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1、中国石油辽河油田公司 同 济 大 学 辽宁华孚环境工程有限公司稠 油 污 水 循 环 利 用 技 术 与 应 用申报国家科技进步奖汇汇 报报 提提 纲纲一、立项背景二、总体思路五、推广应用和经济社会效益情况六、推动行业科技进步的作用和意义三、主要技术内容及创新点七、主要完成人情况四、技术经济指标及相关知识产权一、立项背景一、立项背景 稠油是国家重要战略资源，稠油开采以注蒸汽热力采油为主，年注蒸汽消耗清水1.5亿m3。 在采油过程中，产生大量高温、高含盐、高含有机物的稠油污水，年产污水2亿m3。 如何有效处理污水，用污水替代清水，回用注汽锅炉， 实现循 环利用, 达到节能减排、保护环境的目标是国
2、内外重大课题。一、立项背景一、立项背景稠油污水出路选择达标外排无效回注循环利用技术上不成熟 对环境造成危害经济上不合适 对地层造成污染严重制约稠 油开采规模极大影响油 田经济效益技术上不成熟 经济环境效益巨大利国利民利企循环利用既是落实国家发展循环经济、推行节能减排的具体体现，也是企业自身发展的迫切要求。胶质高：37-39%，国内外不超过32% 密度大：0.96-0.99，国内外不超过0.95 粘度大：10万-20万，国内外不超过1000含盐量大：TDS 4000-6500mg/L 有机物含量高：COD 300-500mg/L 水温高 ：60-90 国内：调节pH（9.5-10）,系统结垢，
3、国外：提温至105，运行成本高。含水率：75-80%。填埋、固化、化学热 洗：二次污染；焚烧：投资大成本高一、立项背景一、立项背景二价、三价结垢离子浓度之和：0.5ppm 国内外无处理至ppb级的技术。循环利用五大技术难题油水分离难硬度去除难SiO2去除难污泥处理难深度去除难一、立项背景一、立项背景 虽然国内外在稠油污水处理方面作了大量研究工作和现场试验，但由于存在以上诸多难题，既没有设计规范，也没有水质标准，国内外无成功的先例。 急需研发稠油污水循环利用新技术、新工艺。 针对稠油污水油水难分离，研发高效破乳剂及配套工艺； 二、总体思路二、总体思路 针对硬度去除，研发抗污染耐高温易再生的新型树
4、脂； 针对二氧化硅去除，研发新型除硅剂及新工艺； 针对五大技术难题，本研究的总体思路是： 针对微量二价/三价结垢离子进一步深度去除，研发新型鳌 合树脂与配套工艺； 针对含油污泥的特点，创新思路，将含油污泥改性后脱水， 制成新型复合燃料。在此基础上集成创新，形成具有我国自主知识产权的稠油污水循环利用系列技术。 乳化机理、破乳机理乳化机理、破乳机理除硅机理、结垢机理除硅机理、结垢机理突破五大技术突破五大技术制订两项标准制订两项标准辽河油田、新疆油田辽河油田、新疆油田胜利油田、河南油田胜利油田、河南油田室内机理研究 1998-1999年现场小试研究 1999-2000年现场中试研究 2000-200
5、1年工程推广应用 2002年-至今二、总体思路二、总体思路1 1、发明了油水分离及配套工艺技术、发明了油水分离及配套工艺技术 专利号：专利号： 2007 1 0175374.72007 1 0175374.7 ， ZL 99 2 25001.3ZL 99 2 25001.3 ， ZL 99 2 25002.1ZL 99 2 25002.1三、主要技术内容及创新点三、主要技术内容及创新点技术难点： 乳化严重，油水密度差小，粘度大，水质水量变化大 油水分离时间长， 10hr，药剂用量大， 600mg/L 处理效果差，油50mg/L，悬浮物50mg/L技术创新点： 研发破乳剂、创新配套收油设备与工艺
