[發明專利]用于油田軟化水處理中離子交換樹脂的清洗裝置及方法

有效

• 申請號: 201710076743.0
• 申請日: 2017-02-13
• 公開（公告）號: CN106582897B
• 公開（公告）日: 2019-11-19
• 發明（設計）人: 楊波;徐榮春;劉國利;劉德國;楊博文;于衍明;周強;楊露
• 申請（專利權）人: 克拉瑪依市華隆油田技術服務有限責任公司
• 主分類號: B01J49/60
• 分類號: B01J49/60;C02F1/42
• 代理公司: 65105 烏魯木齊合縱專利商標事務所
• 代理人: 湯潔<國際申請>=<國際公布>=<進入國

本發明涉及油田稠油開采過程中用于油田軟化水處理中離子交換樹脂的清洗裝置及方法。用于油田軟化水處理中離子交換樹脂的清洗裝置，包括以下裝置部件:多個管道泵；超聲波清洗裝置；單組清洗罐或者多組清洗罐；清洗過濾器、污水排放過濾器；樹脂暫存罐T3；空壓機和空氣罐；真空泵和真空罐；加藥設備；污水暫存罐T4；循環清洗水罐T2；清水罐T1；多個閥門；一種利用清洗裝置進行離子交換樹脂的清洗方法，包括以下步驟:部署連接清洗裝置；將樹脂轉移到樹脂清洗罐中；將清洗完畢的樹脂暫存和回輸；排污和倒罐。本發明清洗裝置結構合理，清洗方法經濟實用,樹脂的損失小、破碎率低，清洗干凈后離子交換能力恢復到原樹脂的80%以上。

技術領域

本發明涉及在油田稠油開采過程中一種用于油田軟化水處理中離子交換樹脂的清洗裝置及方法。

背景技術

在油田稠油開采過程中，注汽鍋爐裝置在生產運行中，必不可少的一個環節就是鍋爐給水軟化處理，主要采用水處理軟化器，將水中的硬度離子去除或降低至符合鍋爐給水指標的水。

在水軟化過程中發生離子交換反應的裝置稱為離子交換器，用于制取軟化水的交換器又稱為離子交換軟化器。原水軟化和離子交換樹脂的再生在同一裝置內進行，其內部為固定式的結構。樹脂軟水技術是通過水的鈉離子交換軟化法，原水通過強酸性陽離子交換樹脂時，水中的Ca²⁺、mg²⁺被交換劑中的Na⁺所代替，使易結垢的鈣鎂離子轉變為易溶性鈉離子而使水得到軟化。

對于軟化水處理，就是利用離子交換樹脂的交換機理進行水質軟化，當含有硬度的水經過含有Na型離子交換樹脂的軟化器，發生交換反應：2RNa+Ca²⁺=R₂Ca+2Na⁺和2RNa+Mg²⁺=R₂Mg+2Na⁺。當樹脂吸附到一定量的鈣、鎂離子后必須進行再生，為了恢復離子交換樹脂的交換能力，利用離子交換反應的可逆性，用飽和鹽水浸泡已失效的離子交換樹脂，用鈉離子將樹脂里的鈣、鎂離子置換出來，反應式為：R₂Ga（Mg）+2Na⁺=2RNa+Ca²⁺（Mg²⁺），恢復樹脂的離子交換能力。整個再生過程包括：反洗-松動樹脂層，吸鹽慢洗-發生交換反應，沖洗(正洗)，將離子交換下來的鈣、鎂離子全部替換，并將廢液排出。

油田離子交換軟化器適用于中等硬度和中等含鹽量的水質，并且水質要相對穩定，在日常運行過程中，由于來液懸浮物含量、含油量等指標不穩定，導致離子交換樹脂易被雜質污染，致使其離子交換能力下降甚至喪失，導致軟化水量下降，軟化后出水不能達標，影響設備正常運行，故需要對樹脂進行更換。

通過對更換過的已污染樹脂樣品進行分析，發現離子交換軟化器上層的樹脂被污染程度最深，由于離子交換樹脂的吸附作用，在其表面形成了一層黑色的包裹物，沉積后堵塞了交換孔道，能阻止水中的離子與離子交換樹脂有效接觸；在離子交換器正常運行交換和再生過程中，用氯化鈉再生液去置換吸附在離子交換樹脂上的懸浮物、有機物難度很大，長期運行下去，來水中的懸浮物、有機物被離子交換樹脂牢牢吸附在體內。這部分離子交換樹脂在交換器內已經喪失離子交換能力，所以影響到交換水量。

目前生產現場應用最多的是當軟化水不合格、或者交換容量下降后采用直接扔掉后更換新的離子交換樹脂。

常規處理方式主要有以下弊端：

1、作業危險性增加：樹脂倒運、更換作業，人員需進入水處理軟化器內進行作業，屬金屬容器內有限空間作業，內部高溫、高濕，通風效果不好，加之含油污水進入，易產生有毒有害氣體，易對操作人員造成傷害；

2、 離子交換樹脂使用時間不長、易被污染，交換容量下降, 需要進行清洗或更換；油田生產過程中，出現上述情況，常規解決方案為：對舊（污染）樹脂進行清理，報廢處理，重新填裝新樹脂。