復合聚硅酸絮凝劑處理番禺油輪艙底水的應用研究

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(中海油能源發展工程技術油田 化學分公司，廣東 惠州 516086)

復合聚硅酸絮凝劑處理番禺油輪艙底水的應用研究

石華前，郭海軍，黃孟，鄧建林

(中海油能源發展工程技術油田 化學分公司，廣東 惠州 516086)

針對番禺油輪艙底水難處理的問題，在室內自制了復合聚硅絮凝劑，并將復合聚硅絮凝劑用來處理艙底水，實驗結果發現，復合聚硅絮凝劑單獨處理艙底水時，由于絮體上浮慢，處理效果并不顯著，但當艙底水加入原油(油水體積比15∶80)，再配合復合聚硅絮凝劑處理時，絮體上浮快，除油效果顯著，且最佳加藥濃度為200 mg/L，油分去除率達到91.12%。另外，考察了靜置時間對水中含油去除效果的影響，結果顯示，靜置1 min時，水中含油去除率達到88.15%，而隨著靜置時間的延長，含油去除率增加并不大。

絮凝劑；艙底水；除油

海上番禺油田包括PY4-2A、PY4-2B、PY5-1A、PY5-1B、PY10-2 5個遠端平臺及1個油輪，一共6個設施，生產產液在遠端平臺經初步處理后，大部分生產水外排，具有一定含水率的原油外輸至油輪。原油在油輪得到深度處理，合格后進艙儲存，油輪上的生產水經三級生產分離器及水力旋流器處理合格后外排。在番禺油輪的生產過程中會產生一部分艙底水，番禺油輪的艙底水包括甲板沖洗水、生產水、電脫水、原油破乳脫出水等，艙底水中含有油泥、砂子、FeS等，該水長時間靜置存放并不能得到凈化，另外，由于遠端平臺加注了多種化學藥劑，如破乳劑、清水劑、緩蝕劑、殺菌劑、鉆完井添加劑等等，這些化學藥劑在艙底水中均有殘留，使油輪含油污水破乳除油的難度加大，油田常規清水劑處理艙底水的效果并不理想。

有鑒于此，針對番禺油輪艙底水難處理的問題，本實驗在室內自制了復合聚硅酸絮凝劑[1-5]，并將該藥劑應用于處理艙底水，實驗取得了較滿意的結果。

1 實驗部分

1.1主要儀器和測定方法

主要儀器：Fixed Filter Infrared Analyzer(Model CVH 美國WILKS)。污水含油測定：采用紅外吸收光譜法。

1.2復合聚硅酸絮凝劑的制備

1.5% SiO2溶液配制：將17.75 g Na2SiO3·9H2O用蒸餾水溶解，并定容至250 mL(0.25 mol/L)；FeCl3溶液配制：8.45g FeCl3·6H2O溶于40 mL蒸餾水； AlCl3溶液配制：7.5 g AlCl3·6H2O溶于40 mL蒸餾水；取250 mL SiO2含量為1.5%的Na2SiO3溶液于500 mL燒杯中，在電磁攪拌器下攪拌，用稀釋一半的的濃鹽酸迅速調至pH值為3，加入配制好的AlCl3溶液，待溶液穩定后，再加入配制好的FeCl3溶液，攪拌均勻后熟化2 h，即得到成品。

1.3試驗方法

取80 mL的艙底水水樣于100 mL脫水瓶中，加入一定量復合聚硅酸絮凝劑，蓋好瓶蓋，將脫水瓶放入手持震蕩器中，搖晃30下后將脫水瓶置于80 ℃恒溫水浴中，靜置一段時間后取脫水瓶中層水樣，測水中含油濃度。

2 實驗結果與討論

2.1復合聚硅絮凝劑對艙底水的處理效果

為考察復合聚硅絮凝劑對艙底水的處理效果，對所制備的復合聚硅絮凝劑進行了濃度梯度試驗。處理前水中含油濃度為506.5 mg/L，水樣加藥搖晃后靜置1 min，取脫水瓶中層水樣，測水中含油濃度，試驗水溫80 ℃，實驗結果見圖1。

