污水回用锅炉的二氧化硅浓度,甚至不除硅。从2011年8月1日起,欢四联污水深度处理站停止了除硅工艺。在锅炉定期清洗的基础上,工艺运行正常,而且节省了投加药剂和硅泥的处理成本。

此外,膜技术的大规模应用为水处理行业带来发展前景,用“超滤与反渗透相结合的方法”作为“双模”处理的中心,替换了以往离子互换的模式。胜利油田的处理速率为2500m?/d,共投入资金420多万,成本运行费用为2.3元/m?。多余的含油污水深度处理后回用注汽锅炉给水,实现水的循环利用。

大量的采油废水经处理后达到工艺要求后回用,不但避免无效回灌对地层及地下水系造成的不必要的影响,减少环境污染,又能够使用污水中的热能,减少锅炉的能源损耗,并且减少水资源消耗,有助于延缓当地供水紧缺问题。