稠油热采软化水再生系统的高含盐水减排回用技术研究

发布时间：2020-06-11 14:17

【摘要】：在新疆油田稠油开采的过程中,燃煤注气锅炉与双级钠离子软化器都会排放大量的高含盐废水。为了改善新疆周边的生态环境,针对排量大,硬度低的燃煤注汽锅炉排污水,已开展了高含盐水处理工艺的研究。但是针对排量低,处理难度大的软化器再生过程排放的高含盐水依然采用回注地层和排放人工湿地的方式进行处理。随着高含盐水排放量的增多与国家对环境的要求日益严格,原有的方式已无法满足现实需求,因此本文开展了软化器再生过程高含盐水减排回用技术的研究。通过对软化器再生过程各个阶段的水质分析,探究出高含盐水排放量大的原因以及含有大量硬度离子与盐液的水质特点。为了解决高含盐水排放量大的问题,开展了双级钠离子软化器再生工艺优化研究。优化后的再生工艺加入了放空流程,并利用浸泡与小洗工艺替代置换流程,将动态再生转变为静态再生,因此利用室内实验研究了不同吸附量的SST-60树脂,在静态再生条件下,达到最佳再生效率的浸泡盐液浓度,并将研究结果应用于现场试验。为了达到回收利用高含盐废水的目的,结合高含盐水水质特点开展了高含盐水改质回用研究。通过加入Na_2CO_3和NaOH混合沉淀剂去除废水中硬度离子,补充缺失的钠离子,为了确定最佳的沉淀剂添加条件,通过室内实验,研究了反应时间、加药量、加药方式对硬度离子的去除效果。依据室内实验研究,利用现场试验进行方案的可行性验证。双级钠离子软化器再生工艺优化研究表明,优化后的再生工艺,浸泡盐液浓度为14%,再生周期由3次/d增长到4次/d,但排放的高含盐水总量降低,减排比例为12.6%。高含盐水改质回用实验研究表明,混合加药时,NaOH的加药量为理论计算量的1.08倍,Na_2CO_3的加药量为理论计算量的1.11倍时,硬度的去除率达到99%以上,且药剂性价比最高。通过现场试验验证,高含盐水全部回用,且年节省成本约50%。根据高含盐水减排量的对比,决定对高含盐水的改质回用工艺进行大规模推广,首先对重油公司5号供热站进行中试试验设计,如果试验成功,可对新疆地区高含盐水处理方面提供一定的借鉴意义。
【图文】：

注汽锅炉,现场图

饱和蒸汽对盐液的溶解能力与压力成正比关系，当压和蒸汽的溶盐量增加，最终导致对蒸汽的污染[8]。在过热器管壁上如解的盐分堆积，则会增加过热器管壁的流动阻力与热阻，降低了传会因为过热损坏管壁；在阀门处如果被盐分堆积，会导致阀门卡涩机通流部分如果出现盐液堆积现象，汽轮机内的轴向推力和叶片应降低了汽轮机工作效率[9]。因此在汽包锅炉运行过程中，为了降低险，经常利用排污的方法来优化锅炉水的水质，新疆油田注汽锅炉过 20000 mg/L 时进行排污，根据进水含盐量的不同，锅炉排污水约0～15%。由于排污水热量高，排量大的特点，排污水的余热利用也耗的重要举措之一[10-13]。锅炉排污水首先进入排污扩容器里迅速降大约占排污量 40%的二次蒸汽，进入到热力除氧器后对锅炉给水进—水换热器对扩容器内剩余的污水回收其热量后排放，温度为 80～汽锅炉现场图如图 1.1 所示。

软化器,现场图,钠离子,双级

图 1.2 双级钠离子软化器现场图Fig. 1.2 Field diagram of two-stage sodium softener稠油热采高含盐水的危害油热采高含盐水具有硬度大，含盐量高的特点[16]。但由于水质中险化合物含量低而易被大众所忽视，其具体危害表现为：1）对生态系统的危害。当含有较高浓度有机物与营养物的高含盐会造成水体的富营养化，水生植物繁殖泛滥，水中溶氧量降低，亡，对水体的生态系统造成极大破坏；当未经处理的高含盐废水会导致土壤盐渍化，，造成土壤结块与生物脱水现象，对土壤生态；高含盐废水若渗入地下也会导致地下水的污染，影响人们的日常2）对废水处理系统的影响。高含盐废水中仍然存在较多的无机盐、氯离子、钙离子等[18]，这些离子在适当的浓度范围内，可以对统内的微生物生长产生促进作用，但是超过限定的浓度，对微生制的作用，破坏生化处理系统。同时高含盐废水还会对金属管道
【学位授予单位】：中国石油大学(北京)
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2018
【分类号】：X741

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