圖1 復合聚硅絮凝劑加藥濃度梯度試驗

從圖1中可以看出，當加藥濃度為50 mg/L(加藥后，溶液體積變化很小，可忽略不計)時，以原有體積計算加藥濃度，水中含油去除率為19.05%，之后隨著復合聚硅絮凝劑加藥濃度的增加，水中含油去除率逐漸增大，加藥濃度為400 mg/L時，水中含油去除率為40.57%，含油去除率并不高。實驗過程中，我們發現，隨著加藥濃度的增加，水色逐漸變清，水中絮體也逐漸增大，但絮體上浮速度很慢，絮體上浮速度慢造成了含油去除率不高。

2.2復合聚硅絮凝劑與原油配合的除油效果

番禺油輪艙底水的來源較多，水質復雜，主要包括甲板沖洗水、生產水、電脫水、原油破乳脫出水等，水中含有油泥、砂子、FeS等，由于這些密度較大顆粒物的存在，當藥劑加入水體后，形成的絮體密度較大，從而上浮速度較慢或不上浮。針對該現象，為使水中所形成的絮體上浮速度增快，我們結合現場生產流程的特點，考慮在艙底水中加入少量原油，以期水中絮體形成后，絮體與原油結合，在原油的上浮作用下，絮體快速上浮分離。

該組試驗中，取80 mL的艙底水水樣于100 mL脫水瓶中，加入一定量復合聚硅酸絮凝劑，再加入15 mL生產原油，蓋好瓶蓋，將脫水瓶放入手持振蕩器中，搖晃30下，水樣加藥搖晃后靜置1 min，取脫水瓶中層水樣，測水中含油濃度。艙底水加藥處理前水中含油濃度為506.5 mg/L，試驗水溫80 ℃，實驗結果見圖2。

圖2 復合聚硅絮凝劑與原油配合的除油效果

從圖2中數據可以看出，隨著復合聚硅絮凝劑的加藥量的增加，油分的去除效果逐漸增強。當加藥濃度在200 mg/L時，油分去除率達到91.12%，而在圖1中，艙底水不加原油的水中含油去除率只有33.27%，由此可見，復合聚硅絮凝劑與原油配合的除油效果明顯優于單獨使用復合聚硅絮凝劑。另外，當加藥濃度繼續增加時，水中含油去除率增大的幅度比較有限，從藥劑投加成本及應用效果來看，確定藥劑最佳加注濃度為200 mg/L。

2.3靜置時間對水中含油去除效果的影響

該組試驗中，取80 mL的艙底水水樣于100 mL脫水瓶中，加入200 mg/L復合聚硅酸絮凝劑，再加入15 mL生產原油，蓋好瓶蓋，將脫水瓶放入手持振蕩器中，搖晃30下，水樣加藥搖晃后靜置，在不同的時間段取脫水瓶中層水樣，測水中含油濃度。艙底水加藥處理前水中含油濃度為506.5 mg/L，試驗水溫80 ℃。實驗結果見圖3。

從圖3的實驗結果可得，隨著水樣靜置時間的增加，水中含油去除率逐漸增加，水樣靜置1、5、10 min時，水中含油去除率分別達88.15%、90.92%、92.10%。該結果說明，在原油的配合作用下，絮體上浮速度很快，靜置1 min時，水中含油即有較高去除率，而隨著靜置時間的延長，含油去除率增加并不大。在海洋平臺上，由于空間有限，油水處理系統均要求在較短的時間內達到較好的處理效果，所以該實驗結果對現場生產應用具有指導意義。

