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![一种油田三元复合驱含油污水预处理剂及其处理方法[发明专利]](https://img.taocdn.com/s1/m/ca55c019f90f76c660371a6f.png)
专利名称：一种油田三元复合驱含油污水预处理剂及其处理方法
专利类型：发明专利
发明人：张友良
申请号：CN201810865037.9
申请日：20180801
公开号：CN108910982A
公开日：
20181130
专利内容由知识产权出版社提供
摘要：本发明公开了一种油田三元复合驱含油污水预处理剂及其处理方法，属于污水处理技术领域。
该预处理剂包括以下按质量百分数计的原料：活性炭5～20％、膨润土10～50％、沸石粉10～50％、硫酸铝3～15％、聚合硫酸铁5～35％、丙酮肟1～10％、硫酸亚铁5～20％。
该预处理剂及其处理方法能够有效处理油田三元复合驱含油污水，处理后达到回注水要求，节约水资源，保护油田环境，处理效率高，加药量相对较小，工艺运行稳定，减低油田三元复合驱污水处理成本，提高油田经济和社会效益。
申请人：珠海亿诚化工科技有限公司
地址：519000 广东省珠海市高新区唐家湾镇港湾大道科技一路10号主楼六层618房E单元
国籍：CN
代理机构：广州三环专利商标代理有限公司
代理人：卢泽明
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油田三次采油污水处理技术及回注问题研究的开题报告一、研究背景随着石油开采的不断发展，油田三次采油污水处理技术越来越受到关注。
三次采油处理过程中产生的污水含有多种有害物质，如重金属、有机物和放射性元素等，如果不加以处理和回注就会对环境造成严重影响。
因此，研究油田三次采油污水处理技术及回注问题，对于保护环境和利用资源具有重要意义。
二、研究内容本次研究的主要内容包括以下两个方面：1.油田三次采油污水处理技术针对油田三次采油污水的特点，综合采用化学处理、生物处理和物理处理等方法，研究出一种高效的污水处理技术。
通过实验室模拟和现场测试，验证该技术的有效性和可行性。
2.油田三次采油污水回注问题分析回注污水的水质和特性，探讨回注在不同地质条件下的适用性和安全性。
同时结合环保法律法规，研究回注污水对于环境和人类健康的潜在影响。
最终得出一种科学合理的污水回注方案，为保护环境和利用资源做出贡献。
三、研究意义1.增强环保意识本研究将通过对油田污水处理技术和回注问题的探讨，推动油田企业加强环境保护工作，提高环保意识。
2.推广科学技术研究出的污水处理技术和回注方案，将为油田企业和相关从业人员提供科学可靠的技术支持，促进技术的推广和应用。
3.保护环境，利用资源研究油田污水处理技术和回注方案，将为保护环境和利用资源做出贡献。
通过回注污水，可以充分利用地下水资源，减少水的浪费，同时降低对环境造成的污染。
四、研究方法本研究将采用实验室模拟和现场测试相结合的方法，通过对现有的油田污水处理技术进行分析和比较，综合采用化学处理、生物处理和物理处理等方法，制定出一种高效的污水处理技术并进行实验验证。
同时，将结合环保法律法规和地质条件等因素，通过实验和数据分析，得出一种科学可行的污水回注方案。
五、研究进度目前，本研究已经完成了对油田污水处理技术的文献搜集和分析，并初步制定出实验方案和测试计划，将在接下来的研究中逐步深入。
预计本研究将在2年内完成，并取得实质性进展。
国内油田三次采油聚合物驱采出液处理技术研究进展主要针对我国大型油田在具体实施三次采油技术的过程中，针对聚合物区采出液采取的相关原油脱水、污水处理技术研究现状以及具体进展情况进行了分析。
并對一些大型油田具体开展的聚合物驱采出液处理技术中关于化学品以及处理工艺等各个方面取得的成果以及金应用情况进行了探讨。
标签：三次采油；聚合物驱；脱水处理；污水处理引言当前，大庆油田、胜利油田等国内大型油田在三次采油中主要使用了聚合物驱、二元复合驱、三元复合驱以及表面活性剂等一些聚驱体系，从而使得实施了聚合物驱的油井采出液中含有大量的聚合物、碱、表面活性剂，产业整体的粘度较高，而且也出现了非常严重的原油乳化现象，很难通过自然沉降来实现油水分离。
