海洋石油含油污水处理

海洋石油含油污水处理工艺

张思勤中海石油（中国）有限公司深圳分公司518067

[文章摘要]

天然气水合物的形成条件包括液相水的存在、足够高的压力和足够低的温度、以及流动条件突变等；针对天然气水合物的形成条件提出了常用的预防措施，并详细介绍了现场常用的化学抑制剂用量的计算方法。

[关键词]

含有污水；水质；水力旋流器；

一、含油污水水质、处理目的及要求

海上油田污水来源于在油气生产过程中所产出的地层伴生水。为获得合格的油、气产

品，需将伴生水与油气进行分离，分离后的伴生水中，含有一定量的原油及其他杂质，这些含有一定量原油和其他杂质的伴生水称之为含油污水。

1.含油污水水质

含油污水一般偏碱性，硬度较低，含铁少，矿化度高。含油污水中含有以下有害物质：1.1分散油：油珠在污水中的直径较大，为10~100μm，易于从污水中分离出来，浮于

水面而被除去。这种状态的油占污水含油量的60%~80%。

1.2乳化油：其在污水中分散的粒径很小，直径为0.1~10μm，与水形成乳状液，属于

O／W“水包油”型乳状液。这部分油不易除去，必须反相破乳之后才能将其除去，其含量占污水含油量的10%~15%。

1.3溶解油：油珠直径小于0.1μm。由于油在水中的溶解度很小，为5~15mg/L,，这部

分油是不能除去的。其占污水含油量的0.2%~0.5%。

1.4污水中含有的阳离子常见的有. Ca2+、Mg 2+、Ba2+、Sr2+等，阴离子有.CO32-、CL-、SO42-等。这些离子在水中的溶解度是有限的。一旦污水所处的物理条件（温度、压力等）

发生变化或水的化学成分发生变化，均可能引起结垢。

1.5污水中还可能含有溶解的O2、CO2、H2S等有害气体，其中氧是很强的氧化剂，它易

使二价铁离子氧化成三价铁离子，从而形成沉淀。CO2能与铁反应生成碳酸铁Fe2(CO3)3

沉淀，H2S与铁反应则生成腐蚀产物———黑色的硫化亚铁。

1.6污水中常见的细菌有硫酸盐还原菌、腐生菌和铁细菌。这些细菌均能引起对污水处

理、回注设备及管汇的腐蚀和堵塞。

2.含油污水处理的目的及要求

含油污水经过处理后，要进行排放或者作为油田回注水、人工举升井动力液等。处理含

油污水的目的是要求排放水或回注水达到相应的排放或回注标准，同时应充分考虑防止系统内腐蚀。

排放的污水水质要求是：渤海海域排放污水含油量小于30mg/L,；南海海域为小于50mg/L。对回注的污水水质要求是：达到本油田规定的注水水质标准.

目前海上油田含油污水处理的主要方法

水力旋流器进行污水处理，是让含油污水在一个圆锥筒内高速旋转，由于油水密度不

同，密度大的水受离心力的作用甩向圆锥筒筒壁，而密度稍小的油滴则被挤向筒的中心，因此油和水可以从不同的出口分别流出，达到使含油污水脱油的目的

水力旋流器的腔体呈锥状,水从一个切向喷嘴射入腔中后,快速旋转,并流向尾锥,在此过程中,由于旋转半径不断减少,促使较重的水射到腔体的外壁,而较轻的油则聚集在中心,形成油芯,反向旋转,从溢流口流出.

在水力旋流器中,必须有大量的能量才能获得很高的转速,此能量是通过旋流器中的压降来提供的,一般,所需的压降为200-400 psi.

油出口

当含油污水通过切向进口进入旋流器时，旋流器的内壁迫使液体旋转．强大的离心力使较重的水朝外抛，由底流口排出，而较轻的油则处于旋流中心，由溢流口排出，旋流器的几何形状使着种状态得以维持，达到稳定分油的目的．

在实验中，当压力没有达到一定要求时，我们可以看到有一条气芯在旋流场中心，这时旋流几乎不分油，调节进口，底流口的阀门，当压力达到预定要求时，可以看到气芯逐渐变细，变直，变短，心部出现黄色的油芯，这时候旋流器开始分油．

液流的旋转速度高达２０００转每分，产生的离心力高达１０００g,因为旋流器直径一般为３５mm,60mm(后者的处理能力为前者的2.5倍)，因此油滴在水中的旅行距离很短，滞留时间少于２秒（而普通重力分离，油滴的滞留时间为６分钟）．

Ｃ．旋流器的主要参数

C1水力参数

除油旋流器的主要水力参数是流量和压力．流量分总流量Ｑin, 溢流量Ｑrej,底流量Ｑout 三种．压力包括进口压力Ｐin,底流压力Ｐout, 溢流口压力Ｐrej.

令F＝Ｑrej/Qin

式中：F――溢流率，表示溢流大小

又令R=(Pin-Prej)/(Pin-Pout)

R称为压差比，反映压力调节情况．

溢流率Ｆ与压差比R之间呈线性关系．Ｆ＝ＫR＋Ｂ

其中系数K ，Ｂ与流量和压力均无关，它们取决于旋流器的几何结构．Ｋ值称为放大系数，它反映溢流率Ｆ对压力变化的敏感程度，Ｋ值越大，Ｆ的变化越快．Ｂ值称为迭加系数，它表示Ｆ的附加值，Ｂ值越大Ｆ就越大，通过调整R 值就可控制溢流率Ｆ，这一点在旋流油水分离的控制系统中特别重要．

Ｃ２压力与流量的关系

当旋流器的结构确定后，流量的大小，取决与旋流器的压差，压差越大流量越大，但不是直线比例关系．

Ｃ３分离效率

分离效率是旋流器除油能力的一个重要指标，由下式表示：

E = (1-Cin

Cout )X100%

Cout –底流口水中含油浓度, ppm

Ｃin –入口来水中含油浓度, ppm

由于旋流器的体积小,重量轻,因而很适用于海上作业.另外,旋流器的滞留时间一般为2-5秒,这比起撇油罐的10-30分钟来说,自然少得多.现在旋流器已成海上油田的主要油水分离设备,具有效率高,处理量大, 重量轻,空间小,无运动部件,维修费用低等一系列优点

气浮除油

1、基本原理

气浮：在含油污水中通入空气（或天然气），使水中产生微细气泡，有时还需加入浮选剂或混凝剂，使污水中颗粒为0.25～0.35 mm 的乳化油和分散油或水中悬浮颗粒粘附在气泡上，随气体一起上浮到水面并加以回收，从而达到含油污水除油除悬浮物的目的。

具体过程：通入空气→产生微细气泡→SS 附着在气泡上→上浮

应用：自然沉淀或上浮难于去除的悬浮物，以及比重接近1的固体颗粒。

2 气浮的理论基础

水中颗粒与气泡粘附的条件水、气、固三相混合体系中，不同介质表面因受力不均衡而存在界面张力，气泡与颗粒或絮体一旦接触 ，由于界面张力存在会产生表面吸附作用。

2）润湿周边：三相间的吸附界面构成的交界线。与润湿接触角有关系。

3）亲水吸附与疏水吸附