6、 处理效果好，油2 2mg/L，悬浮物2mg/L 油水分离时间短， 0.5hr，药剂用量少， 150mg/L污水类别药剂量 （mg/L ）油含量 （mg/L）悬浮物 （mg/L ） 处理 前处理 后处理 前处理后超稠油污 水150167131.652582稠油污水7583310.542651.6稀油污水2515620.641322不同污水处理效果三、主要技术内容及创新点三、主要技术内容及创新点该药剂具有广谱性三、主要技术内容及创新点三、主要技术内容及创新点2 2、发明了高温高含盐高含有机物污水硬度去除技术、发明了高温高含盐高含有机物污水硬度去除技术 专利号：专利号： ZL 01 2 49196
7、.9ZL 01 2 49196.9 ，中国石油集团公司技术秘密中国石油集团公司技术秘密技术难点： 稠油污水组分复杂，有机物含量高、温度高、矿化度高 普通树脂污染严重，无法去除硬度普通新鲜树脂普通树脂再生后三、主要技术内容及创新点三、主要技术内容及创新点技术创新点： 研发新型大孔弱酸树脂，膨胀率是普通树脂的13倍以上。利用改性树脂在再生转型过程中的体积变化，有效清除污染，恢复活性。 在不需深度除盐、除有机物、不降温前提下，改性大孔弱酸树脂出水硬度小于0.1mg/L，满足锅炉给水要求。改性新鲜树脂改性树脂再生后三、主要技术内容及创新点三、主要技术内容及创新点3 3、发明了二氧化硅去除技术、发明了二
8、氧化硅去除技术 专利号：专利号： ZL 02 1 44587.7ZL 02 1 44587.7 ， ZL 01 2 49198.5ZL 01 2 49198.5技术难点： 温石灰除硅：需调pH，从7-8提高到9.5-10 热石灰除硅：需提温，从60-90 提高到105 加药设备复杂，系统结垢严重技术创新点： 研究新的药剂配方、投加程序及方法，处理后二氧化硅小于50mg/L，满足锅炉给水要求。 不需调pH，7-8 不需提温，60-90 系统不结垢三、主要技术内容及创新点三、主要技术内容及创新点4 4、发明了高含硅污水回用锅炉技术、发明了高含硅污水回用锅炉技术 中国石油集团公司技术秘密中国石油集团
9、公司技术秘密技术难点： 微量二价/三价结垢离子浓度：0.5mg/L 锅炉给水中二氧化硅浓度：50mg/L 除硅成本高， 3元/m3技术创新点： 研发新型螯合树脂：二价/三价结垢离子浓度0.02mg/L 锅炉给水中二氧化硅浓度：从50mg/L提高至150mg/L，既消除锅炉结垢，又提高了锅炉给水中二氧化硅技术界限 运行成本：从3元/m3降至0.1元/m35 5、发明了含油污泥资源化处理技术、发明了含油污泥资源化处理技术 专利号：专利号：ZL 01 2 49197.7ZL 01 2 49197.7 ， 2007 10 1 75375.12007 10 1 75375.1 技术难点： 含油污泥含水率
10、高，98%，脱水困难，75%-80% 填埋、固化、化学热洗技术，存在二次污染 焚烧技术：运行成本高，200-300元/吨技术创新点： 将含油污泥改性后脱水，含水率可从80%降至30%以下 将脱水后的含油污泥，制成新型复合燃料, 热值可达20000kJ/kg以上，实现了污泥资源化。三、主要技术内容及创新点三、主要技术内容及创新点指标名称本技术国内国外油和悬浮物（mg/L）255油水分离时间（hr）0.51010树脂膨胀率（%）655pH不需调pH9.5-109.5-10锅炉给水中二氧化硅浓度（mg/L） 1505050-100污泥脱水后含水率（%） 30%75-80%75-80%运行成本（元/m
11、3） 3 5 7四、四、技术经济指标及相关知识产权技术经济指标及相关知识产权技术经济指标四、四、技术经济指标及相关知识产权技术经济指标及相关知识产权序号项目名称知识产权类别授权/申请号1油田稠油污水除硅净化方法发明ZL 02 1 44587.7 2一种稠油污水破乳剂发明2007 10 1 75374.73油田含油污泥新型燃料制作方法 发明2007 10 1 75375.14油田污水预处理装置实用新型ZL 99 2 25001.3 5油田污水稠油收集装置 实用新型ZL 99 2 25002.1 6油田污水软化处理装置 实用新型ZL 01 2 49196.9 7稠油污水除硅装置 实用新型ZL 01
