《特种膜油气田废水处置工艺》由会员分享，可在线阅读，更多相关《特种膜油气田废水处置工艺（27页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、特种膜油气田废水处置工艺宋岱峰 胡海蓉 许锦鹏（成都美富特膜科技）摘要：油气田废水治理工艺要紧有回注、资源化回用及处置达标外排三种。随着 全世界对环保重视程度的提高，和淡水资源的欠缺，以后的进展方向为不外排、 不浪费，尽可能资源化回用。油气田废水资源化回用，理论上蒸发法能够从全然 上解决问题，可是单纯的蒸馏法存在自身和外在条件的限制。本文就特种膜技术 在油气田废水处置中的应用与各传统工艺进行比较，做也最优化的处置方案。 关键词：油气田废水；处置工艺；反渗透膜技术；碟管式反渗透第1章 油气田概述油气田概念油气田是天然油气田的简称，是富含的地域。通常埋藏在 1 千至 6 千米深， 温度在65 至
2、150，会产生；而埋藏更深、温度更高的会产生天然气。 油气田分类依据经济、技术和政治等许多综合性因素，油气田可分为商业性油气田、非 商业性油气田和边际性油气田三大类。依据成因油气田可分为凝析油气田、煤型油气田、裂解油气田等。依据成份 属性还可分为高含硫酸性油气田、不含硫油气田和中低含硫油气田等。 油气田成因指（时期）初期，在浅层生物化学作用带内，沉积有机质经微生物的群体 发酵和合成作用形成的天然气。其中有时混有初期低温降解形成的气体。生物成 因气出此刻埋藏浅、时期演化程度低的岩层中，以含甲烷气为主。包括湿气（石油伴动气）、和。它们是沉积有机质专门是腐泥型有机质在成 油进程中，与一路形成的，或是
3、在后成作历时期由有机质和初期形成的石油热裂 解形成的。煤型气是指煤系有机质（包括煤层和煤系地层中的分散有机质）热演化生成 的天然气。无机成因气或非生物成因气包括地球深部、和散布的，和无机盐类分解产生 的气体。它属于，以为主，有时含巴、N2、He及H2S、Hg等，乃至以它们的某 一种为主，形成具有工业意义的非烃气藏。第2章 油气田废水来源及特点油气田废水组成5、集气站分离污水；Q、净化厂生产污水；、残酸废液。油气田废水特点Q、集气站分离污水；集气站要紧功能是搜集气源，进行净化处置、紧缩传输。集气站将各个气井 的不同压力不同成份的天然气进行聚集、平压，再集中输送到净化厂进行处置， 并在聚集的进程中
4、进行初步的脱硫脱水处置，同时还要添加消泡剂等药剂。大部 份原料气中的油气田水在集气站分排出。油气田水具有同地下岩层及天然气长期接触，因此除含石油类外，还溶进了 可溶性盐类、悬浮物、有害气体、有机物等，另外采气进程中还可能人为地添加 各类添加剂，因此油气田水(以下称油气田废水)表现出以下4个特点：1) 石油类含量高油气田废水中石油类含量100500 mg / L,石油类以悬 浮态存在为主，部份为乳化态，乳化油散布稳固不易分离。2) 有机物含量较高 川西地域油气田废水COD大体在8003000 mg/L之间，废水中可能存在必然量环状芳烃类衍生物,性质稳固,不易被氧化去除。3) SS含量高 悬浮颗粒
5、微小，粒径一样为1100 口m，废水总SS为3002000 mg / L。4) 矿化度高 含多种盐类，每升废水氯离子浓度达到几万乃至十几万毫克。 这些特点决定了油气田废水不能直接排放到环境中，必需妥帖处置。Q、净化厂生产污水；天然气净化厂废水要紧包括脱硫、脱水、硫磺回收、尾气处置等工艺装置排 水;脱硫、脱水等装置的检修废水；办公和食堂排出的生活污水；另外,还有化验 室废水、酸水汽提塔事故排水,部份净化厂还有原料气带入的油气田水。废水水质、水量波动大且含有大量难降解物质，如乙二醇、环丁砜、MDEA、TEG等特点污染物，难生物降解，经处置难以稳固达标排放。含硫原料天然气经集气干线末站进入工厂的原料
