[發(fā)明專利]熱泵蒸發(fā)法處理超稠油污水工藝技術

有效

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• 申請日: 2009-11-17
• 公開（公告）號: CN101708914A
• 公開（公告）日: 2010-05-19
• 發(fā)明（設計）人: 孫繩昆;孫福祿;李明輝;楊立強;黃蓮萍
• 申請（專利權）人: 遼河石油勘探局
• 主分類號: C02F9/10
• 分類號: C02F9/10;C02F1/66
• 代理公司: 盤錦遼河專利代理有限責任公司 21106
• 代理人: 吳士華

技術領域：

本發(fā)明涉及一種用于油田環(huán)境保護的超稠油污水處理工藝技術。

背景技術：

現(xiàn)有稠油污水處理技術處理的對象主要為蒸汽吞吐開采產(chǎn)生的 普通稠油(溫度在50℃時動力粘度大于400mPa.s、溫度為20℃時密 度大于0.9161g/cm³的原油)污水，處理后的水質(zhì)能夠滿足油田蒸汽 吞吐用熱采濕蒸汽發(fā)生器給水指標，蒸汽吞吐所需蒸汽的干度一般為 75～80％。但采用蒸汽輔助重力泄油(SAGD)技術開采中深層超稠油 需要更高干度的蒸汽，蒸汽干度一般大于95％，產(chǎn)生蒸汽的設備一般 采用汽包鍋爐，而汽包鍋爐的給水水質(zhì)要遠遠高于濕蒸汽發(fā)生器給水 水質(zhì)。因此，現(xiàn)有的稠油污水處理技術不能滿足油田現(xiàn)場開采超稠油 和環(huán)境保護的要求。另外，目前在海水淡化、乳品行業(yè)、氧化鋁生產(chǎn) 及油砂污水處理方面機械蒸汽壓縮法有所應用，但在中深層超稠油污 水處理領域的應用未見報道。

發(fā)明內(nèi)容：本發(fā)明的目的在于提供一種既可用于高溫超稠油污水 深度處理也可用于熱采普通稠油污水和特稠油污水處理、高質(zhì)高效、 節(jié)能降耗的熱泵蒸發(fā)法處理超稠油污水工藝技術。

本發(fā)明的技術方案如下：此種工藝技術是將SAGD產(chǎn)生的超稠油 污水進行預處理后經(jīng)混合反應罐攪拌加藥、增壓泵增壓、換熱器換熱 后至蒸發(fā)塔，然后在蒸發(fā)塔內(nèi)經(jīng)蒸汽壓縮機壓縮、換熱處理，得到的 蒸餾水、濃縮水、蒸汽分別從各自管道輸出；該工藝技術的工藝流程 和實施步驟如下：

1、采用常規(guī)的稠油污水處理方法對超稠油污水進行預處理，主 要為重力沉降、浮選和過濾等方法，使處理后的污水含油＜5mg/L，懸 浮物＜10mg/L；

2、預處理后的污水(溫度80-90℃)進入混合反應罐，在罐中 投加PH調(diào)節(jié)藥劑，調(diào)節(jié)PH值，同時對來水進行預軟化；

3、混合反應罐出水經(jīng)泵提升進入換熱器與蒸發(fā)塔出水(高溫蒸 餾水)進行換熱，提高污水溫度；

4、換熱器出水進入蒸發(fā)塔底部儲水槽，循環(huán)泵從蒸發(fā)塔儲水槽 吸水提升，通過管道將水送到蒸發(fā)塔頂部的配水裝置，通過配水裝置 將水均勻分配給蒸發(fā)塔內(nèi)每支降膜蒸發(fā)管，使污水沿蒸發(fā)管整個內(nèi)壁 按一定水膜厚度均勻向下流淌；初次啟動時，需要將外部蒸汽引入蒸 發(fā)塔內(nèi)，與降膜蒸發(fā)管內(nèi)壁進行換熱，使部分水蒸發(fā)成水蒸汽；

5、蒸發(fā)出的水蒸汽與未蒸發(fā)水向下流動，水蒸汽向上通過液滴 捕捉器，使水蒸汽中夾雜的液滴進行聚結分離落入蒸發(fā)塔底部儲水 槽，蒸汽進入塔外蒸汽壓縮機入口，經(jīng)蒸汽壓縮機壓縮后的蒸汽溫度 升高，通過蒸汽管道進入蒸發(fā)塔內(nèi)作為降膜蒸發(fā)管外部熱源，此時外 部臨時蒸汽熱源可以取消；

6、膜蒸發(fā)管外壁的熱蒸汽隨著與內(nèi)壁冷水膜的不斷換熱，釋放 潛熱，凝結成液態(tài)蒸餾水，沿蒸發(fā)管外壁向下流入塔內(nèi)蒸餾水儲水槽， 通過凈化水管道引出進入外部儲水罐；

7、隨著污水的不斷蒸發(fā)，蒸發(fā)塔底部儲水槽內(nèi)污水的濃縮倍數(shù) 不斷升高，當高于設計濃縮倍數(shù)時，通過外部循環(huán)水泵排出一定數(shù)量 的濃縮廢液，使儲水槽內(nèi)污水的濃縮倍數(shù)達到設計值；

8、蒸發(fā)塔出來的蒸餾水溫度約93℃，儲存在蒸餾水罐內(nèi)，通過 增壓泵提升進入換熱器，與蒸發(fā)塔進水進行換熱，使蒸發(fā)前的污水溫 度升高，同時冷卻后的蒸餾水作為汽包鍋爐給水的水源。

本發(fā)明適用原水水質(zhì)范圍廣，既可用于高溫超稠油污水深度處 理，也可用于熱采普通稠油污水處理，使用該工藝技術可以充分利用 超稠油污水的高溫，將污水處理與熱能綜合利用有機結合，從而達到 高質(zhì)高效的效果和節(jié)能降耗的目的。

附圖說明：圖1為本發(fā)明的工藝流程示意圖，圖2為蒸發(fā)塔結構 示意圖。

具體實施方式：以下結合附圖對本發(fā)明的實施加以說明。

如圖1所示，本發(fā)明采用的熱泵蒸發(fā)法處理超稠油污水的工藝流 程設備由混合反應罐、增壓右端、換熱器、蒸餾水罐、蒸發(fā)塔、蒸汽 壓縮機、循環(huán)水泵組成，其實施步驟如前所述。其中，蒸發(fā)塔(見圖 2)由外殼、出水器(分配器)、蒸發(fā)管、液滴捕捉器、蒸餾水儲槽、 濃縮水槽組成，外殼上有原水進口、蒸餾水出口、濃縮水進、出口、 蒸汽進、出口。

實施例：采用本發(fā)明工藝技術對某油田超稠油SAGD采出水進行 處理。實施過程的主要參數(shù)為：降膜蒸發(fā)管直徑50mm，濃縮倍數(shù)30 倍左右，處理后蒸餾水量16L/h，冷凝水流量22L/h，循環(huán)水量 1911L/h，主要進水水質(zhì)指標油5mg/L，懸浮物≤10mg/L，主要出水 水質(zhì)指標油≤0.3mg/L，懸浮物(濁度)≤0.1NTU，電導率≤57μ mhos/cm，出水水質(zhì)達到油田熱采SAGD用汽包鍋爐給水指標。