圖3 靜置時間對水中含油去除效果的影響

3 結論

在實驗室內自制了復合聚硅絮凝劑，在處理番禺油輪艙底水時，實驗發現，復合聚硅絮凝劑單獨處理艙底水時，由于絮體上浮較慢，處理效果并不理想，當復合聚硅絮凝劑與原油配合使用，絮體上浮速度快，除油效果顯著，且隨著復合聚硅絮凝劑的加藥量的增加，油份的去除效果逐漸增強，最佳加藥濃度為200 mg/L，油份去除率達到91.12%。另外，考察了靜置時間對水中含油去除效果的影響，結果顯示，在原油的配合作用下，絮體上浮速度很快，靜置1 min時，水中含油去除率達到88.15%，而隨著靜置時間的延長，含油去除率增加并不大。

據此實驗結果，根據現場生產流程的特點，可考慮在艙底水的輸送管線上加入復合聚硅絮凝劑，并將加藥后的艙底水泵入生產流程，絮體與流程中的生產原油結合后在生產分離器中得以分離，從而使艙底水得到凈化。

[1]顧 玲，馬宇鋒，李 政，等. 聚硅酸鋁鐵絮凝劑的制備及其在印染廢水處理中的應用[J].化工環保，2010，30(3)：254-256.

[2]張莉紅，徐建京，衣守志，等. 聚硅酸氯化鐵絮凝劑的制備及其性能研究[J].工業水處理，2010，30(7)：25-27.

[3]何淦釧，劉 偉，令狐文生. 聚硅硫酸鋁絮凝劑的制備及其性能研究[J].河北化工，2011，34(2)：46-48.

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[5]周 穎，王東田. 超聲法制備聚硅酸硫酸鋁及其混凝效能研究[J].水處理技術，2013，39 (7)：50-52.

重新施用有機肥

“目前，我國每年消耗5 900萬t化肥，占世界消耗總量的35%，比起30年前增長了2倍，造成了嚴重的環境問題。”全國土壤微生物學術研討會近日在武漢召開，中科院院士陳文新在會上表示。

“過量使用化肥增加了溫室氣體排放。工業制肥消耗大量能源，1980至2010年這30年間，與化肥生產和使用相關的溫室氣體排放增加了3.45倍，最近幾年北方城市空氣質量惡化，就與過量使用氮肥直接相關。農作物無法吸收的過量化肥會進入地下水或江湖，造成水體富營養化。進入食物的硝酸鹽在一定條件下，會被轉化為亞硝酸，危及食品安全。過量化肥還會引起土壤酸化、板結。”陳文新說。

據介紹，1961年，1 kg化肥可生產151 kg糧食，而到了2005年，1 kg化肥只能生產9 kg糧食。40多年間，肥效下降了17倍。肥效下降，其主要原因是過量施用化肥，造成土壤結構被破壞，耕地“越喂越瘦”。

環保部和國土資源部聯合發布的“全國土壤污染狀況調查公報”顯示：在實際調查面積630萬km2中，總體不容樂觀，部分地區土壤污染較重，全國土壤總超標率16.1%。

陳文新建議，我國應重新施用有機肥，與化肥結合使用。另外，減少氮肥用量，多利用生物固氮，無需消耗能源。直到今天，地球上生物固氮量仍是工業氮肥總量的2倍。

目前，我國已有微生物肥料企業950余家，產能1 000萬t。

TreatmentResearchofPanyuFPSOBilgeWaterbyCompound-flocculant

SHIHua-qian，GUOHai-jun，HUANGMeng，DENGJian-lin

(CNOOC Energy Technology & Services - Drilling & Production Co.Huizhou Branch,Huizhou 516086，China)

Compound-flocculant is maded in lab,and it is used to treat the bilge water of Panyu FPSO.The result indicates:the effect of removing oil is bad, when compound-flocculant treat bilge water independently,however,when bilge water mixed with crude oil(voil∶vwater=15∶80),the effect of removing oil is good,the best dosage is 200 mg/L,and the rate of removal oil is 91.12%. The effect of stay time to removing oil is studied,The result indicates: the rate of removing oil is 88.15% in 1 min, the longer time, the higher rate of removing oil.

flocculant；bilge water；removal oil

2014-09-12

石華前(1982-)，男，工程師，中級職稱，碩士，研究方向：油田化學，電話：13928471693。

TQ314.253

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1003-3467(2014)11-0033-03