6、气过滤分离设施，经重力沉 降和过滤分离除去原料中挟带的杂质和部份游离水后，进入脱硫装置，用甲基二 乙醇胺(MDEA)溶剂选择性脱除天然气中的H S和CO，湿净化气进入三甘醇(TEG) 22 脱水装置，脱水后取得合格的产品气通过输气管线外供。、残酸废液。油气田酸压施工进程中产生的废液即为残酸废液，要紧包括酸化作业的剩余 酸液和酸化后的返排液。由于酸化时添加了酸液和添加剂，废液中要紧有残酸、 多种添加剂、残渣、石油类等。酸化废液的普遍特点是污染源点多面广，成份复 杂，酸度大，氯根含量高达几万乃至十几万、粘度大，并含有HS,直接排放会2 引发环境污染。残酸废液常规的处置手腕包括中和、絮凝沉降、氧化、
7、Fe/C微电解、H O /Fe2+22催化氧化、吸附、多种处置技术联合利用。油气田废水水质指标某气矿油气田水中要紧污染物浓度范围（单位：mg/L, pH除外）污染物油CODS2-SSpHMnFeCl-浓度范围20-2260060-84100以上第 3 章 油气田废水常规处置技术油气田废水处置现状 油气田废水治理工艺要紧有回注、资源化回用及处置达标外排三种。目前油 气田废水的最终处置方式仍以回注地层为主。但目前全世界重视环境程度的提 高，和淡水资源愈来愈欠缺，以后的进展方向为不外排、不浪费，尽可能资源化 回用。针对资源化回用，国外（像美国和加拿大）在电费低，对能耗要求不严格 的情形下，大部份油气
8、田废水都采纳资源化回用工艺；国内中原油田丰裕污水经 深度处置后用于配母液，克拉玛依和辽河油田丰裕污水经深度处置后回用注气锅 炉。同时回注工艺存在以下几个缺点： 一、一次性工程投资较高； 二、无法实现污水资源化利用； 3、可能对周边油田产生阻碍； 4、可能对周边段油藏产生阻碍。 随着愈来愈严苛的环境治理要求和水资源的欠缺，资源化回用工艺必将取代 回注治理工艺。油气田废水推荐处置工艺反冲洗含硫污水预处置技术目前国内外对含硫废水采纳的处置方式要紧有氧化法、汽提法、碱吸收法和 沉淀法等。采纳氧化法和汽提法处置含硫废水，硫去除率大于90%。在采纳强氧 化剂条件下，如利用臭氧、氯气、高锰酸钾等强氧化剂工艺
9、，氧化法反映效率也 很高。国内采纳碱吸收法处置含硫废水时多用氢氧化钠作为吸收剂，国外那么常 采纳稀碳酸钠除去。沉淀法处置成效直观，在废水中需投加铁盐，是硫化物生成 沉淀而除去。.1氧化法1）空气氧化法炼油厂废水处置工艺所采纳的空气氧化法包括一段空气氧化法、一段催化空 气氧化法和两段催化空气氧化法等。2）湿式空气氧化法湿式空气氧化法（WAO）是一种有效去除有毒有害工业污染物的处置技术。在 温度175350C、压力 MPa时，利用空气中的分子氧使废水中有机化合物和还 原性无机物在液相中氧化的工艺进程，能够看做是一种不发生火焰的燃烧。但由 于该法需要在较高压力和温度条件下运行，对设备的要求较高，投资
10、较大，因此 国内运用较少。在含硫废水处置进程中，WAO法能将废水中的硫成份充分氧化成 无机硫酸根，有效地脱除臭味。3）超临界水氧化法超临界水氧化法（SCWO）是一种新兴高效的废物处置方式，SCWO法具有不利 用催化剂，在均相下反映速度快，氧化分解完全，处置效率高，进程封锁性好等 特点。采纳SCWO法处置废水对设备材质要求较高（尤其高温耐侵蚀方面的要求）。 另外，因为盐在超临界水中的低溶解性，含盐废水在处置中易发生盐析出沉淀， 致使反映器堵塞。目前由于缺乏反映的基础实验数据，SCWO法仍处于研究时期。4）其它氧化法除以上介绍的几种氧化法，已应用于工程实际的还有臭氧氧化法。臭氧是很 强的氧化剂，能
