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稠油废水处理回用于供热采锅炉用水

发布日期:2011-05-06  浏览次数:1111

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文章摘要:重质沥青质原油俗称稠油,需热力开采,即热采锅炉将水加热至温度为315℃、压力为17MPa、干度为80%左右的饱和蒸汽,注入油层提高

重质沥青质原油俗称稠油,需热力开采,即热采锅炉将水加热至温度为315℃、压力为17MPa、干度为80%左右的饱和蒸汽,注入油层提高油层温度,降低稠油粘度,通过采油设备把稠油提升到地面。从采油井口采出的油和水混合物称之为原油采出液。用各种方法对采出液进行油水分离,分离出的水称之为稠油废水。

  辽河油田稠油储量丰富,现有稠油废水处理站9座,日产稠油废水约7×104t,输到稀油区块或废地层回注约2.6×104 t,剩余4.4×104 t外排,对环境造成一定污染。

  辽河油田热采锅炉日用清水约9×104t,由于地表水水质较差,所以生产和生活用水大量使用地下水,过量的开采,使地下水位急剧下降。

  一方面大量污水外排污染环境,另一方面稠油热采大量使用清水,生产和生活用水量与日俱增,供水严重不足。因此,对稠油废水进行处理回用是非常必要的。

  1 稠油废水的水质

  稠油废水水质较复杂,是含有多种杂质且水质波动较大的工业废水。

  稠油废水与稀油废水及其他工业废水相比,具有如下特点:

  ①稠油平均密度为900 kg/m3以上,其原油颗粒可长期悬浮在水中;

  ②粘滞性大,特别在水温低时更显著;

  ③温度较高,在开发稠油过程中为降低原油粘度往往将温度提高到70~80℃;

  ④乳化较严重,废水易形成水包油型乳状液。

  根据稠油废水的水质,稠油废水处理一般具有以下特点:

  ①为达到油、水和泥的分离,破乳是先决条件。首先应保证稠油废水的处理温度,选择合适的破乳剂,并选择最佳投药量、加药点、混合、反应和沉降方式。

  ②保证足够的油、水和泥分离时间。因稠油密度大,油水密度差小,其重力分离虽在充分破乳条件下进行,为使油珠有效上浮,加长油、水和泥分离时间还是必要的,一般需2~3 h。

  ③在使用混凝剂时,pH值对混凝效果影响较大。

  2 热采锅炉用水的水质指标

  各国热采锅炉用水水质指标见表1。

表1各国热采锅炉水质指标

项目

中国(SY0027—1994)

加拿大

美国石油协会

溶解氧(mg/L)

≤0.05

0.005

0.1

总硬度(以CaCO3计)(mg/L)

≤0.1

0.1

1.0

总铁(mg/L)

≤0.05

0.05

0.1

二氧化硅(mg/L)

≤50

100

150

悬浮物(mg/L)

≤2

1

5.0

总碱度(以CaCO3计)(mg/L)

≤2000

 

最大2000

油和脂(mg/L)(建议不包括溶解油)

≤2

1.0

1.0

矿化度(mg/L)

≤7000

10000

最大7000

pH值

7.5~11

8.5~9.5

7~12

进炉前是否处理

不处理

不处理

不处理

  根据稠油废水所含污染物种类和数量以及热采锅炉用水水质指标,稠油废水处理用于热采锅炉供水,主要应处理废水中的油、悬浮物和硬度。

  3 稠油废水的水质分类及回用评估

  稠油废水中的油和悬浮物去除工艺较成熟,工程一次投资和处理成本较低;而稠油废水的软化工艺较复杂,工程一次投资和处理成本较高,是左右整个回用处理工艺的关键因素。为此,根据影响稠油废水软化工艺选择的主要水质指标(总溶解固体TDS和硬度),把稠油废水分为六种类型(见表2)。不同种类稠油废水的回用评估见表3。辽河油田稠油废水大部分属于低矿化度的中、低硬度稠油废水,其他类型较少,所以大部分有回用于热采锅炉的可能性。

表 2 稠油废水种类mg/L

废水类型

TDS

硬度

低含盐、低硬度

≤5 000

≤300

低含盐、中等硬度

≤5 000

300~800

低含盐、高硬度

≤5 000

≥800

中含盐、低硬度

5 000~7 000

≤300

中含盐、中等硬度

5 000~7 000

300~800

高含盐、高硬度

≥7 000

≥800

其他性质稠油废水

含较高氯根和二氧化硅和硫化物

注 ①含盐此处指可溶性固体物。②硬度以CaCO3计。

表3 不同种类稠油废水的回用评估

废水类型

评估

低含盐、低硬度

易软化,不需预软化,处理成本低,宜作为锅炉回用水

低含盐、中等硬度

易软化,需预软化,处理成本较低,宜作为锅炉回用水

低含盐、高硬度

需特殊预软化,处理成本较高,可作为锅炉回用水

中含盐、低硬度

较难软化,需脱盐,处理成本较高,稀释后可作为锅炉回用水

中含盐、中等硬度

较难软化,需脱盐,处理成本较高,稀释后可作为锅炉回用水

高含盐、高硬度

很难软化,需脱盐,处理成本很高,不宜作为锅炉回用水

 

 
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