風(fēng)城油田超稠油污水回用注汽鍋爐技術(shù)的優(yōu)化

李志國(guó) 艾合買江·芒力克 祝先貴 張建軍 劉婷

1新疆油田公司風(fēng)城油田作業(yè)區(qū)2新疆金戈壁油砂礦開發(fā)有限責(zé)任公司3新疆油田公司石西油田作業(yè)區(qū)

風(fēng)城油田超稠油污水回用注汽鍋爐技術(shù)的優(yōu)化

李志國(guó)1艾合買江·芒力克2祝先貴1張建軍1劉婷3

1新疆油田公司風(fēng)城油田作業(yè)區(qū)2新疆金戈壁油砂礦開發(fā)有限責(zé)任公司3新疆油田公司石西油田作業(yè)區(qū)

風(fēng)城超稠油污水處理采用離子調(diào)整+旋流反應(yīng)+軟化處理技術(shù)，處理后的污水全部回用油田注汽鍋爐，實(shí)現(xiàn)污水的資源化利用。污水處理回用鍋爐優(yōu)化技術(shù)包括反向破乳劑優(yōu)化；高效凈水藥劑優(yōu)選；污水旋流除油工藝；高溫膜過濾工藝；高溫凈化污水回用注汽鍋技術(shù)改造；高含鹽水處理回用技術(shù)；污水系統(tǒng)管理優(yōu)化。通過計(jì)算可知，風(fēng)城超稠油污水處理系統(tǒng)處理量為5.75×104m3/d，可滿足126臺(tái)鍋爐用水，節(jié)約清水1514×104m3/a，節(jié)約天然氣13140× 104m3/a，年節(jié)約費(fèi)用21400萬元。不僅節(jié)約了水資源，而且減少了環(huán)境污染，具有良好的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。

稠油污水；重力除油；旋流反應(yīng)；回用鍋爐

風(fēng)城油田位于準(zhǔn)噶爾盆地西北緣，風(fēng)城油田稠油資源豐富，超稠油地質(zhì)儲(chǔ)量3.6億噸，在超稠油開發(fā)技術(shù)上取得了重要突破。風(fēng)城超稠油污水處理采用離子調(diào)整+旋流反應(yīng)+軟化處理技術(shù)，處理后的污水全部回用油田注汽鍋爐，實(shí)現(xiàn)污水的資源化利用。

1 污水處理回用鍋爐優(yōu)化技術(shù)

1.1 反相破乳劑優(yōu)選

根據(jù)處理工藝的設(shè)計(jì)原理，分別開展了污水處理四種藥劑的室內(nèi)評(píng)價(jià)工作。經(jīng)過多次的篩選試驗(yàn)，最終確定了風(fēng)城稠油污水的凈水藥劑體系。

（1）反相破乳劑室內(nèi)評(píng)價(jià)。通過對(duì)沉降罐出水進(jìn)行室內(nèi)評(píng)價(jià)，試驗(yàn)恒溫90℃加熱，攪拌后觀察破乳情況，4h后取出水樣，測(cè)含油量和懸浮含量。

（2）反相破乳劑現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)。特稠油聯(lián)合站處理污水含油量在18000～22000mg/L。通過大量室內(nèi)試驗(yàn)，對(duì)反相破乳劑進(jìn)行評(píng)價(jià)篩選，調(diào)整后儲(chǔ)罐出口污水含油量降為100～3000mg/L之間波動(dòng)。反相破乳劑現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用效果如圖1所示。

1.2 高效凈水藥劑優(yōu)選

對(duì)15種超稠油污水處理凈水藥劑體系進(jìn)行初選，篩選出4組超稠油污水處理凈水藥劑進(jìn)行精細(xì)評(píng)價(jià)，以常規(guī)水質(zhì)分析、硬度、二氧化硅含量、懸浮物含量、含油量、絮體形態(tài)、絮體沉降速度、水質(zhì)穩(wěn)定性等選出最好一種藥劑。

圖1 反相破乳劑現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用效果曲線

1.3 污水旋流除油工藝

針對(duì)超稠油污水含油高、污油產(chǎn)生量大等技術(shù)難題，采用反相破乳+旋流相結(jié)合、物理與化學(xué)方法結(jié)合的旋流除油分離技術(shù)實(shí)現(xiàn)油水分離，降低儲(chǔ)罐來水含油量，減緩污水處理后續(xù)流程的處理難度。在反相破乳劑濃度45mg/L以上時(shí)，出水含油量可降低到500mg/L，旋流除油率可達(dá)90%以上，隨著反相破乳劑濃度的不斷增加，除油率增長(zhǎng)趨緩。

綜上所述，旋流除油進(jìn)口污水含油為13000～16000mg/L，出口污水含油為1200～1800mg/L，反相破乳劑濃度50mg/L，除油率達(dá)96%以上。

1.4 高溫膜過濾工藝

采出水處理系統(tǒng)精細(xì)過濾器核心技術(shù)是改性聚四氟乙烯荷電膜濾芯，處理后使其過濾介質(zhì)帶有相同的電荷，以增強(qiáng)排斥性能，從而避免含油污水中的污油和懸浮物堵塞膜組件。