11、够专门快将硫化物转化为单质硫或硫酸盐。臭氧在水溶液中不稳 固，必需现场制备，而且其本钱很高，目前加拿大等国已有工程实践应用的报导。NaClO也是经常使用的氧化剂，次氯酸钠做氧化剂的化学反映方程式：HS+NaClO=S+HO+NaCl，22去除lppm HS投加NaClO。2.2碱液吸收法和沉淀法采纳化学药品与硫化物反映，生成沉淀物、气体物质或其它产物，从而达到 除硫的目的。该方式很直观，也是利用较早的方式之一。经常使用的有碱液吸收 法和沉淀法，碱液吸收法是利用氢氧化钠溶液、碳酸钠溶液等吸收HS生成硫化2钠回收，由于NaOH具有脱硫迅速、反映完全、成效好、价钱低廉、易于操纵投 加量（可在出水设p
12、H在线监测仪，以确保pH=8-9）,且投加量少等优势，一样 国内采纳碱吸收法处置含硫废水时多用氢氧化钠作为吸收剂。氢氧化钠做吸收剂的化学反映方程式：H S+2NaOH=Na S+2H O,去除lppm H S2 2 2 2需要ppm NaOH，考虑油田采出水中存在Ca2+、Mg2+离子，需要消耗NaOH，建议 去除1ppm HS投加3 ppm NaOH。生成的硫化钠俗名臭碱，危害已明显降低，如2生成量较低时，臭味能够忽略。碳酸钠做吸收剂的化学反映方程式：H S+Na CO =Na S+H O+CO f,去除lppm2 2 3 2 2 2H S 投加 4 ppm Na CO。2 2 3沉淀法采纳
13、硫酸亚铁做沉淀剂，使硫离子转化为难溶的硫化物沉淀而加以去 除，该方式生成的细小沉淀物沉淀性能较差，后续泥水分离困难，硫酸亚铁投加 量大，处置费用较高，因此该方式目前利用不多。.3汽提法含H S油气田采出水经常使用以下两种汽提工艺：2其一：采纳低压闪蒸后密闭输送闪蒸确实是高压的饱和水进入比较低压的容器中后，由于压力突然降低使部 份饱和水变成容器压力下的饱和水蒸气。由于HS在不同温度与分压下，在油气2 田水中溶解度不同，含硫油气田水的闪蒸处置工艺确实是利用闪蒸原理，降低液 相压力，使水中HS迅速地解析而自动放出，形成闪蒸，从而去除掉部份水中溶2解的HS,达到降硫的目的。2适用条件：油气田水含硫量不
14、高，含硫油气田水输送距离短，没有可利用的 蒸汽等公用设施。该工艺优势为无需净化气汽提，节能；尾气量明显减少，SO排放量减少，2减排并环保；减少汽提装置及相关阀件，节省投资。缺点为增加了油气田水输送、 回注进程中的风险。其二：采纳低压闪蒸加汽提的处置工艺汽提法又称为吹脱法，它是利用HS在水中溶解度小的特点，用蒸汽或天然2气等与油气田水直接接触，降低HS的气相分压，使HS与水分离，按必然比例22扩散到气相中去，从而达到从油气田水中分离的HS 目的。汽提法除油气田水中2的硫化氢效率较高，一样可达 90%以上，但能耗较大，对设备要求高。适用条件：油气田水含硫量高，含硫油气田水输送距离长，平安要求性高，
15、 有可利用的蒸汽等公用设施。该工艺的优势为最大限度的降低油气田水中HS浓度，管输、回注进程危险性降2低，平安性提高。缺点为尾气压力低，管道低点有积液存在；汽提后的尾气燃烧 排入大气，SO排放量较多；采纳净化气做为汽提气，用气量大，耗能。2含硫污水处置现状目前油气田含硫污水要紧有以下几种处置方式：.1 回注地层目前采纳最多的处置方式为回注地层，废水经处置后找到适合的层位进行回 注，此处置方式平平稳固，运行费用较低。国内的大油气田要紧有普光油气田和龙岗油气田。普光油气田、龙岗油气田 污水回注地面系统布局都采取污水集中处置、分散注入的布站方式。污水站处置 后污水通过非金属管线低压密闭输送至各回注井场。幸免了钢管输送时含硫污水 易对钢管侵蚀并由此所产生的污水泄露，对环境造成破坏。回注井场设橇装式回 注站，对污水来水进行增压回注。因回注井回注总量小，回注周期短，考虑到回 注井的改换，因此回注站采纳橇装式设备，便于搬移。另考虑低压外输管线显现 破坏时，阻碍污水消化，为保证污水正常回注，需配套污水罐车拉水至回注站进 行回注。.2 资源化回用目前，蒸发脱盐技术已被工程应用于污处置领域，如德国、荷兰、加拿大、 法国等国家采纳机械紧缩蒸发脱盐处置部份油田采出水回