与注水驱油相比较分离处理难度更高。
1 国内油田三次采油聚合物驱采出液处理技术研究进展1.1 辽河油田二元复合驱采出液处理技术辽河油田自从实施二元复合驱以来，采出液的物性发生了较大改变，针对这种情况，油田首先针对采出液破乳脱水技术进行了室内模拟研究，并针对生产作业现场采出液破乳脱水以及污水处理进行了实践试验。
在实验室内针对二元复合驱油体系采出液中各种组分、溶液粘度、聚合物浓度以及实际加药量对采出液含水率、沉降时间等各种因素的影响规律进行了分析，并对酸、盐、反洗等几种处理方式进行了分析，经过大量的分析对比后最终选择了一种高效的破乳剂SH-88和JQ-66，在此基础上开发出了一种能够实现采出液脱水以及污水处理的实验装置。
该装置在针对现场采出液进行处理后原油的含水率占了0.5%以下，而污水中的含油率控制在了30mg/L以下[1]。
1.2 胜利油田三元复合驱采出液处理技术胜利油田在三次采油中主要采取的是三元复合驱油技术，胜利油田在针对三元复合驱采出液物性进行分析后，针对其联合站但实际进行脱水前预处理的时候所使用的破乳剂进行了优化筛选。
在大量的现场实验中可以发现，当污水在进入该联合站前如果向其中加入适量的CH401复合破乳剂进行初步处理，就能够明显降低污水中的含油量，而且联合站内部经常出现的脱水及电厂周期性破坏现象也得到了有效消除，从而使得电脱水设备实现了正常运转，破乳剂的实际使用量也得到了大幅度削减。
复合混凝剂PAFS处理油田三次采油废水李玉江,杨波(山东大学环境科学与工程学院,山东济南 250100)摘要:以电厂粉煤灰为主要原料研制了一种新型复合混凝剂PAFS,实验了它对油田三次采油废水的混凝处理性能,并对其混凝机理进行了探讨。
实验结果表明:PAFS在较宽的p H范围内对油田三次采油废水具有良好的混凝处理效果,且破乳性能好,其混凝处理效果明显优于PAC和PFS。
关键词:混凝剂;油田废水;三次采油中图分类号:TQ085+.41;X741.03 文献标识码:A 文章编号:1008-021X(2004)01-0009-03Treatment of Oilf ield TOR Wastew ater by Coagulant PAFSL I Y u-jiang,YA N G Bo(School of Environ.Sci.&Tech.,Shandong University,Jinan 250100,China)Abstract:A new kind of complex coagulant PAFS has been prepared by using fine coal ash as primary row materials.Test about its application in the TOR(tertiary oil recovery)wastewater from oilfield treatment was made and the coagulation mechanism was discussed.The experimental results showed that PAFS has a good coagulation effect in disposal of TOR(tertiary oil recovery)wastewater with wide scope of p H.The coagulation effect of PAFS has a great advantage over PAC and PFS.K ey w ords:coagulant;oilfield wastewater;tertiary oil recovery 随着石油资源的不断匮乏,为了有效提高石油采收率,我国部分油田相继进入三次采油阶段[1],其中三元复合驱采技术是最为典型的化学驱采工艺。
复合三次采油的采出水中同时含有驱油剂、油和悬浮物。
通常驱油剂含有聚合物、表面活性剂和碱等成分[2],因而三次采油采出水不仅成分复杂,而且具有粘度高和乳化稳定性强的特征[3]。
