某油田冷凝水处理技术研究

某油田冷凝水处理技术研究

马文贺

富成能源集团有限公司  新疆克拉玛依  834000

摘要:针对油田原油集输系统分离出冷凝水热值高、含油高、低悬浮物、低矿化度，资源化回收利用，具有较好的经济价值。在现场开展“阻截除油”和“聚结除油”两种工艺中试，最终选择聚结除油工艺。

关键词：冷凝水；含油；悬浮物；阻截除油；聚结除油。

1．概述

随着某油田原油集输系统密闭改造工程实施，解决了蒸汽和伴生气无组织排放带来的环保问题。密闭集输工艺中分离出的冷凝水具有矿化度低，热值高、含油高、低悬浮物[1]等特点，该部分水随采出液一起输送至联合站处理，不仅增加原油处理及采出水处理系统负荷，增加处理成本，而且造成热能和水资源浪费。因此开展油田集输系统冷凝水处理研究，不仅降低水处理成本，还能减少清水用量，具有较好的经济效益。

2．处理工艺

对比冷凝水原水水质及产品水质标准，冷凝水处理主要净化指标是含油、悬浮物、硬度。冷凝水是蒸汽与冷媒介质换热后凝结回收的高温水，其油、水比重差小，绝对粘度低，悬浮物含量低，含油主要以乳化油形式存在，，高温下乳化油易受布朗运动制约漂移不定，吸附捕捉困难，因此经济、可靠的除油技术的选择是项目实施的难点。结合油田采出水处理工艺和石化行业冷凝水处理工艺，本项目采用 “阻截除油”[2]和“聚结除油”[3]两种工艺进行中试试验，为工程建设提供依据。

3.现场试验

阻截除油工艺（A工艺）流程：

冷凝水→提升泵→屏障精滤器→富集除油器→阻截除油器→产品水

冷凝水进入屏障精滤器，通过罐内堆积填装的稀土陶瓷砂颗粒，去除水中的悬浮物和部分乳化油后，污水依次进入富集阻截器和阻截除油器通过两级除油功能材料去除水中含油。

聚结除油工艺（B工艺）流程：

冷凝水→提升泵→聚结除油器→精细过滤器→产品水

冷凝水进入聚结除油器，聚结除油器内分段设置三种不同材料类型、不同比表面积负荷的填料，污水分段通过三种填料，脱稳后油珠碰撞聚结，小颗粒油珠相互结合在一起，将油从水中分离出来，除油后污水进入精细过滤器进一步去除含油和悬浮物。

4处理效果分析

中试试验处理规模5m3/h。主要考察两种处理工艺对含油和悬浮物的去处效果，并根据运行情况对工艺进行优化。试验分为两阶段进行，第一阶段不加药剂的情况下，考察两种处理工艺对含油和悬浮物的处理效果，第二阶段投加药剂情况下的处理效果。

4.1含油去除效果分析（不加药）

不加药情况下两种处理工艺对含油的去处效果见图1。

图1 不加药处理工艺对含油去除效果

由图1可以看出，冷凝水来水含油量在60~220mg/L之间波动，经处理后，含油降至15mg/L以下。总体来看，A工艺的处理效果好于B工艺。A工艺运行3d后处理效果变差，分析原因是随着被过滤的油量和悬浮物的增加，沉积在滤芯上的污染物引起滤芯堵塞，造成精滤器过滤效果变差，进而影响富集除油器和阻截除油器除油膜，导致处理效果变差[7]。7月24日对精滤器进行反冲洗，反冲洗来水接自提升泵，反洗时间15min，反洗排水回收至系统，经反冲洗后，处理效果变好，能够达到锅炉进水对含油的控制指标（含油≤2mg/L）。7月27日处理效果下降，再次反洗后出水含油合格。初步确定采用A工艺反洗时间为3d，工程运行过程中根据出水水质做适当调整。

B工艺的出水含油在2.6~14.2mg/L，处理后水质不能达到锅炉进水对含油的控制指标。对工艺A精滤器进行反洗的同时，工艺B的聚结除油器也进行反冲洗，出水含油仍未达标，分析原因为含油乳化程度过高，聚结材料对含油去处能力有限，考虑投加药剂进行破乳。

4.2悬浮物去除效果分析（不加药）

不加药情况下两种处理工艺对悬浮物的去处效果见图2。

图2 不加药处理工艺对悬浮物去除效果

由图2可以看出，冷凝水来水悬浮物含量均低于20mg/L，经处理后，出水悬浮物含量

降至10mg/L以下。总体来看，A工艺的处理效果好于B工艺。A工艺运行3d后，悬浮物含量升高，反冲洗后出水水质达到锅炉进水悬浮物的控制指标（含油≤2mg/L）。7月27日处理效果下降，再次反洗后出水悬浮物合格。

B工艺的出水悬浮物在1.5~10mg/L，处理后水质不能稳定达到锅炉进水对悬浮物的控制指标。

4.3含油去除效果分析（加药）

在进行现场试验的同时，针对B工艺在室内开展除油剂的筛选试验，室内试验表明，当除油剂投加量在30mg/L时，除油效果较好。2020年7.30 ~2020年8.10开始新一轮现场试验，其中工艺A精滤器3d反洗一次，工艺B投加30mg/L除油剂，再次考察两种处理工艺对含油和悬浮物的去处效果。

图3加药处理工艺对含油去除效果

由图3可以看出，冷凝水来水含油量在75~205mg/L之间波动，经处理后，A工艺和B工艺出水含油均能达到锅炉进水对含油的控制指标。由于A工艺定期反洗，试验运行过程中未出现含油超标现象。

4.4悬浮物去除效果分析（加药）

A工艺定期反洗，B

工艺投加除油剂30mg/L情况下，对悬浮物的去除效果见图5.

图4加药处理工艺对悬浮物去除效果

从图4可以看出，来水悬浮物含量在10~20mg/L之间波动，经处理后，A工艺和B 工艺出水悬浮物均能达到锅炉进水对悬浮物的控制指标。

5结论与建议

（1）冷凝水来水含油≤250mg/L、悬浮物≤30mg/L，经A工艺和B工艺处理均可以达到锅炉进水对含油和悬浮物的控制指标（含油≤2mg/L,悬浮物≤2mg/L）。

（2）中试试验连续20d运行，证明了处理工艺的稳定性。

（3）综合考虑，建议使用“聚结除油”工艺，其中除油剂投加量30mg/L。

参考文献：

[1] 吕庆霖，李树彬等，蒸汽冷凝水直接作为锅炉补水水质处理方法探讨[J].科技创新导报，2014，35（14）：63。

[2]谭家翔, 徐鹏, 王胜, 等.阻截除油技术在渤西油气处理厂的应用[J].中国环保产业, 2014 (3) :16-19。

[3]周建，聚结技术处理含油污水的实验研究［D］．青岛: 中国石油大学，2009。