河南油田稠油污水回用鍋爐技術及應用

2015-02-08 05:45:56刁星中國石化河南石油工程設計有限公司地面設計所

油氣田地面工程 2015年3期

關鍵詞：水質

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河南油田稠油污水回用鍋爐技術及應用

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河南油田近年來在稠油污水回用鍋爐方面做了大量的研究和現場應用工作，回用濕飽和注汽鍋爐和10t/h低壓飽和蒸汽鍋爐主要去除油、懸浮物、硬度等；回用75t/h過熱蒸汽注汽鍋爐應主要去除油、懸浮物、硅、COD、硬度、鹽等。稠油污水回用鍋爐研究內容包括：過濾系統；離子交換樹脂系統；進雙膜前除硅、除COD等預處理技術；雙膜工藝研究及選擇?；赜脻裾羝仩t系統工程應用表明，鍋爐回用水處理單位成本費用為8.80元／立方米，鍋爐回用水處理單位收益為13.65元/立方米回用75t/h鍋爐中試工程應用表明，鍋爐回用水處理單位成本費用為13.407元／立方米，鍋爐回用水處理單位收益為23.22元/立方米。

河南油田；稠油污水；濕蒸汽鍋爐系統；過熱蒸汽注汽鍋爐

河南油田近年來在稠油污水回用鍋爐方面做了大量的研究和現場應用工作，包括稠油污水出路選擇、水質特性、油和懸浮物的去除、COD的去除、總硬度和二氧化硅的去除等。該油田采油二廠稠聯、王集區塊污水回用10t/h低壓燃煤蒸汽鍋爐以及回用75t/h燃煤過熱蒸汽注汽鍋爐收到了很好的效果。

1 稠油污水回用鍋爐技術

濕飽和蒸汽注汽鍋爐遵循《稠油注汽系統設計規范》，燃煤飽和蒸汽鍋爐遵循《工業鍋爐水質標準》，燃煤過熱蒸汽注汽鍋爐遵循《火力發電機組及蒸汽動力設備水汽質量標準》?；赜脻耧柡妥⑵仩t和10t/h低壓飽和蒸汽鍋爐主要去除油、懸浮物、硬度等；回用75t/h過熱蒸汽注汽鍋爐應主要去除油、懸浮物、硅、COD、硬度、鹽等。該稠油聯合站氣浮出水水質分析結果表明為低礦化度、高硅、HCO3-水型的水質。根據水質特性對比，同時結合離子交換樹脂、超濾、反滲透、電除鹽等膜分離技術的發展趨勢，稠油污水回用鍋爐研究內容包括：過濾系統；離子交換樹脂系統；進雙膜前除硅、除COD等預處理技術；雙膜工藝研究及選擇。進雙膜前除硅、除COD等預處理技術的研究結果表明，除硅可選擇氯化鎂作為除硅劑；采用超聲波活性炭法進行COD去除較為適宜。采用雙膜法處理回用過熱蒸汽注汽鍋爐，研究結果表明，流程為緩沖+沉降+氣浮+過濾+除COD+雙膜(超濾+兩級反滲透)+EDI較為適宜。本文主要介紹過濾系統和離子交換樹脂系統的研究方法。

（1）過濾系統。過濾系統主要作用是去除油和懸浮物，以保證進后端深度處理油和懸浮物含量小于2mg/L的要求。過濾濾料的篩選是必須研究的內容之一?？疾炝藝鴥扔吞镞^濾器的使用，河南油田稠聯回用濕蒸氣注汽鍋爐、新莊回用濕蒸氣注汽鍋爐，采用雙濾料+多介質過濾系統。特別是河南油田稠聯已建的雙濾料、多介質過濾器，經過多年運行，出水含油、懸浮物指標已證明能達到小于2mg/L的要求。一級過濾雙濾料過濾，上層采用無煙煤，粒徑較大的輕質濾料，下層采用石英砂粒徑較小的重質濾料；二級過濾采用多介質過濾，上層內裝填上下兩層粒狀濾料，采用核桃殼和石英砂，下層采用皓英石；上層采用普通粗濾料進行深床過濾，下層設置極細的特種濾料起表面過濾作用，如此提高了過濾效率和過濾精度。稠油聯合站回用飽和濕蒸氣鍋爐的過濾器水質指標見表1。從表1可以看出雙濾料、多介質運行比較平穩，出水水質可滿足深度處理進水的要求。

表1 雙濾料、多介質過濾器進出水水質指標

（2）離子交換樹脂系統。根據稠聯氣浮出水水質和回用鍋爐水質標準對比可以看出，回用鍋爐需除硬度。離子交換樹脂是除硬最常用的處理方法，對大孔弱酸陽離子樹脂和強酸陽離子樹脂進行小試性能對比，實驗結果見表2。通過對比大孔弱酸陽離子樹脂和強酸陽離子樹脂物理、化學特性，確定軟化樹脂采用大孔弱酸陽離子樹脂，固定床離子交換，滿足河南油田稠聯污水軟化要求，能夠達到鍋爐用水指標。采用兩級吸附能力強、抗污染能力強、容易再生恢復的大孔弱酸陽離子交換樹脂對污水進行軟化除硬，硬度達到檢不出的程度。兩級離子交換樹脂軟化除硬，出水水質能達到回用濕飽和蒸汽注汽鍋爐的水質標準。河南油田采油二廠于2007年底投產稠聯污水回用鍋爐，綜合利用率由工程投用前的30.33%提高到應用后的60.66%。采用離子交換樹脂軟化法，稠聯回用濕飽和蒸汽注汽鍋爐回用水處理單位成本費用為8.80元∕立方米。