混凝法作为处理该类废水的主要方法,处理剂的制备与选择是影响处理效果的关键因素[4]。
本文以电厂粉煤灰为主要原料研制了一种新型复合无机高分子混凝剂PAFS。
用于三次采油废水的混凝水处理,实验了其混凝性能,并取得了良好的工艺条件。
结果表明,PAFS是一种性能优良的混凝剂,其效果明显优于聚合氯化铝(PAC)和聚合硫酸铁(PFS)。
1 实验部分1.1 实验仪器及材料DBJ-621定时变速搅拌器;美国G J-1型高速搅拌机;SPS-1型酸度计;YZD-1A型光电浊度仪。
聚合氯化铝(PAC)和聚合硫酸铁(PFS)为工业级;其它试剂为分析纯。
实验用粉煤灰取自济南黄台电厂,其主要化学组成:SiO256.8%,Al2O328.6%,Fe2O37.3%, CaO2.1%,MgO1.8%,烧失量3.1%。
现场三采废水水样取自胜利油田孤岛采油场孤二联,该水样粘度1.6mPa・s,浊度561.6(N TU),含油量1270mg・L-1,水解聚丙烯酰胺HPAM126. 3mg・L-1,p H=8.3。
1.2 实验方法300mL水样于500mL烧杯中,加入一定量混凝剂,快速搅拌(150r/min)3min,慢速搅拌(60r/ min)5min,静止沉放15min,液面下5cm处取清液分析测试。
聚合物采油污水处理的主要对象是油含量和悬浮固体(SS),同时为了降低污水的粘度,以利于后续分离处理,水解聚丙烯酰胺HPAM也是一项主要的去除内容。
油的含量以重量法(油含量>20mg/L)或紫外分光光度法(油含量<20mg/L)测定;HPAM含量采用醋酸-次氯酸钠沉淀浊度法,即比浊法测定;浊度采用数字光电浊度仪;・9・李玉江,等:复合混凝剂PAFS处理油田三次采油废水 第1期 收稿日期:2003-12-08基金项目:山东大学青年科学基金资助课题。
作者简介:李玉江(1964—),男,副教授,主要研究方向:水处理理论与技术,已发表论文30余篇;杨波,2000级硕士研究生。
重镉酸钾法测定COD 。
1.3 复合混凝剂PAFS 的制备干燥后的粉煤灰过38μm (400目)筛。
取适量该粉煤灰,溶于适当浓度一定量的H 2SO 4和HCl 混合酸中,95℃下强烈搅拌3h ,保温缓慢搅拌2h ,得无机复合混凝剂PAFS 。
该产品为暗灰色粘稠液体,久置分层,用时搅拌均匀。
2 实验结果与讨论2.1 不同p H 值下PAFS 的混凝效果由于受注水性质和地层差异的影响,三次采油废水的p H 值常常波动[4],因而,首先考察了在不同p H 值下PAFS 对三次采油工业废水的处理效果。
三次采油为聚合物驱油或聚合物碱驱,因而,该类废水一般呈中性到碱性。
固定PAFS 投加量为100mg ・L -1(以非水成分计量),调节废水的p H 值,进行混凝处理,实验结果列于表1。
表1废水p H 值对PAFS 混凝效果的影响水质指标原水废水p H 值7.28.39.010.111.813.0浊度(N TU )561.6 4.7 4.5 5.1 6.512.846.3油/(mg ・L -1)1270 6.9 6.7 6.9 6.816.832.8HPAM/(mg ・L -1)126.3 1.71.5 1.82.1 6.523.9p H 值8.37.18.18.89.911.712.7 由表1可以看出,PAFS 对废水p H 值的适应能力较强,在p H 值7.2～10.1范围内,PAFS 对废水中污染物的混凝去除能力基本相同;但p H 值太高,处理效果降低。
2.2 PAFS 投加量对废水混凝处理效果的影响在废水p H =8.3下,实验测定了PAFS 投加量与水中残留物、废水浊度的关系。
从图1可知,PAFS 对三次采油废水具有较好的处理效果。
图1 PAFS 投加量与处理效果的关系随着PAFS 投加量的增加,废水中残留的油类、悬浮物和HPAM 迅速降低。
PAFS 投加量达90mg ・L -1后,油类、悬浮物和HPAM 的浓度变化趋于平缓,投加量为120mg ・L -1时,混凝处理效果达到最佳。
继续增加投加量,并不能进一步提高处理效果。
