高含硫气田含硫污水三级除硫技术优化

高含硫气田含硫污水三级除硫技术优化

范伟;高继峰;刘畅

【摘要】The mass concentration of H2S in produced wastewater in Puguang Gas Field is more than 1000 mg/L, which needs depth treatment to reach the requirements of relevant standards. Therefore, a three-step desulfurization technology is used in wastewater treatment,namely,first level of gas strip-ping, second level of oxidation and third level of flocculating sedimentation. Some drawbacks of the three-step desulfurization technology appear gradually in the actual operation process, such as the wastewater gas stripping tower is quite easy to be blocked, the oxidation desulfurization effect of sodi-um hypochlorite gets worse gradually and the flocculating sedimentation effect decreases obviously. Through technology optimization,the blocking in the stripper tower is avoided by using the hot wash-ing blockage removal new process of separator dissolving sulfur in the first level of gas stripping process;sodium hypochlorite is replaced by hydrogen peroxide in the second level of oxidation desulfurization process to assure the rapid oxidation of bivalent sulfur in weak base environment; in the third level of flocculating sedimentation process,the proportioning of the desulfurizing agent,coagulant and floccu-lating agent is optimized. By doing so, 100 % treatment of sulfur-containing wastewater in the gas field is realized, and the sulfur mass concentration in the treated water is less than 10 mg/L, which meets the B2 water quality standard.%普光高含硫气田产出污水H2S质

量浓度高达1000 mg/L以上,需进行深度处理使H2S含量符合相关标准要求.为此,在污水处理中采用三级除硫技术,即一级气提、二级氧化、三级絮凝沉降.在实际运

行过程中,三级除硫工艺逐渐暴露出一些不足,如污水气提塔极易出现堵塞,次氯酸钠氧化除硫效果逐渐变差,絮凝沉降效果显著降低.通过技术优化,在一级气提处理过程中采用分离器溶硫热洗解堵新工艺,避免了气提塔堵塞;在二级氧化除硫工艺过程中,采用双氧水替代次氯酸钠,保证了弱碱性环境中二价硫的迅速氧化;在三级絮凝沉降

除硫工艺中,优化了除硫剂、混凝剂和絮凝剂的配比,实现了气田含硫污水的100%

处理,处理后水中硫化物质量浓度小于10 mg/L,达到B2水质标准.

【期刊名称】《油气田地面工程》

【年(卷),期】2017(036)007

【总页数】4页(P55-58)

【关键词】高含硫气田;含硫污水;水处理;气提;氧化;絮凝;沉降

【作者】范伟;高继峰;刘畅

【作者单位】中石化石油工程建设有限公司;中石化中原石油工程设计有限公司;西

安石油大学石油工程学院

【正文语种】中文

普光气田开发过程产生的含硫污水，主要来自于气井生产过程中产生的凝析水、少量地层水以及净化脱硫及设备检修产生的污水。气井生产产生的污水具有高含硫、中等矿化度的特性，水中含硫以无机硫和单质硫为主。净化厂检修污水具有碱性、高含硫、低矿化度的特性，水中有机硫和无机硫的含量均较高。普光气田生产初期，污水pH值为3.5～5.0，悬浮物质量浓度200～1 000 mg/L，H2S质量浓度1

000～4 000 mg/L，具有明显的凝析水和地层水混合特征。

依据含硫气田水的种类、含量及来水规模，国内外主要采用气提[1-2]、氧化[3-4]、真空抽提[5]、沉淀[6-7]等方法对气田水中的硫化物进行脱除处理。普光气田污水

H2S含量高，采用单一方法处理很难达到要求，因此采用三级组合除硫技术[8-10]，即一级气提、二级氧化、三级絮凝沉淀。

由于普光气田污水H2S含量高，同时原料气及污水中均含有大量的单质硫及固体

夹杂物，采用常规气提技术容易导致流程堵塞。随着气田的生产，含硫污水逐渐显现出碱性特征，给污水处理工艺带来了新的难题，在氧化除硫过程中，常用的次氯酸盐氧化剂受pH值影响较大，中性及弱碱环境下不能实现二价硫离子的有效氧化。同时，弱碱性环境对第三级絮凝沉降工艺也产生较大影响。为此，通过技术改进和工艺调整，对普光气田三级除硫工艺进行了优化。

普光气田含硫污水的气提除硫是通过气提塔实现的，将氮气与含硫污水逆流接触进行气液交换，利用H2S在酸性水中溶解度小的特点使H2S与水分离。

在实际运行中，污水气提塔极易出现堵塞问题，严重影响高含硫污水的处理效果，加重后续工艺的除硫负担，造成了污水处理不合格等问题。

1.1 污水气提塔工作现状

普光气田的污水气提塔为填料塔，塔顶安装捕雾器，设置液体分布器，填料为陶瓷鲍尔环(图1)。其工作原理：高含硫化氢污水从气提塔的塔上部进入，氮气从污水

气提塔下部进入，高含H2S污水与氮气在塔内逆流接触并进行气液交换后，污水

中的H2S被氮气气提；混合废气从塔顶进入低压放空系统，最终去火炬燃烧；气

提后的污水则从塔底流出，进入污水处理系统。其中填料的陶瓷环，可以增大气液接触面积，达到充分气提的效果。

液态分布器的主要作用是均布流体，使高含硫污水在塔体横截面均匀进入填料内，提高气提效果。由于液态分布器的底部为密集筛孔，含硫污水中的黏稠物粘附在筛