油田污水處理用浮選劑的研究與應(yīng)用

李世洪 張濤 孫巖 刁松濤

摘要：浮選劑是油田污水氣浮凈化工藝中必須配套添加的化學(xué)藥劑之一。其效率受氣泡與顆粒的碰撞、吸附效率有關(guān)。分別選擇與處理污水匹配的表面活性劑、高分子化合物、助電解質(zhì)等功能組分并通過優(yōu)化復(fù)配比，可以獲得針對(duì)性強(qiáng)、效率高的浮選劑。

關(guān)鍵詞：油田污水;氣浮;浮選劑;表面活性劑

1 前言

油田污水中一般含有大量的原油、懸浮固體。在回注或外排前，必須對(duì)污水進(jìn)行凈化處理，并達(dá)到規(guī)定的標(biāo)準(zhǔn)要求。

污水凈化主要有沉降分離、過濾、氣浮等工藝，配合不同工藝，需要添加不同的化學(xué)藥劑。

配合沉降分離工藝：需要添加反相破乳劑，使以乳化形式存在的原油充分破乳，為沉降分離創(chuàng)造必要條件;在懸浮固體含量較高時(shí)，需要添加絮凝劑，將粒徑微小、調(diào)試分散的懸浮顆粒聚并，提高分離效率。

過濾分離工藝：需要添加絮凝劑、助凝劑，在聚并調(diào)試分散的微波固體顆粒的同時(shí)，改善絮體的過濾性能。

氣浮分離工藝：需要添加浮選劑，提高欲分離分散顆粒與氣泡的結(jié)合效率，實(shí)現(xiàn)污水中分散原油、固體顆粒的高效分離。

在三種污水凈化工藝中，氣浮分離具有占地面積小、分離效率高等優(yōu)點(diǎn)，在海外油田中得到了比較廣泛的應(yīng)用。

2 浮選劑的作用機(jī)理

2.1 氣浮過程的組成

污水的氣浮過程，由三個(gè)過程組成：

???? 氣泡與懸浮油滴、懸浮固體顆粒碰撞;

 ??? 氣泡與懸浮油滴、懸浮固體顆粒粘附;

???? 氣泡攜帶油滴、懸浮固體顆粒上浮了。

2.2 氣浮效率影響因素

氣浮除油和機(jī)械雜質(zhì)的效率取決于氣泡與油滴、懸浮固體顆粒的碰撞效率和粘附效率。即：除油（機(jī)械雜質(zhì)）率=碰撞效率×粘附效率

2.2.1 碰撞效率

碰撞效率符合經(jīng)驗(yàn)公式（1）：

2.2.3 氣浮效率影響因素

通過對(duì)式（1）和（2）中參數(shù)分析，影響氣浮效率的主要因素如下：

氣泡大?。簹馀葜睆阶冃?，有利于提高碰撞效率;

油滴大?。河偷沃睆阶兇?，有利于提高碰撞效率;

雙電層：懸浮顆粒表面的雙電層的存在，降低氣泡與懸浮顆粒的粘附效率;

溫度：溫度升高，會(huì)降低氣泡與懸浮顆粒的粘附效率。

3 浮選劑的研究與應(yīng)用

3.1 浮選劑組成研究

根據(jù)氣浮效率的影響因素分析，浮選劑的理想組份中應(yīng)該包括如下特性的化學(xué)藥劑。

（1）表面活性劑：通過選擇與污水匹配的表面活性劑，最大限度地降低污水表面張力，為降低氣泡直徑和提高氣泡穩(wěn)定性創(chuàng)新條件。

（2）高分子化合物：根據(jù)污水中顆粒的粒徑分布、顆粒的主要組成特點(diǎn)，選擇合適的高分子化合物，對(duì)分散的顆粒進(jìn)行有效聚并，提高分散顆粒的粒徑并可提高與氣泡的結(jié)合效率。

（3）助電解質(zhì)：根據(jù)污水顆粒的帶電性質(zhì)，選擇適用的助電解質(zhì)，以消除分散顆粒表面吸附的雙電層，提高碰撞與粘附效率。

在對(duì)各組分進(jìn)行研究并確定后，通過正交實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)，對(duì)各組分的配比進(jìn)行了優(yōu)化，研發(fā)出DFL浮選劑。

3.2 性能評(píng)價(jià)

針對(duì)海外某油田污水，對(duì)DFL浮選劑進(jìn)行了適用性評(píng)價(jià)。

3.2.1 污水組成

污水基本組成見表1。

該污水具有高礦化度、高氯離子的組成特點(diǎn)，水中含油量、機(jī)械雜質(zhì)含量波動(dòng)較大的特點(diǎn)。

3.2.2DFL浮選劑性能評(píng)價(jià)

根據(jù)水質(zhì)組成，利用該油田原油配制模擬水，進(jìn)行藥劑性能評(píng)價(jià)。

3.2.2.1 溫度實(shí)驗(yàn)

實(shí)驗(yàn)條件：

實(shí)驗(yàn)結(jié)果：

實(shí)驗(yàn)結(jié)果見表2。

3.2.2.2 加藥量實(shí)驗(yàn)

實(shí)驗(yàn)條件：

???? 模擬水：水中含油40mg/L，懸浮物含量30mg/L;水中含油 250mg/L，懸浮物含量50mg/L

???? 溫度：30℃

???? 加藥量：10mg/L，30mg/L，50mg/L，75mg/L，100mg/L

???? 浮選劑：DFLA-R-1

實(shí)驗(yàn)結(jié)果：

實(shí)驗(yàn)結(jié)果見表3。

4 結(jié)論

浮選劑的效率受氣泡與分散顆粒的碰撞和吸附效率的影響;

通過選擇與目標(biāo)污水匹配的表面活性劑、高分子化合物及助電解質(zhì)，可以得到適用、高效的浮選劑。

DFL浮選劑對(duì)高礦化度污水中水中含油、機(jī)械雜質(zhì)含量的波動(dòng)具有很好的適應(yīng)性。