2.3 HPAM 浓度对混凝效果的影响考虑到三次采油过程中聚合物具有关键的作用,污水中的HPAM 含量是逐渐变化的,为研究其水质波动对混凝效果的影响,在实际聚合物采油污水的基础上,采用配加HPAM 的方法配制了不同浓度HPAM 的聚合物采油污水。
PAFS 对实际三次采油废水和高浓度HPAM 聚合物采油污水的混凝效果对比见图2。
结果表明:HPAM 的存在使得含油污水的混凝处理难度加大,投药量也相应增大。
HPAM 浓度对混凝效果影响显著,随着HPAM 浓度的增大,混凝药剂的最佳投加量呈正比增长。
图2 HPAM 含量对处理效果的影响2.4 PAFS 与PAC 及PFS 混凝效果的比较PAC 和PFS 是处理三次采油废水最常用的混凝剂。
选择三种混凝剂投加量均为120mg ・L -1进行平行实验,结果列于表2。
表2表明,在相同的实验条件下,以PAFS 混凝处理后,废水中污染物的残留量最低。
较之用PAC 和PFS ,浊度去除率提高了15%左右,油的去除率增加了16.6%～17.3%,HPAM 去除率提高了3.5%～4.6%。
而且PAFS 混凝速度快,形成矾花大,易于水渣分离,混凝处理效果明显优于PAC 和PFS 。
三次采油废水经PAFS 混凝处理后,满足油田污水一级处理的出水水质要求(即SS <20・01・SHANDON G CHEMICAL INDUSTR Y 2004年第33卷山 东 化 工mg ・L -1,油<50mg ・L -1)。
表2PAFS 与PAC 及PFS 混凝效果的比较水质指标原水PAFSPACPFS处理后去除率/%处理后去除率/%处理后去除率/%浊度(N TU )561.6 4.399.256.989.769.787.5油/(mg ・L -1)1270 3.799.787.693.196.592.4HPAM/(mg ・L -1)126.3 1.299.07.394.45.695.5p H8.38.18.18.02.5 PAFS 混凝机理的探讨PAFS 之所以具有优良的混凝效果,笔者认为有如下原因:(1)在PAFS 的制备条件下,形成的是铁、铝以及少量镁参与的多元无机聚合物。
多元聚合物除具有单元无机高分子混凝剂的共同优点外,因异核金属离子交错排列,能形成更长更稳定的分子链[5]。
长链能包裹、吸引更多的溶胶粒子,即桥长、单元多,絮体大而稳定,在架桥混凝的同时能产生卷扫混凝作用。
因而,多元聚合物的混凝性能高于多种单元聚电解质的简单加和。
(2)过38μm (400目)筛的粉煤灰本身是多孔性刚性微粒[6],对水中有机物和胶体颗粒具有吸附作用,混合酸的浸润使其表面活化,吸附能力进一步加强。
由此可见,PAFS 具有高效混凝和强烈吸附的双重功效。
因而,用于油田三次采油废水处理,能够有效去除废水中的各种污染物。
3 结语(1)PAFS 是一种性能优良的新型复合混凝剂。
用于油田三次采油废水的混凝水处理,不仅投加量少,p H 值适应范围宽,混凝反应速度快,污染物去除率高,而且具有较好的破乳性能。
(2)废水中HPAM 浓度对混凝效果影响显著,随着HPAM 浓度的增大,PAFS 的最佳投加量呈正比增长。
(3)三次采油废水经PAFS 混凝处理后,满足油田污水一级处理的出水水质要求。
(4)PAFS 处理油田三次采油废水,其效果明显优于PAC 和PFS 。
(5)PAFS 主要原料粉煤灰是电厂废弃物,属以废治废,具有很好的环境效益,而且PAFS 生产工艺简单,易于推广利用。
参考文献[1]邹启贤,陆正禹.油田废水处理综述[J ].工业水处理,2001,21(8):1～3.[2]冈秦麟.论我国的三次采油技术[J ].油气采收率技术,1998,(4):1～7.[3]邓述波,周抚生,余刚,等.油田采出水的特性及处理技术[J ].工业水处理,2000,20(7):10～12.[4]陈雷,祁佩时.三元复合驱采石油废水的处理与回用[J ].中国给水排水,2001,17(6):4～6.[5]刘振儒,等.铝和铁共聚合及其混凝效果的研究[J ].环境科学学报,1995,15(1):48～55.[6]吕瑶娇,等.粉煤灰表面改性的研究[J ].环境科学,1992,13(4):45.・11・李玉江,等:复合混凝剂PAFS 处理油田三次采油废水 第1期。