12、 2 49198.5 8稠油污泥脱水装置 实用新型ZL 01 2 49197.7 9高含硅稠油污水回用锅炉技术，中国石油集团公司技术秘密10稠油污水循环利用工艺及参数，中国石油集团公司技术秘密11高含盐高含硅有机物污水中硬度的去除技术 ，中国石油集团公司技术秘 密相关知识产权序号工程名称处理规模（ m3/d）应用单位名称应用起始 时间1 欢三联稠油污水深度处理工程 20000辽河油田锦州采油厂 2002.102 洼一联稠油污水深度处理工程 6000辽河金马油田开发公司 2002.073 曙四联稠油污水深度处理工程8000辽河油田曙光采油厂 2003.024 欢四联稠油污水深度处理工程 1800
13、0辽河油田欢喜岭采油厂 2004.105 冷一联稠油污水深度处理工程 15000BECKBURY国际有限公司 2005.126曙一区超稠油污水深度处理工程22000辽河油田特种油开发公司 2006.12五、推广应用和经济社会效益情况五、推广应用和经济社会效益情况1、推广应用情况 辽河油田应用情况序 号工程名称处理规模 （m3/d）应用单位名称应用起 始时间1宁海污水处理站改造工程6000胜利油田胜利采油厂 2006.122孤六联稠油污水处理站改造工程20000胜利油田孤岛采油厂 2006.123稠油污水处理锅炉回用工程4000河南油田第二采油厂 2007.014稠油污水深度处理工程20000新
14、疆油田第三采油厂2007.10河南、胜利、新疆油田推广应用情况五、推广应用和经济社会效益情况五、推广应用和经济社会效益情况合计：合计：11.911.9万万m m3 3/d/d（1 1）直接经济效益：）直接经济效益：21.921.9亿元亿元/ /年年v污水替代清水，年节约清水：4343万m3 ，1.8亿元v利用污水温度，年节约锅炉燃料油：20.4万吨，10.8亿元v年回收原油：17.5万吨，9.3亿元v年节约无效回注费和外排费：2.6亿元（2 2）间接经济效益：）间接经济效益：285285亿元亿元/ /年年过去：过去：严重制约稠油开采规模，极大影响油田经济效益现在：现在：为稠油开采提供了技术支撑
15、 v年增油：538万吨，285亿元五、推广应用和经济社会效益情况五、推广应用和经济社会效益情况2 2、经济效益、经济效益 节约清水：1.2亿m3 减排污水：1.2亿m3 CODcr减排：6万吨 BOD5减排：1.2万吨3 3、环境和社会效益、环境和社会效益五、推广应用和经济社会效益情况五、推广应用和经济社会效益情况2002年7月投产以来，已累计环境和社会效益显著，对缓解日益严重的缺水和环境污染起到积极作用。 该项目历时十年，突破五大技术难题，形成五大核心技术，授权和申请国家发明专利3项，实用新型专利5项，中国石油集团公司技术秘密3项。发表具有国际影响力的学术论文28篇， 制订设计规范和企业标准
16、2项。获2007年辽宁省科技进步一等奖。 六、推动行业科技进步的作用和意义 该技术填补了国内外稠油污水循环利用研究和应用空白，实现了污水替代清水，全部回用锅炉，达到节能减排、保护环境的目标，在全国四大稠油油田得到广泛应用，取得了显著的经济、环境和社会效益。 主要技术经济指标均达到国际领先水平，促进了油田污水处理行业的科技进步，为国内稠油开采和占领世界稠油开发市场提供了技术支撑。六、推动行业科技进步的作用和意义谢文彦，教授级高工，第一完成人，中国石油辽河油田公司 ，负责试验方案的制订、负责重要的试验研究和负责工程推广应用 。 对第一、第二、第四创新点做出了重要贡献。工作量占50%。刘喜林，教授级高工，第二完成人，中国石油辽河油田公司 ，对第一、第二、第四创新点做出了重要贡献。工作量占50%。谢加才，博士后，第三完
