[發明專利]一種稠油采出水深度軟化處理回用方法

有效

• 申請號: 201410315599.8
• 申請日: 2014-07-04
• 公開（公告）號: CN104030496A
• 公開（公告）日: 2014-09-10
• 發明（設計）人: 曾玉彬;魏新春;吳麗萍;黃保軍;賈劍平;歐陽建利;王益軍;王澄濱;傅雪晨;任定益;聶俊博
• 申請（專利權）人: 武漢大學;克拉瑪依市三達新技術開發有限責任公司
• 主分類號: C02F9/04
• 分類號: C02F9/04
• 代理公司: 武漢科皓知識產權代理事務所(特殊普通合伙) 42222
• 代理人: 張火春

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技術領域

本發明涉及一種稠油采出水深度軟化處理回用方法，屬于污水處理領域。

背景技術

稠油采出水是油田采出液經過油水分離出的水。稠油采出水的水質復雜，不僅含有大量的陽離子(?如?Ca²⁺，Mg²⁺，Fe²⁺等)?，大量的陰離子(?如?Cl^-，SO4^2-，CO₃^2-，HCO₃^-等)?，還含有少量的如鉻、銅、鉛、汞等重金屬化合物和U²³⁸、Th²³²、Ra²²⁶等微量的放射性化學物質；且具有水溫高、粘度大、油水密度差小、乳化嚴重、生物可降解性差、處理難度大等特點。若將稠油采出水直接排放到水環境中會造成資源的浪費和其它水體的污染，乃至污染整個環境。隨著國內油田稠油熱采方式的改變，稠油采出水量日益增多。稠油采出水的處理是油田面臨的一個嚴峻問題。為了節約水資源以及保護環境，急需將稠油采出水進行有效地處理。

目前，國內外對稠油采出水的處置方法有三種：一是將其做深度處理，回用于稠油熱采注汽鍋爐；二是在除油工藝的基礎上，增加生化處理，達標排放；其三是將其處理后能滿足油田注水水質指標，用于稀油區塊地層回注。

稠油采出水出路不同，要求達到的水質標準也不一樣，處理流程、處理方法也不相同。稠油采出水質成分雖然比較復雜，但是穩定性較好，經過處理后作為熱采鍋爐給水，具有很大的經濟效益、社會效益和環境效益，因此可以對其進行循環再利用，做到資源化、合理化。回用于稠油熱采注汽鍋爐，只需去除采出水中的雜質（油和懸浮物、硬度、二氧化硅等），保持水質穩定就可以。該方法無論是從環境保護，還是從水資源和能源的充分利用等方面來看，都是最佳方案。

目前，國內外稠油采出水回用熱采注汽鍋爐的前段凈化處理工藝與回注處理基本相同，都是采用物化法等成熟處理工藝，主要去除水中的油及懸浮物。國內外稠油采出處理技術主要采用隔油池技術，液-液旋流技術和氣浮選技術等的組合，處理流程包括除油、除懸浮物、除硅和軟化?4?個環節，設備多，處理流程長。稠油采出水中硅的濃度較高，水中殘留的硬度在高溫下與不同形態的硅反應形成硅酸鹽垢。因此在除硅這個環節上尚存在一些問題，如除硅設備復雜、加藥種類多、加藥量大、產生的污泥量大、成本高和后續過濾器產生結垢或腐蝕等。鍋爐水質對鈣鎂離子的含量的要求最為苛刻，因為軟化后的水中鈣鎂離子的去除不徹底的話，就會伴有其它離子的出現，造成嚴重的結垢或腐蝕問題，所以后續深度處理主要著眼于污水的軟化。稠油采出水經傳統強酸性陽離子交換樹脂軟化工藝處理后，仍殘留微量鈣鎂離子。運行實踐表明，這些陽離子仍可與硅結合易引起熱采鍋爐結垢。

發明內容

本發明的目的是針對傳統稠油采出水處理方法的除硅工藝設備復雜、加藥種類多、加藥量大、產生的污泥量大、費用高昂，且軟化后的水對鈣鎂離子的去除不徹底，過濾器的結垢或腐蝕的問題，提供一種不需要除硅、僅需在原離子交換單元的基礎上進一步深度軟化處理的方法。

本發明的目的通過下述技術方案實現：

一種稠油采出水深度軟化處理回用方法，包括如下步驟：

（1）對稠油采出水進行預處理；

（2）對經步驟（1）預處理的稠油采出水進行二級過濾處理，使其出水中的油的含量≤2.0mg/L、懸浮固體含量≤5.0mg/L；

（3）將經步驟（2）過濾后的稠油采出水導入陽離子樹脂交換器進行軟化處理，使出水的總硬度≤0.1mg/L，然后在15~25BV/h的流速下，通過螯合樹脂交換器進行深度軟化處理，使其鈣離子、鎂離子含量≤0.02mg/L，再將其導入稠油熱采注汽鍋爐中回用；所述螯合樹脂交換器包含有胺基膦酸型螯合樹脂交換層與亞胺基二乙酸型螯合樹脂交換層。

所述預處理依次包括除油緩沖、旋流反應和斜板沉降；所述旋流反應為在經除油緩沖處理后的采出水中加入凈化劑，投入量為150~200mg/L，然后將采出水通入旋流反應器中，并投加堿性物質調節系統pH值為8.0～9.0。

所述除油緩沖的時間為8~10小時，旋流反應的時間為30~45min，斜板沉降的時間為2～4小時。

所述凈化劑含有聚合氯化鋁、硫酸鋁和聚硅氯化鋁中任意兩種的混合物，其質量比為1：3~3：1。