1.5 高溫凈化污水回用注汽鍋技術(shù)改造

（1）高溫凈化污水樹脂應(yīng)用。在增加強(qiáng)酸樹脂的交換能力和抗污染能力方面，選擇了耐高溫、耐油型SST—60強(qiáng)酸性鈉離子交換樹脂，水處理仍采用二級(jí)鈉離子交換工藝。

（2）軟化器耐溫工藝技術(shù)優(yōu)化。由于高溫凈化污水量不斷增多，軟化器各設(shè)備、閥件的耐溫已經(jīng)不能滿足現(xiàn)場(chǎng)生產(chǎn)需要，因此對(duì)軟化器耐溫工藝技術(shù)進(jìn)行優(yōu)化研究。

（3）耐溫電磁閥及耐溫氣動(dòng)閥膜片優(yōu)選。由于高溫凈化污水溫度升高，導(dǎo)致電磁閥線圈頻繁出現(xiàn)燒毀的情況。經(jīng)過大量實(shí)驗(yàn)，確定了一種使用溫度范圍為0～100℃的可靠電磁閥，使用RAV型氟橡膠膜片，以保證設(shè)備穩(wěn)定運(yùn)行。

（4）軟化器排氣系統(tǒng)和線路的改進(jìn)優(yōu)化。由于高溫凈化污水雜質(zhì)較多，軟化器罐頂部排氣閥頻繁出現(xiàn)浮球黏住，出現(xiàn)溢出罐體的情況，將排氣閥管線連成一體，接至排污口處，同時(shí)還預(yù)防性地對(duì)硬度取樣點(diǎn)和取樣管線進(jìn)行改造，對(duì)高溫凈化污水軟化器罐體進(jìn)行了保溫處理。

（5）高含硅稠油污水不除硅回用熱注鍋爐技術(shù)應(yīng)用。風(fēng)城稠油高溫凈化污水中SiO2的含量約為150～210mg/L，針對(duì)風(fēng)城稠油高溫凈化污水回用鍋爐中SiO2含量超標(biāo)的現(xiàn)象，有必要對(duì)SiO2含量對(duì)注汽鍋爐結(jié)垢影響進(jìn)行研究并采取必要的預(yù)防措施，防止或減緩注汽鍋爐爐管結(jié)垢的發(fā)生。

（6）氯根忽高忽低原因分析及解決措施。針對(duì)鍋爐來水水質(zhì)氯根時(shí)高時(shí)低的不正?，F(xiàn)象，需要從中找出氯根升高的原因，采取相應(yīng)措施，消除氯根不穩(wěn)定現(xiàn)象，降低氯根含量，減緩鋼材的腐蝕。

2 高含鹽水處理回用技術(shù)

風(fēng)城油田采用降膜蒸發(fā)+MVR+強(qiáng)制循環(huán)結(jié)晶方式處理高含鹽污水，高含鹽水處理回用技術(shù)要實(shí)現(xiàn)污水零排放，而MVR豎管降膜蒸餾污水處理是實(shí)現(xiàn)污水零排放的核心，再配以晶種制漿固化工藝，就是一套完整的污水零排放（ZLD）技術(shù)，根據(jù)風(fēng)城油田的實(shí)際，試驗(yàn)開發(fā)MVR污水零排放技術(shù)具有重要的現(xiàn)實(shí)意義和應(yīng)用價(jià)值。

3 污水系統(tǒng)管理優(yōu)化

將污水處理系統(tǒng)劃分為五個(gè)關(guān)鍵節(jié)點(diǎn)，每個(gè)關(guān)鍵節(jié)點(diǎn)都確定參數(shù)范圍和相應(yīng)控制措施，實(shí)現(xiàn)污水水質(zhì)達(dá)標(biāo)。根據(jù)對(duì)風(fēng)城超稠油污水處理系統(tǒng)運(yùn)行情況，優(yōu)化污水處理系統(tǒng)隔油、排泥、清罐周期，使污水系統(tǒng)更平穩(wěn)地運(yùn)行。

對(duì)污水一級(jí)過濾器管理方式及二級(jí)過濾器管理方式進(jìn)行優(yōu)化，定期對(duì)濾罐進(jìn)行檢查，保證改性纖維束濾料清潔。風(fēng)城稠油污水處理系統(tǒng)投產(chǎn)以來，根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)的生產(chǎn)情況，針對(duì)藥劑加藥泵、過濾器的內(nèi)部結(jié)構(gòu)以及混凝沉降罐的排泥工藝進(jìn)行改進(jìn)，保證了系統(tǒng)的高效運(yùn)行。

4 結(jié)語

通過計(jì)算可知，風(fēng)城超稠油污水處理系統(tǒng)處理量為5.75×104m3/d，可滿足126臺(tái)鍋爐用水，節(jié)約清水1514×104m3/a，節(jié)約天然氣13140×104m3/a，年節(jié)約費(fèi)用21400萬元。不僅節(jié)約了水資源，而且減少了環(huán)境污染，具有良好的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。

（欄目主持 李艷秋）

10.3969/j.issn.1006-6896.2015.3.002