風城油田超稠油污水回用注汽鍋爐技術的優化

李志國 艾合買江·芒力克 祝先貴 張建軍 劉婷

1新疆油田公司風城油田作業區2新疆金戈壁油砂礦開發有限責任公司3新疆油田公司石西油田作業區

風城油田超稠油污水回用注汽鍋爐技術的優化

李志國1艾合買江·芒力克2祝先貴1張建軍1劉婷3

1新疆油田公司風城油田作業區2新疆金戈壁油砂礦開發有限責任公司3新疆油田公司石西油田作業區

風城超稠油污水處理采用離子調整+旋流反應+軟化處理技術，處理后的污水全部回用油田注汽鍋爐，實現污水的資源化利用。污水處理回用鍋爐優化技術包括反向破乳劑優化；高效凈水藥劑優選；污水旋流除油工藝；高溫膜過濾工藝；高溫凈化污水回用注汽鍋技術改造；高含鹽水處理回用技術；污水系統管理優化。通過計算可知，風城超稠油污水處理系統處理量為5.75×104m3/d，可滿足126臺鍋爐用水，節約清水1514×104m3/a，節約天然氣13140× 104m3/a，年節約費用21400萬元。不僅節約了水資源，而且減少了環境污染，具有良好的經濟效益和社會效益。

稠油污水；重力除油；旋流反應；回用鍋爐

風城油田位于準噶爾盆地西北緣，風城油田稠油資源豐富，超稠油地質儲量3.6億噸，在超稠油開發技術上取得了重要突破。風城超稠油污水處理采用離子調整+旋流反應+軟化處理技術，處理后的污水全部回用油田注汽鍋爐，實現污水的資源化利用。

1 污水處理回用鍋爐優化技術

1.1 反相破乳劑優選

根據處理工藝的設計原理，分別開展了污水處理四種藥劑的室內評價工作。經過多次的篩選試驗，最終確定了風城稠油污水的凈水藥劑體系。

（1）反相破乳劑室內評價。通過對沉降罐出水進行室內評價，試驗恒溫90℃加熱，攪拌后觀察破乳情況，4h后取出水樣，測含油量和懸浮含量。

（2）反相破乳劑現場試驗。特稠油聯合站處理污水含油量在18000～22000mg/L。通過大量室內試驗，對反相破乳劑進行評價篩選，調整后儲罐出口污水含油量降為100～3000mg/L之間波動。反相破乳劑現場應用效果如圖1所示。

1.2 高效凈水藥劑優選

對15種超稠油污水處理凈水藥劑體系進行初選，篩選出4組超稠油污水處理凈水藥劑進行精細評價，以常規水質分析、硬度、二氧化硅含量、懸浮物含量、含油量、絮體形態、絮體沉降速度、水質穩定性等選出最好一種藥劑。

圖1 反相破乳劑現場應用效果曲線

1.3 污水旋流除油工藝

針對超稠油污水含油高、污油產生量大等技術難題，采用反相破乳+旋流相結合、物理與化學方法結合的旋流除油分離技術實現油水分離，降低儲罐來水含油量，減緩污水處理后續流程的處理難度。在反相破乳劑濃度45mg/L以上時，出水含油量可降低到500mg/L，旋流除油率可達90%以上，隨著反相破乳劑濃度的不斷增加，除油率增長趨緩。

綜上所述，旋流除油進口污水含油為13000～16000mg/L，出口污水含油為1200～1800mg/L，反相破乳劑濃度50mg/L，除油率達96%以上。

1.4 高溫膜過濾工藝

采出水處理系統精細過濾器核心技術是改性聚四氟乙烯荷電膜濾芯，處理后使其過濾介質帶有相同的電荷，以增強排斥性能，從而避免含油污水中的污油和懸浮物堵塞膜組件。

1.5 高溫凈化污水回用注汽鍋技術改造

（1）高溫凈化污水樹脂應用。在增加強酸樹脂的交換能力和抗污染能力方面，選擇了耐高溫、耐油型SST—60強酸性鈉離子交換樹脂，水處理仍采用二級鈉離子交換工藝。

（2）軟化器耐溫工藝技術優化。由于高溫凈化污水量不斷增多，軟化器各設備、閥件的耐溫已經不能滿足現場生產需要，因此對軟化器耐溫工藝技術進行優化研究。

（3）耐溫電磁閥及耐溫氣動閥膜片優選。由于高溫凈化污水溫度升高，導致電磁閥線圈頻繁出現燒毀的情況。經過大量實驗，確定了一種使用溫度范圍為0～100℃的可靠電磁閥，使用RAV型氟橡膠膜片，以保證設備穩定運行。

（4）軟化器排氣系統和線路的改進優化。由于高溫凈化污水雜質較多，軟化器罐頂部排氣閥頻繁出現浮球黏住，出現溢出罐體的情況，將排氣閥管線連成一體，接至排污口處，同時還預防性地對硬度取樣點和取樣管線進行改造，對高溫凈化污水軟化器罐體進行了保溫處理。

（5）高含硅稠油污水不除硅回用熱注鍋爐技術應用。風城稠油高溫凈化污水中SiO2的含量約為150～210mg/L，針對風城稠油高溫凈化污水回用鍋爐中SiO2含量超標的現象，有必要對SiO2含量對注汽鍋爐結垢影響進行研究并采取必要的預防措施，防止或減緩注汽鍋爐爐管結垢的發生。

（6）氯根忽高忽低原因分析及解決措施。針對鍋爐來水水質氯根時高時低的不正常現象，需要從中找出氯根升高的原因，采取相應措施，消除氯根不穩定現象，降低氯根含量，減緩鋼材的腐蝕。

2 高含鹽水處理回用技術

風城油田采用降膜蒸發+MVR+強制循環結晶方式處理高含鹽污水，高含鹽水處理回用技術要實現污水零排放，而MVR豎管降膜蒸餾污水處理是實現污水零排放的核心，再配以晶種制漿固化工藝，就是一套完整的污水零排放（ZLD）技術，根據風城油田的實際，試驗開發MVR污水零排放技術具有重要的現實意義和應用價值。

3 污水系統管理優化

將污水處理系統劃分為五個關鍵節點，每個關鍵節點都確定參數范圍和相應控制措施，實現污水水質達標。根據對風城超稠油污水處理系統運行情況，優化污水處理系統隔油、排泥、清罐周期，使污水系統更平穩地運行。

對污水一級過濾器管理方式及二級過濾器管理方式進行優化，定期對濾罐進行檢查，保證改性纖維束濾料清潔。風城稠油污水處理系統投產以來，根據現場的生產情況，針對藥劑加藥泵、過濾器的內部結構以及混凝沉降罐的排泥工藝進行改進，保證了系統的高效運行。

4 結語

通過計算可知，風城超稠油污水處理系統處理量為5.75×104m3/d，可滿足126臺鍋爐用水，節約清水1514×104m3/a，節約天然氣13140×104m3/a，年節約費用21400萬元。不僅節約了水資源，而且減少了環境污染，具有良好的經濟效益和社會效益。

（欄目主持 李艷秋）

10.3969/j.issn.1006-6896.2015.3.002